具有四个应变计的变形感应轴承制造技术

本发明专利技术涉及一种轴承，包括用于测定静环（１）区域（７）在旋转期间引起的伪正弦变形幅度Ａ的至少一个系统，其中所述系统包括：四个应力计（８）；用于根据每个应力计（８）发出的信号的时间变化量而测量四个信号Ｖ↓［ｉ］的装置，该装置还用于形成相同角度和幅度的两个信号ＳＩＮ和ＣＯＳ；以及用于计算区域（７）的变形的时间相关幅度Ａ的装置，该装置通过计算表达式ｓｉｎ↑［２］＋ｃｏｓ↑［２］来导出幅度Ａ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种轴承，包括一个固定的或“静”环(”stationary”ring)，一动环(rotationary ring)，以及位于所述环之间形成的滚道中的至少一排滚体，从而使得静环和动环能彼此相对转动。上述轴承通常应用于机动车轮轴承，静环可固装到所述车的底盘，而车轮则与动环连接。
技术介绍
若需要测定施加在轮与轮旋转所在的表面之间的界面上的力，已知可在轮胎或底盘上测量该力。然而，若在轮胎上测量，则在轮胎的旋转参照系与固定的计算参照系之间转送信号存在很大的问题，旋转参照系还必须相对固定参照系连续定位，从而能够进行该计算。若在底盘进行测量，由于连接车轮与底盘的各种部件之间的力的分布，这变得很难。因此，如文件FR-2839553和FR-2812356中所提出的，轮与底盘之间的第一连接部件，即静环，特别用作支持物以测定在车移动时施加在轮与表面之间的界面上的力。具体地，通过测量由滚体经过而引起的静环变形，测定上述力。变形幅度对应于要测定的力。这种测定力的方案的一个问题是变形信号依赖于旋转速度。具体地，低速下进行测量，质量达不到要求，并且只有在测量由滚体至少两次连续经过引起的变形后，才能确定上述力。因此，若必须实时或以尽可能短的延迟进行力的测量，则上述问题变得尤为致命，而这对用于控制车的动态特性的系统，例如防抱死制动系统(ABS)或电控平稳行驶系统(ESP)，是必须的。
技术实现思路
本专利技术的一个具体目的是通过提出一种轴承来修正该问题，所述轴承带有用于测定静环内变形幅度的系统，所述系统设计为对变形信号进行空间插值，从而即时并与旋转速度无关地进行变形的测量，由此能测定上述力。为此，本专利技术提供一种轴承，包括静环、动环以及位于所述环之间形成的滚道中从而使所述环能彼此相对转动的至少一排滚体，所述滚体以角间距λ均匀分布在滚道中，所述轴承设有至少一个测定系统用于测定转动期间引起的静环的区域的伪正弦变形幅度A，其特征在于，所述测定系统包括四个应变计，每个应变计输送为所述应变计所受的变形的函数的信号，所述应变计均匀分布在整个区域上；测量装置，用于测量四个信号Vi，每个信号是转动期间相应的测计发出的信号的时间变化函数，所述装置适用于通过组合四个信号Vi而形成相同角度和相同幅度的两个信号SIN和COS，所述幅度是A的函数；以及计算装置，用于计算时间函数形式的区域的变形幅度A，所述装置计算表达式SIN2+COS2，由此推算出幅度A。附图说明本专利技术的这些和/或其它方面和优点可从以下联系附图的描述中变得显见，其中图1到3分别是三个轴承的实施例的透视图，示出用于测定伪正弦变形幅度的四个系统的测计，所述测计位于静环的相应区域上；图4是本专利技术的测定系统的第一实施例的电路图；图5和6是本专利技术的测定系统的第二实施例的电路图；图7是在图1的轴承的静环上，测计相对滚体的角间距定位的具体位置的概略视图；以及图8是类似于图7的视图，示出测计与滚道之间的距离。具体实施例方式本专利技术涉及一种轴承，包括一固定或“静”环1，一动环，以及位于所述环之间形成的滚道3中的至少一排滚体2，从而使得所述环能彼此相对转动。静环1被设计为与固定或“静”结构连接，而动环被设计为与旋转部件连接。在具体的应用中，轴承是机动车轮轴承，所述静结构为车的底盘，所述旋转部件是车轮。参照图1和3，示出的车轮轴承包括两排球体2，绕一共同的轴放置在固定的外环1和旋转的内环之间设置的相应滚道3中。另外，静环1设置有用于紧固到底盘的紧固装置，该紧固装置由提供有四个径向突起5的法兰4形成，其中每个径向突起中设置一轴孔6以便能够实现通过螺栓被紧固。如图7和8所示，球体2以角间距λ(也被称为“空间周期”)均匀地分布在滚道3中。在已知结构中，各球体2之间的间距是通过将球体2保持在保持架中而得以保持的。本专利技术的目的在于能测定静环1的至少一个区域7的变形幅度，使得可由此推算出施加在轮与所述轮旋转所在表面之间的界面上的力。沿滚道3滚动的球体2引起静环1被挤压和释放。