密封组件及监测密封组件的方法技术

本发明专利技术涉及一种密封组件，包括具有可移动部分(12)的弹性密封唇(10)，其中，所述密封唇(10)构造成附接到机器的第一部分，并且构造成与机器的第二部分(18)接触。提出至少一个加速度传感器(14)固定到密封唇(10)的可移动部分(12)，并且所述密封组件还包括用于处理从加速度传感器(14)获得的数据的数据处理装置(16)。所述数据处理装置(16)配置为确定加速度传感器(14)相对于重力方向的取向。

Sealing assembly and method for monitoring sealing assembly

The invention relates to a sealing assembly includes a movable portion (12) of the elastic sealing lip (10), wherein, the sealing lip (10) constructed the first portion is attached to the machine, and is configured with the machine second part (18) contact. The at least one acceleration sensor (14) is fixed to the sealing lip (10) of the movable portion (12), and the seal assembly also includes a processing from the acceleration sensor (14) data obtained from the data processing device (16). The data processing device (16) is configured to determine an orientation of the acceleration sensor (14) relative to the gravity direction.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】密封组件及监测密封组件的方法
技术介绍
轴承经常用作复杂机器的关键部件，轴承故障可能会导致重大损坏。更换轴承可能很复杂，并且导致停机。轴承寿命很大程度上取决于润滑和密封件的质量。因此，非常需要监测密封件及润滑的质量。移动电信技术的进步带来了新一代基于半导体的加速度计，用于高度小型化的智能手机。
技术实现思路
本专利技术寻求提供一种具有用于以可靠方式监测其功能的装置的密封组件。本专利技术涉及一种包括具有可移动部分的弹性密封唇的密封组件，其中所述密封唇构造成附接到机器的第一部分，并且构造成与机器的第二部分滑动接触。提出将至少一个加速度传感器固定到密封唇的可移动部分。可在市场上以低廉的价格获得高质量的加速度计或加速度传感器。虽然在轴承密封件或其他密封组件领域中仍然存在将传感器集成到密封唇中很困难的技术偏见，但是专利技术人惊奇地发现，这种类型的传感器的小型化和鲁棒性足以推进开放这个新领域的应用。虽然本专利技术也可以应用于在第一部分和第二部分之间具有线性运动的应用，但优选的是机器的第一部分和机器的第二部分是轴承环。在替代实施例中，旋转部分可以是轴。根据本专利技术的另一方面，密封唇的可移动部分具有从密封体朝向机器的第二部分的滑动接触表面延伸的倾斜部分，其中加速度传感器附接到倾斜部分。倾斜部分的倾斜度可能由于作用在密封件上的磨损或动态力而改变，使得该位置适于测量密封唇的特征运动。此外，倾斜部分通常足够大以能够可靠地固定传感器。在本专利技术的优选实施例中，加速度传感器形成为3轴重力传感器半导体芯片。所述组件还包括用于处理从加速度传感器获得的数据的数据处理装置，其中数据处理装置配置为确定加速度传感器相对于重力方向的取向。数据处理装置可以包括在包含用于大尺寸密封唇的加速度传感器的传感器组件中，加速度传感器附接到轴承的环或位于包括轴承的机器的遥控单元中。在本专利技术的优选实施例中，数据处理装置进一步配置为根据加速度传感器的取向计算表示密封唇的磨损的参数。在具有滑动接触的大多数密封件几何形状中，密封件的倾斜角随着磨损的增加而增加。因此，密封唇的可移动部分的取向是用于磨损的可靠指示器。数据处理装置优选地存储新密封唇的原始取向，并将测量的取向与原始取向进行比较。在另一实施例中，数据处理装置可以附加地配置成根据加速度传感器的取向计算表示密封唇的静摩擦力的参数。进一步提出，数据处理装置配置为根据从加速度传感器获得的数据导出描述密封组件及其润滑的动态特性的至少一个参数。特别地，数据处理装置可以配置为根据从加速度传感器获得的数据来评估密封唇的振动的幅度和/或频谱，并且如果振动的幅度和/或频谱满足一组预定标准，则发出警告信号。本专利技术的其它方面涉及一种包括如上所述的密封组件的轴承以及一种包括这种轴承的机器。本专利技术的另一方面涉及一种用于监测密封组件的方法，所述密封组件包括具有可移动部分的弹性密封唇，其中所述密封唇构造成附接到机器的第一部分，并且构造成与机器的第二部分滑动接触。提出该方法包括评估固定到密封唇的可移动部分的至少一个加速度传感器的信号。在密封唇上包含3D加速度传感器用于测量轴的振动、跳动等具有令人愉快的副作用，即它是可以测量地球重力场的DC传感器。如果密封唇处于密封唇磨损导致传感器的角度变化(这在大多数机器中是可能的)的位置，则这会导致可被测量的传感器偏移量发生变化(通过传感器和重力矢量之间的角度的反正弦值)。优选实施例在对3D加速芯片的纳米尺度结构作用时对重力矢量的测量起作用。当密封唇磨损时，其对本体材料的角度发生变化。密封唇和密封体之间的连接用作铰链。传感器也旋转并且与其敏感表面一起。根据传感器取向，没有表面、一个或多个表面经历旋转，且旋转导致表面的不同偏移。给定对应于原始取向的偏移量组和传感器本身的典型缺乏漂移，随着时间的推移，可以在密封唇磨损时测量矢量的变化。