包括傳感器單元的軸承的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種與軸承一起使用的傳感器單元、包括該傳感器單元的軸承和用于控制或監(jiān)測包括該軸承的設備的控制單元。
【背景技術】
[0002]已知提供具有傳感器單元的軸承，該傳感器單元可以安裝在殼體中或軸承的外圈或內圈上。例如，可以使用的傳感器為溫度傳感器和旋轉傳感器。
[0003]通常，傳感器單元安裝在軸承的表面上，例如，安裝在軸承外圈的軸向側面上，其中，傳感器布置在通過粘接或用螺釘固定至軸承表面上的殼體中。
[0004]安裝傳感器的這種方式有缺點，尤其是在魯棒性和精密測量方面。在組裝設置有軸承的裝置期間，由于與所使用的其它部件或工具無意的碰撞，傳感器殼體在表面上的位置易于破壞，并且傳感器可以距測量其性能的諸如滾柱或滾珠的滾動元件相當?shù)剡h。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明試圖通過提供如權利要求所描述的傳感器單元、軸承以及相關控制單元來克服現(xiàn)有技術的上述缺點。
[0006]本發(fā)明始于用于軸承的傳感器單元，該軸承包括至少一個內圈和至少一個外圈，其中，傳感器單元配置成檢測軸承的至少一個狀態(tài)變量。狀態(tài)變量可以包括振動的振幅、聲發(fā)射、溫度或應變值。
[0007]因此提出將傳感器單元配置成嵌入軸承的內圈或外圈的凹部中。
[0008]由于嵌入，傳感器可以更靠近諸如軸承的滾柱、錐形滾柱、滾針或滾珠的滾動元件，同時保護傳感器不與裝置的工具或其它部件碰撞，具有傳感器單元的軸承安裝在該裝置中。
[0009]目前，本發(fā)明主要適用于幾十厘米直徑的大尺寸軸承，諸如，用于風力渦輪機、發(fā)電機、船舶螺旋槳等的軸承。然而，可以預料的是，小型化的進展將使本發(fā)明適用于更小的軸承。本發(fā)明的特有的優(yōu)點可以在需要詳細的遠程監(jiān)測、尤其是風力渦輪機的裝置中實現(xiàn)。
[0010]優(yōu)選地，傳感器單元包括在單一傳感器殼體中的多個傳感器。這可能有助于降低要在軸承圈中設置的多個殼體和多個凹部的成本并且便于組裝。
[0011]此外，提出傳感器單元設置有無線發(fā)射器，用于傳送由傳感器單元獲得的信號。
[0012]當傳感器單元具有軸向地安裝在凹部中的圓形橫截面殼體時，與傳感器單元配合的合適的凹部的加工是特別簡單和節(jié)約成本的。
[0013]優(yōu)選地，傳感器單元的殼體包括至少一個較深部分和一個較淺部分，其中用于固定傳感器單元或較大電路板或電路元件的螺栓可以以良好的保護方式設置在較淺部分中，并且需要盡可能接近軸承滾動元件的僅傳感器的部件可以設置在較深部分的底部部分。如果較深部分和較淺部分形成在不同直徑的基本上圓柱形形狀中，與該形狀的外殼配合的凹部的加工是特別簡單和節(jié)約成本的。
[0014]在優(yōu)選實施例中，包括至少一個接觸板的傳感器單元的底面配置成與凹部的較深部分的底面鄰接。這有助于使接觸板盡可能的接近于軸承的滾動元件。
[0015]優(yōu)選地，傳感器單元包括至少一個應變傳感器。尤其是，其是通過使傳感器接近于軸承單元來大大提高精度的應變測量。
[0016]此外，傳感器單元可以包括至少一個聲發(fā)射和/或振動傳感器。
[0017]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，提出的是，傳感器單元包括彈性擋圈以將傳感器保持在凹部中。彈性擋圈的使用可以有助于避免使用螺釘和螺栓，螺釘和螺栓以損壞的方式影響應變測量。尤其是，彈性擋圈可以與設置在凹部的內表面中的圓周槽口接合。
[0018]通過使用用粘合劑、尤其是用超聲波焊接密封的殼體，可以避免用于關閉殼體的螺釘。
[0019]此外，本發(fā)明提出了一種軸承，其包括內圈、外圈以及如上所述的傳感器單元。凹部設置在外圈或內圈中，并且傳感器單元嵌入凹部中。尤其是，凹部可以包括與傳感器單元的較深部分和較淺部分配合的較深部分和較淺部分。
[0020]排他地或除了螺釘或螺栓，在使用固定傳感器單元的彈性擋圈的實施例中，凹部可以設置有圓周槽口，用于接收將傳感器單元保持在凹部中的彈性擋圈?？商娲?，彈性擋圈可以用與凹部側壁中的槽口或孔接合的其它彈性元件代替。
[0021]本發(fā)明的另一方面涉及一種控制設備，其配置成從傳感器單元接收數(shù)據(jù)，并且基于所接收的數(shù)據(jù)，產生狀況信息或警告信號。
[0022]本發(fā)明的上述實施例以及所附的權利要求和附圖表明了本發(fā)明以特定組合的多個特征。本領域技術人員能夠容易地想到這些特征的其它組合或子組合，以便如限定在權利要求中的本發(fā)明適應其特定需求。
【附圖說明】
[0023]本發(fā)明現(xiàn)在將參照附圖更詳細地進行說明，其用于解釋的目的，沒有任何意義上的限制的目的，其中:
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明的包括傳感器單元的軸承的示意性剖視圖；
[0025]圖2是安裝在軸承的內圈的凹部中的傳感器單元的視圖；
[0026]圖3示出了凹部外側的根據(jù)本發(fā)明的傳感器單元；
[0027]圖4是根據(jù)圖1至圖3的傳感器單元的分解圖；
[0028]圖5是布置在凹部的較深部分中的傳感器裝備的視圖；
[0029]圖6是包括彈性擋圈的根據(jù)本發(fā)明第二實施例的傳感器單元的剖視圖；
[0030]圖7示出了凹部外側的圖6的傳感器單元；
[0031]圖8不出了根據(jù)圖6和圖7的傳感器單兀的分解圖。
【具體實施方式】
[0032]圖1示出嵌入圓錐滾子軸承的內圈10中的傳感器單元14的剖面圖，圓錐滾子軸承包括內圈和外圈12。
[0033]傳感器單元14嵌入在內圈10的軸向外表面上加工的凹部16中。該凹部16包括較深部分16a和較淺部分16b，每個形成具有不同直徑的同心孔，使得較淺部分16b形成臺階。
[0034]傳感器單元14包括用與凹部16的形狀配合的T形橫截面形成的殼體18，并且傳感器單元的殼體18安裝到凹部16中。傳感器單元14的頂面與內圈10的軸向側表面齊平，并且在凹部16的較淺部分16b中通過與螺紋孔(未示出)接合的螺釘28，將傳感器單元14固定在凹部16中。
[0035]傳感器單元14包括電路板30，其直徑大于較深部分16a的直徑，并且傳感器單元布置在殼體18的T形的橫向桿中。
[0036]包括