因此，旋转期间，静环1进行近似于正弦波的周期性形变。在以下描述中，术语“伪正弦变形”用于指代静环1在旋转期间的变形。伪正弦变形的特征在于幅度取决于轴承所受的负载，也就是施加在界面上的力，而频率正比于动环的旋转速度和球体2的数量。尽管参照包括两排球体2并且对每排球体独立测定变形幅度的轮轴承给出描述，所述描述可由本领域的技术人员直接转用到要求测定静环1的至少一个区域7的伪正弦变形幅度的其它类型轴承和/或其它应用上。根据本专利技术，轴承设置有至少一个系统用于测定静环1的区域7在旋转期间引起的伪正弦变形幅度A，所述系统包括四个应变计8。每个应变计8用于产生对应所受形变的函数的信号。如图1到3所示，应变计8沿在大致旋转方向上延伸的线均匀分布在整个区域7上。测定系统进一步包括用于测量四个信号Vi的测量装置9，每个信号Vi是旋转期间相应的应变计8发出的信号的时间变化函数，所述装置适于通过组合四个信号Vi来形成相同角度和相同幅度的两个信号SIN和COS，所述幅度是A的函数。可利用例如由一处理器形成的计算装置10，根据所述两个信号SIN和COS，通过计算表达式SIN2+COS2来推算幅度A。如此，由于计算幅度与旋转速度无关，可克服特别是延迟或变形瞬时测定所固有的质量问题。参照图4到6，以下描述本专利技术的测定系统的第一和第二实施例，其中应变计8基于电阻元件，特别是压电电阻或磁致伸缩元件，使得每个应变计8的电阻Ri随着所述应变计8的变形的函数而改变。特别地，每个应变计8可包括单个电阻或多个电阻的模块，所述多个电阻组合而实现代表所述模块所在位置的电阻的相当于单个电阻的平均电阻。在所示两个实施例中，测量装置9包括四个应变计8之间的电流回路。该回路进一步包括具有可调增益Gi的四个差分放大器11。另外，测量装置9可进一步包括信号过滤器级(未示出)。测量装置9因此在放大器11的输出端输送以下信号V1＝G1×(R01+ΔR1sin(ωt))iV2＝G2×(R02+ΔR2sin(ωt+))iV3＝G3×(R03+ΔR3sin(ωt+2))iV4＝G4×(R04+ΔR4sin(ωt+3))i其中R0i是其余各电阻器Ri的电阻，ΔRi是应变计8的电阻的变化，ω＝2π/T(T是时间周期)，是应变计8之间的空间相移，i是回路中的电流。采样函数的正弦性(相对时间)用于简化以下计算，但这不是限制。这样的假定假设轴承以恒定速度旋转(ω为常数)。在图4所示实施例中，测量装置9进一步包括差分放大器11级，其被布置以获得以下差分V1-V2＝×i (1)V3-V4＝×i(2)通过调整输出增益Gi使得G1＝G2＝G3＝G4＝G，通过设置各电阻器其余部分的电阻使得R01＝R02＝R03＝R04，并且通过假设ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4＝ΔR，差分(1)和(2)变为V1-V2＝]×i (3)V3-V4＝]×i(4)具体地，当各应变计8与滚道等距时可得到相等的ΔRi值。在＝π/2时，即，各应变计8以等于λ/4的距离间隔开时，差分(3)和(4)可写成 因此，在这种特殊情况下，图4所示测量装置9可直接获得信号COS＝V1-V2和SIN＝V3-V4。于是，通过计算表达式SIN2+COS2，可获得2×本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴承，包括静环（１）、动环以及位于所述环之间形成的滚道（３）内从而使所述环能彼此相对转动的至少一排滚体（２），所述滚体（２）以角间距λ均匀分布在滚道（３）中，所述轴承设有至少一个测定系统，用于测定在转动期间引起的静环（１）的区域（７）的伪正弦变形幅度Ａ，所述轴承其特征在于，所述测定系统包括：四个应变计（８），每个应变计（８）输送为所述应变计所受的变形的函数的信号，所述应变计均匀分布在整个区域上；测量装置（９），用于测量四个信号Ｖ↓［ｉ］，每个信号是转动期间 相应测计（８）发出的信号的时间变化函数，所述装置适用于通过组合四个信号Ｖ↓［ｉ］来形成相同角度和相同幅度的两个信号ＳＩＮ和ＣＯＳ，所述幅度是Ａ的函数；以及计算装置（１０），用于计算时间函数形式的区域（７）的变形幅度Ａ，所述装置计算表 达式ＳＩＮ↑［２］＋ＣＯＳ↑［２］，由此推算出幅度Ａ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗杜雷特，奥利维尔布兰钦，
申请(专利权)人：SNR鲁尔门斯公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]