專利名稱：具有集成傳感器的滾動軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有集成傳感器的所謂的鑲?cè)胧捷S承或者Y軸承。鑲?cè)胧捷S承是這樣的軸承其外圈罩被容納在支撐構(gòu)件內(nèi)，可以在所有方向轉(zhuǎn)動運動，以為了適應(yīng)固定部分的軸和轉(zhuǎn)動部分的軸之間可能的錯位。這樣的軸承可以例如應(yīng)用在帶傳送器或者類似裝置中。
背景技術(shù)：
在一些情形下，有必要知道鑲?cè)胧捷S承的轉(zhuǎn)動參數(shù)例如以確定帶傳送器的速度。 EP-A-09087^公開一種加襯軸承，其中傳感器目標(biāo)固定到內(nèi)圈并在傳感器的前面轉(zhuǎn)動，該傳感器保持靠近該目標(biāo)并安裝在密封裝置上，該密封裝置固定在軸承的外圈上。數(shù)個相對復(fù)雜的部件必須高精度地安裝在襯套內(nèi)。這增大軸承的復(fù)雜性和成本。而且，因為傳感器間接安裝在外圈上，相對難以饋送電流，并且一些電纜必須從襯套的固定部分延伸到外圈， 具有損壞這些電纜的危險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于通過新式的滾動軸承解決這些問題，其中轉(zhuǎn)動參數(shù)可以以簡單、經(jīng)濟(jì)且可靠的方法確定。為此，本發(fā)明涉及滾動軸承，該滾動軸承包括內(nèi)圈、外圈、在內(nèi)和外圈之間的滾動體、隨著內(nèi)圈快速轉(zhuǎn)動的編碼器墊圈以及具有球面的一部分形式的內(nèi)表面的支撐構(gòu)件，該內(nèi)表面適于與同樣是球面的一部分形式的外圈的相應(yīng)外表面滑動接觸。該滾動軸承的特征在于，支撐構(gòu)件設(shè)置有相對于編碼器墊圈保持傳感器在傳感器可以檢測編碼器墊圈的轉(zhuǎn)動的適當(dāng)位置的裝置。受益于本發(fā)明，不必使用軸承的外圈來支撐傳感器。本發(fā)明的關(guān)于支撐構(gòu)件保持傳感器的裝置實際上安裝在支撐構(gòu)件上并且它們可以是相對簡單且便宜的。而且，傳感器經(jīng)由保持裝置在支撐構(gòu)件上的安裝比它在外圈上的安裝更加容易和快速。本發(fā)明利用這樣的事實傳感器不必緊鄰編碼器墊圈以為了實現(xiàn)它的轉(zhuǎn)動檢測功能。例如，霍爾效應(yīng)傳感器可以在大約10毫米的距離內(nèi)檢測編碼器墊圈的轉(zhuǎn)動。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的方面，其是有利的但是非強(qiáng)制性的，滾動軸承可以結(jié)合以下特征的一個或多個編碼器墊圈具有為定心在屬于內(nèi)圈的旋轉(zhuǎn)軸的點上的球面的一部分的形式的至少一個外表面。這樣的外表面適于編碼器墊圈的轉(zhuǎn)動的有效檢測，即使當(dāng)外圈關(guān)于支撐構(gòu)件轉(zhuǎn)動時，這是由于它的外表面在支撐構(gòu)件的相應(yīng)內(nèi)表面上的滑動運動。在這樣的情形中， 當(dāng)內(nèi)圈關(guān)于外圈轉(zhuǎn)動時以及當(dāng)外圈外表面在支撐構(gòu)件的內(nèi)表面上滑動時，傳感器和幾何表面之間的距離有利地具有固定值。-傳感器可以移除地安裝在支撐構(gòu)件上。-傳感器是磁傳感器，優(yōu)選地是感應(yīng)傳感器或者霍耳效應(yīng)單元。
-保持傳感器的裝置包括安裝在支撐構(gòu)件上的支架，該支架形成容納傳感器的殼體。這樣的支架可以是可移除地安裝在支撐構(gòu)件上的金屬舌狀件，并且其具有通過形狀配合而使傳感器保持不動的孔?；蛘?，支架可以圍繞傳感器過模塑并可移除地安裝在支撐構(gòu)件上。-保持傳感器的裝置包括形成在支撐構(gòu)件內(nèi)的腔。傳感器安裝在該腔內(nèi)，該腔開口到支撐構(gòu)件的內(nèi)體積中。該腔可以是在支撐構(gòu)件中沿著關(guān)于編碼器墊圈的旋轉(zhuǎn)軸成徑向的方向延伸的孔。-滾動軸承還包括安裝在支撐構(gòu)件上的蓋以從外面隔離內(nèi)和外圈，傳感器安裝在
