本发明专利技术涉及一种用于滚动轴承(100)中的滚动体(1)，其具有外套(2)和孔(3)，其中孔(3)优选沿着滚动体(1)的中轴线设置，其中滚动体(1)包含至少一个布置在孔(3)内的、用于负载测量的传感器(5)和用于传输由传感器(5)测量的数据的传输模块，其中滚动体具有能量源，其中能量源用于提供传感器(5)和/或传输模块的运行所需的能量，其特征在于，传感器(5)为电感式测量的传感器。本发明专利技术还涉及一种滚动轴承和一种负载测量方法。负载测量方法。负载测量方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于滚动轴承中的、具有传感器的滚动体
技术介绍
[0001]在例如在风力设备中使用的大型滚动轴承上，在运行期间作用有巨大的力。因此，希望能够进行滚动轴承的负载测量。
[0002]为此目的，例如从EP 0 637 734 B1中已知，借助于设置在滚动体的孔中的应变测量条测量滚动体的变形，其中从滚动体的变形能够推断出作用到滚动轴承上的力，即负载。然而，应变测量条和其相应的固定装置,通常为粘接装置,非常容易磨损和老化，尤其是因为它们在滚动轴承中通常与油脂和/或其他润滑剂接触，并且必须定期更换。因此，这种负载测量仅在实验室条件下或在短的有限时间内是可能的，或在有限的时间内是可能的。
[0003]由EP 1 849 013 B1已知，多个传感器布置在将多个滚动体彼此固定在其相对位置中的笼架上，其中，这些传感器测量在滚动体中通过线圈感应的涡流。然后从涡流测量中推断出存在的负载。
[0004]替代地，文献EP 1 795 869 A1公开了一种具有孔的滚动体，在所述滚动体中平行地并且彼此间隔开地设置有两个板，其中在所述板上相对置地分别安置有电极，这些电极电容式地测量板彼此间的间距。该间距是可变的，因为板由于由负载引起的滚动体变形而弯曲。该测量限于滚动体的某个区域并且由于电路板的弯曲同样易于磨损。此外，这些板可能相对于彼此滑移，这导致测量的不精确。
[0005]一般可以说，电容式负载测量在制造滚动体时要求非常高的花费。相应的传感器必须繁琐地匹配于滚动体几何形状。在此首要关键的是电容传感器与应测量间距的面之间的间距。最后，电容式负载测量的精度较低，并且其分辨率非常有限。
技术实现思路
[0006]因此，本专利技术的目的是提供滚动体和滚动轴承，借助其在持续运行的期间能够实现可靠的、精确的且持久的负载测量并且其在此能够更简单地制造。
[0007]该目的通过一种用于滚动轴承中的滚动体来实现，该滚动体具有外套和孔，其中，孔沿着滚动体的中轴线设置，其中，滚动体包括至少一个布置在孔中的、用于负载测量的传感器和用于传输由传感器测量的数据的传输模块，其中，滚动体具有能量源，其中，能量源设置用于提供用于运行传感器和/或传输模块所需的能量，其特征在于，传感器是电感式测量的传感器。传感器为了间距测量而使用其在物体中感应出的涡流，应测量相对于所述物体的间距。为此，传感器包含LC振荡回路，该LC振荡回路被激励以进行高频电振荡。在此例如可以考虑具有1MHz或更大的频率的振荡。LC振荡回路的电振荡在LC振荡回路的环境中产生电磁交变场。如果现在LC振荡回路的一个能导电的物体接近，则在该物体中感应出涡流，该涡流使振荡衰减。测量和评估振荡的该衰减。
[0008]根据本专利技术的滚动体相对于具有传统传感器的滚动体是特别有利的，因为滚动体负载的电感式测量不与涉及制造尺寸精确性的高要求相关联，例如像电容式测量那样。尤其是在具有用于电容式负载测量的传感器的滚动体的情况下，保持与电容式传感器相关的所有尺寸是非常重要的。这样的滚动体以繁琐的方法手工地进行后续加工，这使得大量的
制造无法实现并且使单个滚动体非常昂贵。此外，与利用现有技术中已知的滚动体相比，利用根据本专利技术的滚动体能够实现明显更精确的负载测量。利用电容式传感器的变形测量的分辨率大约为0.1μm至1μm，而利用根据本专利技术的滚动体可以执行具有直至0.01μm的分辨率的变形测量。
[0009]孔沿着滚动体的中轴线设置在本专利技术的意义上意味着，孔的中轴线基本上平行于滚动体的中轴线布置。这一方面包括孔的中轴线和滚动体的中轴线之间具有偏置的孔的布置方式，并且另一方面包括孔的中轴线相应于滚动体的中轴线的孔的布置方式。
[0010]优选地，滚动体的外套至少部分地设置为滚动面，滚动轴承的轴承环、特别是外环和内环在该滚动面上滚动。在此，优选地，其中一个轴承环防转地设置，例如外环，而另一轴承环与其同心且可转动地设置。滚动体优选构造为圆柱形、桶形、环形和/或锥形。在这种情况下，滚动体具有主延伸方向，其中，中轴线平行于主延伸方向布置。特别优选地，滚动体基本上围绕中轴线旋转对称地设置，尤其是在孔壁和外套之间的区域中。外套尤其相应于滚动体的外周面。例如，滚动体具有直径为65mm的104mm长的圆柱体的形状。在这种情况下，孔优选具有20mm的直径。优选地，传输模块和/或能量源也至少部分地布置在孔中。
[0011]取决于作用在滚动轴承上并因此作用在滚动体上的力，滚动体变形，这可以借助孔的横截面的变化来测量。特别优选地，传感器被配置用于将所测量的数据传送给传输模块，其中，传输模块被配置用于传输所测量的数据，例如传送给合适的接收设备。由此以有利的方式实现了精确的且简单的负载测量。
