具有振動傳感器的帶罩蓋軸承的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及軸承，該軸承具有第一環(huán)(10)、第二環(huán)(12)、設置在所述第一環(huán)(10)和所述第二環(huán)(12)之間的滾動腔中的至少一排滾動元件(14)、以及連接到所述第一環(huán)(16)從而密閉所述滾動腔的罩蓋(16)。設置至少一個振動傳感器(18)連接在所述罩蓋(16)的內部上。軸承具有第一環(huán)(10)、第二環(huán)(12)、設置在所述第一環(huán)(10)和所述第二環(huán)(12)之間的滾動腔中的至少一排滾動元件(14)、以及連接到所述第一環(huán)(16)從而密閉所述滾動腔的罩蓋(16)。
【專利說明】
具有振動傳感器的帶罩蓋軸承
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及包括罩蓋的軸承。
【背景技術】
[0002]本發(fā)明涉及可集成在軸承傳感器本體中的振動傳感器模塊。已經知曉提供具有振動傳感器的軸承以便檢測滾子、保持架或滾道中的缺陷或者采用該軸承的機器的運行參數(shù)。
[0003]現(xiàn)代軸承監(jiān)視技術覆蓋裝配在傳感器罩蓋中的多種感應特征，傳感器罩蓋安裝到外環(huán)的軸向面。作為原則，振動傳感器直接連接到軸承環(huán)之一或者連接到容納軸承環(huán)之一的大塊金屬外殼以便保證良好的信號傳輸。
[0004]然而，標準軸承設計為用在寬范圍的應用中且需要嚴格遵守有關ISO尺寸。連接到軸承環(huán)外面的，例如到其側面的傳感器組件在某些特定領域證明是有用的，但是不能使自身成為標準化使用，因為配備有這樣傳感器組件的軸承超過了 ISO尺寸。
[0005]本發(fā)明特別尋求開發(fā)在軸承的臨界ISO尺寸內，即在根據(jù)ISO15—般設計涉及軸承類型的尺寸內包括傳感器、在線處理單元和無線傳輸單元的傳感器組件。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明涉及的軸承具有第一環(huán)、第二環(huán)、設置在所述第一環(huán)和所述第二環(huán)之間的滾動腔中的至少一排滾動元件、以及連接到所述第一環(huán)從而密閉所述滾動腔的罩蓋。在很多情況下，罩蓋連接到外環(huán)。然而，本發(fā)明可等同地應用于罩蓋連接到內環(huán)的帶罩蓋軸承。
[0007]已經提出的是，至少一個振動傳感器連接在所述罩蓋的內部上。將傳感器連接到罩蓋而不是直接連接到其中一個軸承環(huán)不可避免地會引起衰減并且降低信號-噪聲比，從而對于傳感器位置來說這是一個非顯而易見的選擇。然而，本發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)對于包括軸承損壞檢查的很多應用來說信號質量是足夠的。傳感器可直接安裝到罩蓋或通過支架或保持器安裝到罩蓋。
[0008]本領域的技術人員將理解，罩蓋沒有完全密閉環(huán)之間的間隙，而是可以留下很小的間隙以保證軸承的適當功能而不產生摩擦。該間隙可通過滑動密封等密閉。
[0009]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述罩蓋通過材料結合連接而連接到第一環(huán)，優(yōu)選地通過銅焊。該剛性連接導致良好的振動傳輸且加固罩蓋。在傳感器罩蓋自身銅焊到軸承側面的實施例中，可避免任何間隙且可實現(xiàn)剛性連接。
[0010]在本發(fā)明的進一步實施例中，所述罩蓋包括至少一個軸向端面，其中振動傳感器連接到軸向端面。軸向端面通常為罩蓋的最大端面，并且具有一定的空間用于安裝傳感器。在該范圍內，詞語“軸向”和“徑向”是指軸承環(huán)的旋轉軸線和對稱軸線。
[0011]進一步提出的是，罩蓋包括至少一個徑向端面和一個軸向端面，其中振動傳感器連接到徑向端面。優(yōu)選地，徑向端面直接接觸到軸承環(huán)，從而該位置意味著傳感器非常靠近軸承環(huán)。結果，軸承環(huán)和傳感器之間的通道上的振動衰減很小。此外，罩蓋的該部分是剛性的且被軸承環(huán)穩(wěn)定，從而與其它位置相比減小了罩蓋的固有振動的影響。通過更接近于軸承潛在損壞的測量，可在較早的階段上檢測損壞。