該蓋上ο-保持傳感器的裝置可以安裝在支撐構(gòu)件上在一個或數(shù)個預(yù)定位置以使得傳感器通過這些裝置保持在檢測編碼器墊圈的轉(zhuǎn)動的適當(dāng)位置。-編碼器墊圈是具有凸出部分(partsin relief)的金屬圈。


本發(fā)明將基于下面的描述得以更好的理解，該描述是結(jié)合附圖給出并作為示例性例子，對本發(fā)明的對象沒有限制。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的滾動軸承的透視圖；圖2是沿著圖1上的線II-II的剖視圖；圖3是圖1和2的軸承的編碼器墊圈的透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的軸承的透視圖；圖5是圖4的軸承的頂視圖；圖6是沿著圖5上的線VI-VI的放大剖視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的軸承的透視圖；圖8是在圖7上的平面VIII中的剖視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的圈軸承的透視圖；以及圖10是圖9的平面X中的剖視圖。
具體實施例方式圖1-3上所示的軸承1是鑲?cè)胧捷S承或者Y軸承，包括內(nèi)圈12、外圈14、一系列球體16和支撐構(gòu)件或者殼體18，該支撐構(gòu)件或者殼體設(shè)置有四個孔20，其中未示出的螺絲可以插入以相對于未示出的結(jié)構(gòu)例如帶傳送器的框架固定支撐構(gòu)件18。支撐構(gòu)件18具有方形基座22，孔20挨著基底22的邊角定位。X1表示軸承1的中心軸。內(nèi)圈12圍繞軸^C1相對于外圈14轉(zhuǎn)動。實際上，軸&與圈12的中心軸X12對齊，所述中心軸X12是圈12的內(nèi)表面M的對稱軸。支撐構(gòu)件18具有內(nèi)表面沈，該內(nèi)表面沈呈現(xiàn)為定心在點C上的球面的一部分的形式，該點C屬于軸&。另一方面，外圈14設(shè)置有外表面觀，該外表面觀同樣是定心在點 C上的球面的一部分的形式。實際上，表面沈和觀具有半徑U28，半徑R26、R28具有相同值以使得表面26和觀是能夠一個在另一個上滑動的相應(yīng)表面，以為了允許包括項目12、14 和16的子組件圍繞點C關(guān)于支撐構(gòu)件18樞轉(zhuǎn)運動，如箭頭A1所示。這使得能夠適應(yīng)軸&
4和插入在圈12中的軸的中心軸線之間可能的錯位，同時仍允許圈12關(guān)于圈14轉(zhuǎn)動。蓋30安裝在支撐構(gòu)件18上以為了在圖1和2的上側(cè)面上從外面隔離項目12_16。由于在內(nèi)圈12的相應(yīng)螺紋中螺旋連接的數(shù)個螺絲，編碼器墊圈32圍繞內(nèi)圈12安裝，這些螺絲中的兩個示出在圖2上，附圖標(biāo)記為34。相同的螺絲可以用于以熟稱“平頭螺絲鎖定”的構(gòu)型轉(zhuǎn)動鎖定和軸向鎖定內(nèi)圈12到未示出的插入在圈12內(nèi)的軸上。編碼器墊圈32的幾何結(jié)構(gòu)可以從圖2和3中得到。編碼器墊圈32是由擠壓過的鐵皮制造為一件式的。它具有圓柱壁322，該圓柱壁具有圓形橫截面，內(nèi)徑等于圈12的外徑，該圈12同樣具有圓形橫截面。壁322圍繞圈12配合。編碼器墊圈32也具有截頭圓錐壁324，壁3 連接圓柱壁322到外圓柱壁326，壁3 具有圓形橫截面和圓弧形式的母線。因此，壁3 是球面的一部分的形式。表示墊圈32的中心軸。軸X32是壁322、3 和326的對稱軸。壁3 在當(dāng)遠(yuǎn)離壁324時向著軸X32匯聚。壁3 設(shè)置有四個凹口 328，凹口 3 在壁326的與壁 324相對的邊緣3262上開口。壁3 定心在屬于中心軸的點C，上。R32表示壁326的外表面3264的半徑，壁326同樣是定心在點C’上的球面的一部分的形式。&的值小于Rai和‘的值。