专利名称：具有转换器的轴承、尤其滚动轴承或滑动轴承或线性导轨的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的具有转换器的轴承，尤其是滚动 轴承或滑动轴承或线性导轨。
背景技术：
由实践公开了一种为轴承尤其是滚动轴承或滑动轴承分配具有转换器的RFID元 件，从而能够存储轴承所特有的数据并且在需要时能够调用这些数据。为此目的，转换器包 括天线，其通过电磁辐射来响应，并且将天线布置在轴承上或者轴承中。在此，通过轴承的 通常金属的组成部分尤其滚动轴承的轴承环来屏蔽电磁辐射是有困难的。US 6，501，382B1描述了一种具有作为轴承组成部分的外环的滚动轴承，在该滚动 轴承的主体中在外环的端侧上安置了孔，在孔的内部布置了 RFID元件。将天线在结构上集 成到RFID元件中。在此，天线通过孔的内表面的金属周围部分屏蔽并且很难响应，或者说 由RFID元件发送的信号在轴承环的外部只能很困能地接收。DE 102004005234T5描述了一种RFID元件在滚动轴承上的布置情况，该滚动轴承 作为轴承组成部分具有带有金属填料的密封元件。通常环形的金属填料具有孔，其中填料 的金属主体的保留在孔之间的区段构造成RFID元件的天线。在此，尤其构造偶极天线，该 偶极天线在两侧由孔限制。因为偶极天线的端部靠得非常近，所以该天线仅仅是低效率的。 也不能使用如此布置的轴承，即该轴承没有密封元件或者其中密封元件没有金属的填料。RFID元件虽然布置在具有金属填料的密封元件中，但是金属填料没有设计成 RFID元件的天线(DE 102004235T5)，如果是这样的话，金属填料会干扰集成到RFID元件中 的天线的功能。
发明内容
本发明的目的是提出一种具有带有天线的RFID转换器的轴承、尤其是滚动轴承 或滑动轴承或线性导轨，对于这种轴承来说RFID转换器的天线是简单的并且在一定程度 上独立于轴承的设计进行构造。根据本发明，该目的对于开头所述的轴承来说利用权利要求1的特征来实现。将天线构造成裂缝天线的前提条件仅仅是，在轴承组成部分的通常的、无论如何 都是金属的主体中构造裂缝。这种裂缝可以简单制造；需要时能够将轴承组成部分的制造 时经常安置的凹痕、开槽、孔或凹槽如盲孔构造成裂缝天线，尤其通过接线连接成用于转换 器的裂缝天线。裂缝也可以通过以下方法形成，即弯曲或者说填堵轴承组成部分的主体的 区段，使得其接近相同的或者另外的轴承组成部分的表面，从而构造缝隙，该缝隙能够连接 成裂缝天线的裂缝，而不会在构造裂缝时出现轴承组成部分的主体的材料损坏。基本上能够将轴承的轴承组成部分的主体上的每种任意的裂缝用作配属于轴承 的转换器的裂缝天线。在裂缝在轴承组成部分的主体上的布置情况方面或者说在裂缝的几何构造方面存在能够用于优化裂缝的天线特性的自由度。裂缝例如能够构造成穿过轴承组成部分的主 体的孔或者构造成安置在主体中的盲孔。此外，基本上可以假定每种几何构造，只要该几何 构造原则上保持适合于裂缝天线。也可以将裂缝与转换器在空间上分开布置，只要在裂缝 和剩余的转换器之间设置合适的接线。例如不将裂缝安置在轴承本身上，而是安置在轴承 插口上，并且将剩余的转换器布置在轴承环上，从而在这个意义上轴承插口适合作为轴承 组成部分。相应地能够将裂缝设置在作为轴承组成部分的轴承环上，并且转换器设置在轴 承外部例如设置在轴承插口上，只要裂缝关于剩余的转换器作为裂缝天线进行布线。如果轴承构造成具有内环和外环的滚动轴承，那么能够通过构造在内环和外环之 间的缝隙形成裂缝，只要该缝隙设计成绝缘的，例如在设置不导电的尤其陶瓷的滚动体时。作为转换器的裂缝天线的裂缝的接线能够通过导电连接特别通过电离连接构造 在裂缝和剩余转换器之间。作为替代方案或者补充方案，能够无接触地特别通过裂缝电容 或者电感地耦合到剩余转换器上来构造裂缝和剩余转换器之间的连接。优选在裂缝的几何设计方面提出，将裂缝构造成基本上方形的凹槽。在此，裂缝获 得了简单的可轻易再造的结构，该结构在批量生产中是有利的。