给定密封件几何形状，可以将该变化计算回到密封唇磨损。本专利技术适用于旋转应用和线性运动应用。本专利技术的实施例以及所附权利要求书和附图的以下非限制性描述以特定组合示出了本专利技术的多个特性特征。技术人员将容易地能够考虑这些特征的进一步组合或子组合，以便使根据权利要求书所定义的本专利技术适应他或她的具体需要。附图说明图1以剖视图示出了根据本专利技术的密封组件；和图2以轴向视图示出了根据本专利技术的密封组件。具体实施方式图1示出了包括具有可移动部分12的弹性密封唇10的密封组件，其中所述密封唇10构造成附接到机器的第一部分，其形成为轴承或壳体(未示出)的非旋转环，并且构造成与形成为旋转轴或轴承的旋转环的机器的第二部分18滑动接触。密封组件包括具有如图1所示的轮廓的橡胶环。该环包括密封体20和从密封体20径向突出的密封唇10。密封唇10具有径向部分和通过旋转铰链连接到该径向部分的倾斜部分。密封唇10可以可选地通过卡箍弹簧21被预加载到内圈的表面上。形成为3轴基于半导体的重力传感器14的加速度传感器14固定到在面向密封体20的一侧上构成密封唇10的可动部分12的倾斜部分。数据处理装置16读出加速度传感器14的信号，并且如下面进一步详细描述的那样评估信号。重力G的方向用箭头表示，传感器配置为输出重力加速度的分量作为其信号的DC部分。倾斜部分从密封体20向旋转环的滑动接触表面延伸。密封唇10通过环被压到滑动接触表面上。图1中的虚线示出了当密封唇10磨损时它的构造。倾斜部分的倾斜度由于磨损而改变。传感器14也旋转，并且与传感器的敏感表面一起。根据传感器14的取向，没有表面、一个或多个表面经历旋转，并且该旋转导致用于对应于重力加速度的变化分量的表面的偏移信号的差异。随着时间的推移，可以在密封唇10磨损时测量矢量的变化。考虑到密封件几何形状，可以由数据处理装置16将该变化计算回密封唇10磨损，其可以在磨损达到临界阈值时输出或存储磨损的值和/或发出警告信号。在将另一重力传感器14安装在机器或轴承的不移动部分上的实施例中，可以监测密封唇10的取向的相对变化。在这两种情况下，数据处理装置16配置为确定加速度传感器14相对于重力方向的取向，并且根据加速度传感器14的取向计算表示密封唇的磨损的参数。在图2示出的实施例中，数据处理装置16配置为根据加速度传感器14的取向计算表示密封唇的静摩擦力的参数。该静摩擦力引起密封件沿旋转方向的变形。图2中的实线示出了具有低静摩擦力的密封唇10的一部分的构造，虚线示出了用于更高摩擦力的静态变形。变形是扭转应变变形，其中密封唇10的径向内部部分相对于其径向外部部分旋转地偏转。加速度传感器14安装在密封件上，使得其可感测轴的振动(AC)和旋转(DC)。旋转角θ将在测量的切向和径向分量的信号中。已经证明对极化平移的校准的x、y、z能够将传感器14的信号转换成可用的轴承轴坐标。旋转分量告诉我们关于密封件对轴的静摩擦量。扭矩和/或负载感测中也可以使用相同的原理。当然，在这种情况下，它不会是轴/密封件组合，而是一些像弯曲的手臂一样静止的东西，因此相对于地球的重力矢量改变其角度。虽然上述实施例集中在传感器14信号的DC部分上，但是可以通过使用信号的AC分量来获取关于作用在密封件上的动态力的信息。本专利技术的可能实施例包括这样的实施例，其中数据处理装置16配置为根据从加速度传感器14获得的数据中导出描述密封组件及其润滑的动态特性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封组件，包括具有可移动部分(12)的弹性密封唇(10)，其中，所述密封唇(10)构造成附接到机器的第一部分，并且构造成与机器的第二部分(18)接触，其特征在于，至少一个加速度传感器(14)固定到所述密封唇(10)的可移动部分(12)，并且所述密封组件还包括用于处理从加速度传感器(14)获得的数据的数据处理装置(16)，其中，所述数据处理装置(16)配置为确定加速度传感器(14)相对于重力方向的取向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.27 GB 1421049.61.一种密封组件，包括具有可移动部分(12)的弹性密封唇(10)，其中，所述密封唇(10)构造成附接到机器的第一部分，并且构造成与机器的第二部分(18)接触，其特征在于，至少一个加速度传感器(14)固定到所述密封唇(10)的可移动部分(12)，并且所述密封组件还包括用于处理从加速度传感器(14)获得的数据的数据处理装置(16)，其中，所述数据处理装置(16)配置为确定加速度传感器(14)相对于重力方向的取向。2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述机器的第一部分和所述机器的第二部分(18)是轴承环。3.根据权利要求1或2所述的密封组件，其特征在于，所述密封唇(10)的可移动部分(12)具有从密封体(20)朝向机器的第二部分(18)的滑动接触表面延伸的倾斜部分，其中，加速度传感器(14)附接到所述倾斜部分。4.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其特征在于，所述加速度传感器(14)形成为三轴重力传感器(14)半导体芯片。5.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其特征在于，所述数据处理装置(16)还配置为根据所述加速度传感器(14)的取向计算表示所述密封唇的磨损的参数。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：S齐格勒，HJ沃姆斯坦，F德维特，T戴格纳，M艾哈迈尔，D朗，J霍尔斯尼杰德斯，
申请(专利权)人：德国斯凯孚爱科诺莫斯有限责任公司，斯凯孚公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE