包括传感器单元的轴承的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种与轴承一起使用的传感器单元、包括该传感器单元的轴承和用于控制或监测包括该轴承的设备的控制单元。
【背景技术】
[0002]已知提供具有传感器单元的轴承，该传感器单元可以安装在壳体中或轴承的外圈或内圈上。例如，可以使用的传感器为温度传感器和旋转传感器。
[0003]通常，传感器单元安装在轴承的表面上，例如，安装在轴承外圈的轴向侧面上，其中，传感器布置在通过粘接或用螺钉固定至轴承表面上的壳体中。
[0004]安装传感器的这种方式有缺点，尤其是在鲁棒性和精密测量方面。在组装设置有轴承的装置期间，由于与所使用的其它部件或工具无意的碰撞，传感器壳体在表面上的位置易于破坏，并且传感器可以距测量其性能的诸如滚柱或滚珠的滚动元件相当地远。
【发明内容】
[0005]本发明试图通过提供如权利要求所描述的传感器单元、轴承以及相关控制单元来克服现有技术的上述缺点。
[0006]本发明始于用于轴承的传感器单元，该轴承包括至少一个内圈和至少一个外圈，其中，传感器单元配置成检测轴承的至少一个状态变量。状态变量可以包括振动的振幅、声发射、温度或应变值。
[0007]因此提出将传感器单元配置成嵌入轴承的内圈或外圈的凹部中。
[0008]由于嵌入，传感器可以更靠近诸如轴承的滚柱、锥形滚柱、滚针或滚珠的滚动元件，同时保护传感器不与装置的工具或其它部件碰撞，具有传感器单元的轴承安装在该装置中。
[0009]目前，本发明主要适用于几十厘米直径的大尺寸轴承，诸如，用于风力涡轮机、发电机、船舶螺旋桨等的轴承。然而，可以预料的是，小型化的进展将使本发明适用于更小的轴承。本发明的特有的优点可以在需要详细的远程监测、尤其是风力涡轮机的装置中实现。
[0010]优选地，传感器单元包括在单一传感器壳体中的多个传感器。这可能有助于降低要在轴承圈中设置的多个壳体和多个凹部的成本并且便于组装。
[0011]此外，提出传感器单元设置有无线发射器，用于传送由传感器单元获得的信号。
[0012]当传感器单元具有轴向地安装在凹部中的圆形横截面壳体时，与传感器单元配合的合适的凹部的加工是特别简单和节约成本的。
[0013]优选地，传感器单元的壳体包括至少一个较深部分和一个较浅部分，其中用于固定传感器单元或较大电路板或电路元件的螺栓可以以良好的保护方式设置在较浅部分中，并且需要尽可能接近轴承滚动元件的仅传感器的部件可以设置在较深部分的底部部分。如果较深部分和较浅部分形成在不同直径的基本上圆柱形形状中，与该形状的外壳配合的凹部的加工是特别简单和节约成本的。
[0014]在优选实施例中，包括至少一个接触板的传感器单元的底面配置成与凹部的较深部分的底面邻接。这有助于使接触板尽可能的接近于轴承的滚动元件。
[0015]优选地，传感器单元包括至少一个应变传感器。尤其是，其是通过使传感器接近于轴承单元来大大提高精度的应变测量。
[0016]此外，传感器单元可以包括至少一个声发射和/或振动传感器。
[0017]在本发明的优选实施例中，提出的是，传感器单元包括弹性挡圈以将传感器保持在凹部中。弹性挡圈的使用可以有助于避免使用螺钉和螺栓，螺钉和螺栓以损坏的方式影响应变测量。尤其是，弹性挡圈可以与设置在凹部的内表面中的圆周槽口接合。
[0018]通过使用用粘合剂、尤其是用超声波焊接密封的壳体，可以避免用于关闭壳体的螺钉。
[0019]此外，本发明提出了一种轴承，其包括内圈、外圈以及如上所述的传感器单元。凹部设置在外圈或内圈中，并且传感器单元嵌入凹部中。尤其是，凹部可以包括与传感器单元的较深部分和较浅部分配合的较深部分和较浅部分。
[0020]排他地或除了螺钉或螺栓，在使用固定传感器单元的弹性挡圈的实施例中，凹部可以设置有圆周槽口，用于接收将传感器单元保持在凹部中的弹性挡圈。可替代地，弹性挡圈可以用与凹部侧壁中的槽口或孔接合的其它弹性元件代替。
[0021]本发明的另一方面涉及一种控制设备，其配置成从传感器单元接收数据，并且基于所接收的数据，产生状况信息或警告信号。
[0022]本发明的上述实施例以及所附的权利要求和附图表明了本发明以特定组合的多个特征。本领域技术人员能够容易地想到这些特征的其它组合或子组合，以便如限定在权利要求中的本发明适应其特定需求。
【附图说明】
[0023]本发明现在将参照附图更详细地进行说明，其用于解释的目的，没有任何意义上的限制的目的，其中:
[0024]图1是根据本发明的包括传感器单元的轴承的示意性剖视图；
[0025]图2是安装在轴承的内圈的凹部中的传感器单元的视图；
[0026]图3示出了凹部外侧的根据本发明的传感器单元；
[0027]图4是根据图1至图3的传感器单元的分解图；
[0028]图5是布置在凹部的较深部分中的传感器装备的视图；
[0029]图6是包括弹性挡圈的根据本发明第二实施例的传感器单元的剖视图；
[0030]图7示出了凹部外侧的图6的传感器单元；
[0031]图8不出了根据图6和图7的传感器单兀的分解图。
【具体实施方式】
[0032]图1示出嵌入圆锥滚子轴承的内圈10中的传感器单元14的剖面图，圆锥滚子轴承包括内圈和外圈12。
[0033]传感器单元14嵌入在内圈10的轴向外表面上加工的凹部16中。该凹部16包括较深部分16a和较浅部分16b，每个形成具有不同直径的同心孔，使得较浅部分16b形成台阶。
[0034]传感器单元14包括用与凹部16的形状配合的T形横截面形成的壳体18，并且传感器单元的壳体18安装到凹部16中。传感器单元14的顶面与内圈10的轴向侧表面齐平，并且在凹部16的较浅部分16b中通过与螺纹孔(未示出)接合的螺钉28，将传感器单元14固定在凹部16中。
[0035]传感器单元14包括电路板30，其直径大于较深部分16a的直径，并且传感器单元布置在壳体18的T形的横向杆中。
[0036]包括