方形的凹槽的平行的侧面 还允许尤其以极化的辐射响应剩余的转换器，并且确保由转换器发出的信号具有极性，从 而能够在降低噪音的基础上简单地识别信号。如果裂缝构造成基本上方形的凹槽，那么该方形的凹槽优选具有带有一定长度的 长的侧面，该长度大约相当于转换器的波长的一半并且深度相当于转换器的波长的大约四 分之一。在转换器响应的波长方面度量裂缝的尺寸，这确保了裂缝作为裂缝天线调节到转 换器的波长上。其它波长由裂缝天线很难接收，从而该裂缝天线能够用作滤波器。剩余的转换器能够与裂缝天线在空间上隔开布置。但是优选地提出将转换器布置在裂缝中。该裂缝是用于其余转换器的开口或者说 插口，该开口或者说插口至少部分地由转换器填充。转换器尤其能够如此容纳在裂缝中，使 得转换器不会突出超过裂缝。特别能够如此构造裂缝，使得其容纳剩余的转换器，然而如此 优化裂缝的对于其用作裂缝天线来说重要的表面或者说棱边，使得裂缝能够作为转换器的 良好的裂缝天线进行连接。优选的是，转换器在裂缝中偏心地尤其靠近裂缝表面地布置。在偏心的布置中，剩 余的转换器能够布置在一个位置中，在该位置中裂缝天线的输入阻抗配合剩余的转换器， 该输入阻抗重要地由裂缝的几何构造、剩余的转换器在裂缝中的布置情况以及裂缝的介电 特性确定。如果裂缝由轴承组成部分的主体中基本上方形的凹槽形成，其中长方体的长的侧 面大约相当于转换器的波长的一半并且长方体的从凹槽周围的表面开始测量的深度大约 相当于转换器的波长的四分之一，那么优选可以将转换器在裂缝中布置在长方体的短的侧 面附近。此外，长方体的长的或者短的侧面或者说底面本身能够具有开口，该面积比侧面或 者说底面的面积要小，其中转换器至少部分地容纳在该开口中。优选用电介质填充裂缝。该电介质提高了裂缝中的能量密度并且还提供了在裂缝 中调节波长的方案，更确切地说，如此使得剩余的转换器的输入阻抗调整到裂缝天线的阻 抗上。优选将天线构造成结构上的单元，其包括用于转换器的接口、围绕转换器的接口的电介质以及电介质的外面的导电的涂层。结构上的单元能够作为与轴承分开制造的模块 装配到设置在轴承组成部分的插口中。这种结构上的单元也可以在轴承组成部分的主体不 是金属导体的情况下设置成裂缝天线。在此，电介质的导电涂层形成了裂缝的内表面并且 由此形成了裂缝天线的有效的表面或者说棱边。电介质本身使裂缝的表面机械稳定并且示 出了外面涂层的表面之间的特定的电比例。转换器的接口实现了作为用于转换器的裂缝天 线的结构上的单元的布线，该转换器可以布置在结构上的单元的外部，然而结构上的单元 的组成部分优选容纳在电介质的内部或者电介质上。如果天线构造成结构上的单元，那么优选由非导电的涂层、尤其陶瓷涂层包围电 介质的外部的导电的涂层。陶瓷的涂层在电子方面相对于轴承组成部分的主体屏蔽结构上 的单元，尤其能够控制轴承组成部分的主体对结构上的单元的机械、热或者磁性的影响。陶 瓷的涂层可以具有外面的导电的涂层作为内涂层，该涂层又包围电介质。在这种情况下，陶 瓷的涂层是结构上的单元的一部分。作为预制的结构上的单元作为裂缝天线的替代方案，裂缝能够设置在轴承组成部 分的主体中，例如通过固定陶瓷薄膜裂缝的内表面设有介电的涂层，例如通过在介电的涂 层上固定金属薄膜特别是陶瓷薄膜，在该介电的涂层上施加导电的表面，并且在裂缝的这 种加衬的内表面中至少将转换器的接口定位到裂缝天线上，优选将整个剩余的转换器包括 接口定位到裂缝天线上。在需要时用电介质填充由裂缝的内表面围绕的区域，该电介质的 表面与裂缝的边缘在轴承组成部分的主体的平面内平齐地关闭。本发明的其它优点和特征从对优选实施例的描述中或者说从属权利要求中获得。
下面参照附图对本发明进行详细描述和解释。图1示出了根据本发明的轴承的实施例的截取部分的横截面，图2示出了图1中的截取部分的俯视图，以及图3示意性地示出了裂缝天线的透视图，该裂缝天线与图1和2中示出的裂缝天 线不同。