[0012]此外可以考虑，滚动体具有用于测量由能量源提供的电压和/或由能量源提供的电流的装置。为此可以考虑，由能量源向用于测量由能量源提供的电压和/或由能量源提供的电流的装置供给能量，并且由传输模块传输由用于测量由能量源提供的电压和/或由能量源提供的电流的装置确定的数据。最后，可以想到的是，滚动体具有用于确定滚动体的转速的装置、用于确定滚动体的倾斜位置的装置和用于确定滚动体的滑动的装置。对于用于确定滚动体的转速的装置、用于确定滚动体的倾斜位置的装置和用于确定滚动体的滑动的装置，可以想到这些装置分别由能量源供应能量，并且由传输模块传递由用于确定滚动体的转速的装置、用于确定滚动体的倾斜位置的装置和用于确定滚动体的滑动的装置确定的数据。
[0013]本专利技术的有利的设计方案和改进方案可以由从属权利要求以及参照附图的说明中获得。
[0014]根据本专利技术的一种优选的实施方式规定，所述传输模块是无线电模块。无线电波适于从根据本专利技术的滚动体中向外穿透。由此实现了一种有利的可能性，即无线地将数据从滚动体的内部向外传输。
[0015]根据本专利技术的一种优选的实施方式规定，能量源是微型发电机。在此，本申请范围内的微型发电机尤其是具有小尺寸的设备，该设备从环境获得能量并且因此是自主的能量源。特别优选地，微型发电机在此利用至少一种所谓的能量收集(Energy Harvesting)的方法。特别优选地，微型发电机从温度差、从气压差、从空气流、借助于光伏和/或在本申请的范围内特别优选地从运动获取能量。因此，特别地，微型发电机被设置成从滚动体的滚动或旋转运动中获得能量，然后，微型发电机将该能量提供用于运行传感器和/或传输装置。也可以考虑的是，微型发电机是电感式发电机，或者滚动体具有电感式发电机。特别优选地，
电感式发电机与布置在滚动轴承的笼架上的磁体和/或线圈共同作用。由此，以特别有利的方式实现了，提供自主的能量供给，该能量供给尤其是仅在需要时、即在滚动体转动时才提供能量。在滚动体除了微型发电机之外还具有电感式发电机的情况下，有利地实现了针对微型发电机的故障或失效的情况设置备用的电流供应。特别是与磁体组合，在此还有利地不需要滚动轴承的布线。
[0016]根据本专利技术的优选实施方式规定，滚动体包括布置在孔中的基本上平行于滚动体中轴线的电路板，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于滚动轴承(100)中的滚动体(1)，该滚动体具有外套(2)和孔(3)，其中该孔(3)优选沿着滚动体(1)的中轴线设置，其中该滚动体(1)包含至少一个布置在孔(3)内的、用于负载测量的传感器(5)和用于传输由该传感器(5)测量的数据的传输模块，其中该滚动体具有能量源，其中该能量源用于提供传感器(5)和/或传输模块的运行所需的能量，其特征在于，该传感器(5)为电感式测量的传感器。2.根据权利要求1所述的滚动体(1)，其中该传输模块为无线电模块(6)。3.根据前述权利要求中任一项所述的滚动体(1)，其中该能量源为微型发电机(4)。4.根据前述权利要求中任一项所述的滚动体(1)，其中该滚动体(1)具有在孔(3)中基本平行于滚动体(1)的中轴线布置的电路板(8)，并且其中该传感器(5)优选具有布置在该电路板(8)上的导体电路(22)。5.根据权利要求4所述的滚动体(1)，其中该传感器(5)具有布置在孔壁上的导电的测量接触件(7)，其中该测量接触件(7)优选在接触孔壁并背离电路板(8)的表面上匹配于孔壁的轮廓，并且在朝向电路板(8)的表面上具有基本上平行于电路板(8)的测量面。6.根据权利要求5所述的滚动体(1)，其中该传感器(5)具有布置在电路板(8)的背离测量接触件(7)的一侧上的间隔保持件(70)，其中该间隔保持件(70)优选在接触孔壁并背离电路板(8)的外表面上匹配于孔壁的轮廓，并且在与该外表面相对的表面处固定在电路板(8)上，其中该间隔保持件(70)优选地与电路板(8)粘接和/或螺纹连接和/或卡接。7.根据权利要求5或6所述的滚动体(1)，其中在该导体电路与测量面之间设置间隙(19)。8.根据权利要求7所述的滚动体(1)，其中该传感器(5)适用于通过在测量接触件内产生涡流而确定该间隙(19)的尺寸。9.根据前述权利要求中任一项所述的滚动体(1)，其中在该孔(3)内布置至少两个沿着该中轴线彼此间隔的传感器(5、5
′
)。10.根据权利要求2至9中任一项所述的滚动体(1)，其特征在于，该无线电模块(6)设置用于在100MHz至6GHz的频率范围中、优选地在300MHz至2GHz的频率范围中、特别优选地在700MHz至1GHz的频率范围中、尤其以868MHz的频...
【专利技术属性】
技术研发人员：贡特尔，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：
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