[0012]罩蓋固有振動的影響可通過增加抑制罩蓋振動的裝置而進一步降低。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，振動傳感器設置在所述罩蓋內的封裝中。該封裝用作抑制振動和保護振動傳感器的裝置。優(yōu)選地，封裝通過在罩蓋中直接注射成型而形成。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的進一步方面，振動傳感器安裝在連接到罩蓋的金屬塊中。金屬塊優(yōu)選為鋁塊。金屬塊或托架可提供腔體，以容納傳感器實現(xiàn)功能所需的空氣填充區(qū)域。加速計通常安裝為不能接觸主要安裝表面之外的表面。另外，傳感器受到保護而不會被諸如潤滑劑、濕度和顆粒的外部因素所影響。
[0014]在本發(fā)明的節(jié)約成本實施例中，罩蓋是沖壓片狀金屬件。
[0015]本發(fā)明以有利的方式結合很多優(yōu)點。首先，在很早的階段上可測量潛在的損壞。潛在的諸如不平衡和錯位的機械失效的其它影響也是可見的。第二，傳感器解決方案保持本領域電子裝置所允許的盡可能的緊湊狀態(tài)。第三，本發(fā)明的解決方案能使解決方案完全集成在軸承中，其還可進一步改進以符合嚴格的ISO尺寸。第四，該解決方案可變得非常成本有效。最后，能夠提供容納振動傳感器的空氣填充腔。
[0016]本發(fā)明描述了緊湊的、集成的解決方案以便以良好的靈敏度和信號噪聲比測量振動。
[0017]選擇的解決方案優(yōu)選包括傳感器封裝，其配置為在密封區(qū)域沿軸向方向上從罩蓋突出且將電子裝置保持在鋼制傳感器本體中。與將傳感器封裝連接到軸承環(huán)或者軸承殼體相比，該解決方案的缺點是罩蓋相較于軸承或殼體具有有限的剛度。這導致相對低的特征頻率和在所感興趣的頻率范圍內的眾多模式形態(tài)。由于靠近外環(huán)安裝(僅允許很小的位移)以及附加阻尼，諧振仍是可控的。
[0018]本發(fā)明的上述實施例以及附加的權利要求和附圖示出了本發(fā)明在特定組合中的多個代表性特征。本領域的技術人員容易理解這些特征的進一步組合或部分組合以適應權利要求中所規(guī)定的本發(fā)明是需要的。
【附圖說明】
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明的軸承的示意圖；
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的軸承外環(huán)連接有罩蓋的截面圖；
[0021 ]圖3是配備有根據(jù)本發(fā)明的振動傳感器的罩蓋的示意圖；
[0022]圖4是根據(jù)權利要求3的罩蓋的截面圖；以及
[0023]圖5是配備有與罩蓋分離的振動傳感器的金屬支架。
【具體實施方式】
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明的軸承的示意性透視圖。外部尺寸為任何ISO標準軸承的尺寸。軸承為帶罩蓋的軸承且包括作為第一環(huán)10的外環(huán)、作為第二環(huán)12的內環(huán)、設置在第一環(huán)10和第二環(huán)12之間的滾動腔中的至少一排滾動元件14、以及形成為沖壓片狀金屬件連接到所述第一環(huán)1從而密閉滾動腔的罩蓋16。
[0025]圖2是連接有罩蓋16的第一環(huán)10的截面圖。振動傳感器18連接在所述罩蓋16的內表面上。此外，用于處理傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理單元和無線傳輸單元或其它種類的通訊接口可設置在電子封裝中，該電子封裝連接到罩蓋16的相同的內表面(未示出)。
[0026]罩蓋16具有凸緣，通過銅焊將其連接到第一環(huán)10。該剛性連接導致良好的振動傳輸且減小罩蓋的固有振動?？梢詻]有間隙且可實現(xiàn)剛性連接。根據(jù)本發(fā)明其它實施例的罩蓋不包括凸緣。