具体实施例方式图1示出了具有轴承组成部分1、尤其具有滚动轴承的轴承环的轴承，该轴承构造 成滚动轴承或者滑动轴承，在该轴承的主体2中布置了转换器3。该轴承也可以构造成线性 导轨，并且轴承组成部分1就是线性导轨的组成部分。转换器3包括构造成裂缝天线4的 天线以及剩余的转换器5，该转换器5尤其容纳电子存储元件。裂缝天线4构造成转换器 3的天线并且与剩余的转换器5耦合，尤其无接触地耦合，专门通过电感的或者电容的耦合 件进行。天线4构造成轴承组成部分1的主体2中的裂缝6 ；该裂缝6关于轴承组成部分1 的主体2的与裂缝6相邻的区域的表面7具有波长的四分之一的深度，将转换器3调节到 该深度上并且以该深度降低转换器3或者说可以通过操作者从外面进行响应。裂缝6沿着主体2的表面7的平面的延伸长度明显小于其深度，在这个意义上将 该裂缝6构造成狭长的。在裂缝6的内部，剩余的转换器5靠近裂缝6的表面，也就是偏心
5布置。用电介质填充该裂缝6，该电介质一直到达裂缝6的表面，在裂缝内部布置了剩余的 转换器5并且该裂缝与主体2的表面7基本上平齐地关闭。侧壁B、C基本上垂直地从表面 7出发；裂缝还包括底面E。轴承组成部分1的主体2是导电的，尤其是金属的，使得裂缝6 的侧壁B、C相对于侧壁B、C之间的电介质构造成传导界面。由此，通过合适的布线能够将 侧壁B、C构造成裂缝天线4的传导面或者说传导边。图2示出了裂缝6和主体2的表面7的俯视图。参照图1可以看出，该裂缝6整 体作为基本上方形的凹槽构造在主体2中。该长方体的长的侧面B、C具有基本上相当于转 换器3的波长的一半延伸长度。还可以看出，剩余的转换器5在裂缝6中偏心地尤其朝较 短的侧面A、D之一移动地容纳在电介质中。因为裂缝天线4由长的侧面C、B形成，所以短的侧面A、D或者说底面B的精确设 计对于裂缝天线4的功能来说不是决定性的。尤其也可以将侧面A、D进行倒圆设计或者完 全取消该侧面，从而在后者的情况下长的侧面C、B朝相应的端部移动，并且裂缝6提供了 基本上扁桃状的俯视图。同样能够将底面B构造成倒圆的或者可以V形移动。在侧面A、D 的区域中的端部上也可以扩展裂缝，使得剩余的转换器5能够容纳在裂缝的这个扩展部分 中。底面B或者说两个侧面C、B或A、D之一还能够具有凹处，在该凹处中容纳剩余的转换 器5，使得该转换器不再直接处于长的侧面C、B之间。在图3中示出的裂缝天线4在一定程度上不同于图1或者说图2中示出的裂缝 天线，因为剩余的转换器5布置在构造成方形的凹槽的裂缝6的中间。电离的接触件8从 剩余的转换器5指向裂缝6的两个长的侧面B、C。裂缝天线4的侧面A、B、C、D、E在外面 是不导电的，尤其设有陶瓷涂层，并且在里面在面对剩余的转换器5的部分表面上构造成 导电的。该陶瓷的涂层使裂缝天线4与轴承组成部分1的主体2绝缘。还用电介质(例如 PA66-GF25或陶瓷，由该材料构成了滚动体)填充该裂缝天线4，在电介质内部剩余的转换 器5以端口布置在裂缝天线的侧面B、C上，特别以接触件8朝侧面B、C进行布置。在图3中示出的裂缝天线4能够构造成结构上的单元，该结构上的单元作为组成 部分至少包括侧面B、C的导电的部分表面、电介质以及剩余的转换器5的朝侧面B、C的导 电的部分表面的端口。这种结构上的单元能够插入方形构造的凹槽中。如果结构上的单元 额外地具有外侧陶瓷的或者不导电的涂层，那么该结构单元在很大程度上能够独立于轴承 组成部分1的主体2的导电能力用作裂缝天线4。在上面描述的实施例中，裂缝天线4尤其由裂缝6的长的侧面C、B形成。显而易 见，作为替代方案或者补充方案，也可以将短的侧面A、D作为裂缝天线进行连接，将该裂缝 天线调节到转换器3的另一波长上。不言而喻，裂缝天线的表面不一定必须相互对置；表面 也可以相互围成一个角度。例如能够在短的侧面例如A与长的侧面例如B之间构造裂缝天 线，只要侧面A和B之间是电绝缘的。在前面所描述的实施例中，裂缝天线4的几何形状基本上由裂缝6的形状确定。不 言而喻，只要裂缝具有与所希望的裂缝天线4不同的形状，就可以将裂缝在其形状方面配 合裂缝天线4的所希望的形状，尤其能够用例如导电的膏体在一定程度上填充该裂缝，直 到剩下的缝隙具有裂缝天线的所希望的几何构造。