[0027]在圖1和2的實施例中，罩蓋16包括一個軸向端面16a和一個徑向端面16b，其中振動傳感器18連接到徑向端面16b。在進一步實施例中，傳感器18可連接到軸向端面16a或者連接到徑向端面16b和軸向端面16a二者。振動傳感器18安裝在塊22中，塊22容納在封裝20中，這將在下面進一步詳細描述。振動傳感器18和金屬塊22之間以及金屬塊22和罩蓋16之間的連接應充分剛性以保證良好的信號傳輸。
[0028]下面描述的本發(fā)明實施例集中在與第一實施例的區(qū)別上，其中為了簡明起見省略相同特征的描述。對此讀者參見上面描述的本發(fā)明第一實施例。等同或類似的特征提供相同的附圖標記以突出類似性。
[0029]圖3示出了從罩蓋16面對滾動腔的內部看到的配備有傳感器18的罩蓋16的透視圖。振動傳感器18設置在所述罩蓋內的封裝20中。封裝20通過注射成型方法或機械加工形成且通過螺釘連接到罩蓋16。在本發(fā)明的其它實施例中，傳感器18可以利用塑料材料通過二次模制形成，優(yōu)選直接在罩蓋16中。
[0030]圖4是在具有封裝20的塊22中設置有傳感器18的罩蓋16的截面圖，并且圖5示出了傳感器18以及與罩蓋18和封裝20分開的塊。
[0031]振動傳感器安裝在鋁金屬塊22中或者連接到罩蓋18的托架中。金屬塊22具有腔體22a以容納空氣填充區(qū)域，該空氣填充區(qū)域保持實現(xiàn)傳感器18功能所需的封裝材料。另外，傳感器受到保護而不受外部因素的影響，例如潤滑劑、濕度或顆粒。
【主權項】
1.一種軸承，具有第一環(huán)(10)、第二環(huán)(12)、設置在所述第一環(huán)(10)和所述第二環(huán)(12)之間的滾動腔中的至少一排滾動元件(14)、以及連接到所述第一環(huán)(10)從而封閉所述滾動腔的罩蓋(16)， 其特征在于，至少一個振動傳感器(18)連接在所述罩蓋(16)的內部。2.根據(jù)權利要求1所述的軸承，其特征在于，所述罩蓋(16)通過材料結合連接與所述第一環(huán)連接。3.根據(jù)權利要求2所述的軸承，其特征在于，所述罩蓋(16)通過銅焊連接到所述第一環(huán)。4.根據(jù)前述權利要求之一所述的軸承，其特征在于，所述罩蓋(16)包括至少一個軸向端面(16a)，其中該振動傳感器連接到該軸向端面。5.根據(jù)前述權利要求之一所述的軸承，其特征在于，所述罩蓋(16)包括至少一個徑向端面(16b)和一個軸向端面(16a)，其中該振動傳感器(18)連接到該徑向端面(16b)。6.根據(jù)前述權利要求之一所述的軸承，其特征在于，所述罩蓋(16)包括用于抑制該罩蓋的振動的裝置(20)。7.根據(jù)前述權利要求之一所述的軸承，其特征在于，所述傳感器(18)設置在所述罩蓋(16)內的封裝(20)中。8.根據(jù)權利要求7所述的軸承，其特征在于，所述封裝(20)通過注射成型法形成。9.根據(jù)前述權利要求之一所述的軸承，其特征在于，所述振動傳感器(18)安裝在連接到所述罩蓋的金屬塊(22)中。10.根據(jù)前述權利要求之一所述的軸承，其特征在于，所述罩蓋(16)是沖壓片狀金屬件。11.根據(jù)前述權利要求之一所述的軸承，其特征在于，還包括用于避免該第一環(huán)(10)滑動的鎖定裝置。12.—種配備有根據(jù)前述權利要求之一所述軸承的機械，其特征在于，該軸承安裝為使得該傳感器(18)位于該軸承的負載區(qū)域中。13.—種用于根據(jù)前述權利要求之一所述軸承的罩蓋，其特征在于，振動傳感器(18)連接在所述罩蓋(16)的內部。
【文檔編號】F16C33/76GK106050943SQ201610093366
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年2月19日 公開號201610093366.7, CN 106050943 A, CN 106050943A, CN 201610093366, CN-A-106050943, CN106050943 A, CN106050943A, CN201610093366, CN201610093366.7
【發(fā)明人】N.S.W.登哈克, K.韋林, J.范波梅倫
【申請人】斯凱孚公司