如果裂缝天线4由结构上的单元构成， 那么该结构上的单元能够插入裂缝的填充物中，尤其插入导电的膏体中。在上面描述的实施例中，裂缝构造成轴承组成部分1的主体2中的凹槽。显而易见，裂缝不必设置成主体中的凹槽；同样能够构造主体2的表面7之间的裂缝以及关于表面 7进行填缝的区段。此外，能够在第一轴承组成部分的表面和第二轴承组成部分的表面之间 构造裂缝，尤其在滚动轴承的内环和外环之间或者在轴承的轴承环和导电的密封元件之间 构造裂缝。在上面所描述的实施例中，裂缝6由轴承组成部分1的主体2中的盲孔构成。不 言而喻，该裂缝6也可以由穿过主体2的穿通部分构成，该穿通部分中没有底面E。图3中的实施例的裂缝天线4的侧面A、B、C、D、E在外面是不导电的，尤其设有陶 瓷的涂层。不言而喻，侧面在外面也可以构造成导电的。前面参照构造成滚动轴承的轴承来描述本发明。在此，轴承组成部分1是保持架、 密封件、滚动体之一或者滚动轴承的轴承环之一。显而易见，轴承也可以构造成线性导轨， 在这种情况下，轨道、环绕单元或者滑座或者说线性导轨的另外的作为轴承组成部分的部 分相应于上面所描述的两个实施例的轴承组成部分1。附图标记列表
1轴承组成部分
2轴承组成部分1的主体
3转换器
4转换器的裂缝天线
5剩余的转换器
6裂缝
7主体2的表面
8电离的接触件
权利要求
1.轴承，尤其滚动轴承或滑动轴承或线性导轨，包括至少一个轴承组成部分(1)、尤其 是滚动轴承的轴承环以及具有天线(4)的转换器(3)，其特征在于，所述天线(4)构造成裂 缝天线并且包括裂缝(6)，并且所述裂缝(6)构造在所述轴承组成部分(1)中或者所述轴承 组成部分⑴上。
2.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述裂缝(6)构造成基本上方形的凹槽。
3.根据权利要求2所述的轴承，其特征在于，所述方形的凹槽具有带有一定长度的长 的侧面(B、C)，所述长度大约相当于所述转换器的波长的一半并且深度相当于所述转换器 的波长的大约四分之一。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的轴承，其特征在于，剩余的转换器(5)布置在所 述裂缝(6)中。
5.根据权利要求4所述的轴承，其特征在于，所述剩余的转换器( 在所述裂缝(6)中 偏心地、尤其是靠近所述裂缝⑴)的表面进行布置。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的轴承，其特征在于，用电介质填充所述裂缝(6)。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的轴承，其特征在于，将所述天线(4)构造成结构 上的单元，其包括用于所述转换器(5)的接口(8)、围绕所述转换器(5)的接口(8)的电介 质以及电介质的外面的导电的涂层。
8.根据权利要求7所述的轴承，其特征在于，由不导电的涂层尤其陶瓷的涂层包围电 介质的外面的导电的涂层。
9.一种将轴承的轴承组成部分(1)中的或者轴承组成部分(1)上的裂缝(6)作为配属 于所述轴承的转换器⑶的裂缝天线⑷的应用。
全文摘要
本发明涉及一种轴承，尤其滚动轴承或滑动轴承或线性导轨，包括至少一个轴承组成部分(1)，尤其是滚动轴承的轴承环以及具有天线(4)的转换器(3)。本发明的目的是提出一种具有带有天线的RFID转换器的轴承、尤其是滚动轴承或滑动轴承或线性导轨，对于这种轴承来说，RFID转换器的天线是简单的并且在一定程度上独立于轴承的设计进行构造。根据本发明通过以下方法实现该目的，即天线(4)构造成裂缝天线并且包括裂缝(6)，并且该裂缝(6)构造在轴承组成部分(1)中或者轴承组成部分(1)上。
文档编号H01Q13/18GK102084545SQ200980113733
公开日2011年6月1日 申请日期2009年4月4日 优先权日2008年4月15日
发明者托马斯·林克 申请人:谢夫勒科技有限两合公司