這防止在內(nèi)和外圈12和14關(guān)于殼體支撐構(gòu)件18 內(nèi)部轉(zhuǎn)動時編碼器墊圈32接觸殼體或者支撐構(gòu)件18。當(dāng)編碼器墊圈32安裝在內(nèi)圈12上以及當(dāng)項目12、14和16安裝在支撐構(gòu)件18之內(nèi)時，軸&和X32對齊，點C和C，重疊。磁傳感器50安裝在軸承1上的適當(dāng)位置以檢測編碼器墊圈32繞軸&轉(zhuǎn)動。傳感器50是感應(yīng)傳感器，其通過電纜52連接到未示出的電子控制單元。由于由折疊的金屬舌部100制成的支架，傳感器50關(guān)于編碼器墊圈32保持就位， 以為了限定具有孔104的第一部分102，所述孔在當(dāng)支撐構(gòu)件18安裝在結(jié)構(gòu)上時呈現(xiàn)為與孔20之一對齊并且由未示出的螺絲穿過。支架100同樣形成中間部分106和末端或者上部分108，其中孔110被限定以容納傳感器50在圖1和2的適當(dāng)位置，在那里傳感器50和壁3 之間的距離Cl1是如此以使得傳感器50可以有效檢測編碼器墊圈32的轉(zhuǎn)動以為了確定滾動軸承1的轉(zhuǎn)動參數(shù)。實際上，Cl1優(yōu)選地具有小于15毫米的值。滾動軸承1的一個部分相對于該滾動軸承的另一個部分的轉(zhuǎn)動參數(shù)是以一個部分相對于另一個部分樞轉(zhuǎn)運動為特征的參數(shù)。這樣的參數(shù)可以是角度，其是圍繞軸承的中心軸測量一個部分相對于另一個部分的角位置。這樣的參數(shù)還可以是速度、位移、加速度或者振動。傳感器50檢測在傳感器50的前面的編碼器墊圈32的每個凹口 3 的連續(xù)通過， 其給出關(guān)于編碼器墊圈32轉(zhuǎn)動的一些信息。編碼器墊圈32的凹口的數(shù)量可以不同于4，例如在2和8之間。該數(shù)量不必高，墊圈32的每一轉(zhuǎn)動僅幾個脈沖可以通過傳感器50產(chǎn)生以構(gòu)成低分辨率的速度計。如果包括項目12、14和16的子組件關(guān)于支撐構(gòu)件18圍繞點C轉(zhuǎn)動，如箭頭A1所示，并且由于表面28關(guān)于表面沈的滑動運動，表面3264和傳感器50之間的距離(I1保持為常數(shù)，因為表面3264是定心在相同點C-C’上的如同表面沈和觀的球面的一部分。換句話說項目12、14和16關(guān)于支撐構(gòu)件18的滑動運動并不影響通過傳感器50檢測轉(zhuǎn)動參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的有利的方面，傳感器50是能夠在市場上買到的產(chǎn)品，不必專門設(shè)計和配置以實現(xiàn)它的功能。它的成本因此可以非常低，因為感應(yīng)傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)中?？?10的幾何結(jié)構(gòu)適于通過形狀配合而鎖定傳感器50在舌部100上。在如同4-6所示的本發(fā)明的第二實施例中，與第一實施例相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。該實施例的軸承Iio同樣具有內(nèi)圈12、外圈14、球體16和支撐構(gòu)件18。呈一部分球面形式的表面26和觀分別作為內(nèi)表面設(shè)置在支撐構(gòu)件18上和作為外表面設(shè)置在外圈14上。這些表面定心在屬于軸承1的中心軸^C1的點C上。蓋30和編碼器墊圈32同樣被設(shè)置，編碼器墊圈大致與第一實施例相同，并具有外壁326，該外壁326的外表面是定心在點C’上的球面的一部分，當(dāng)軸承1被安裝時，該點C’與點C重疊。在這個實施例中，支架通過繞傳感器50過模塑的合成蓋200形成，其包括基座部分202，其中兩個孔204應(yīng)該是與設(shè)置在支撐構(gòu)件18的基座22邊角附近的孔20對齊。連接傳感器50到未示出的電子控制單元的電纜52同樣過模塑在蓋200中。電纜52的路徑?jīng)]有在圖6中示出，因為它不位于這個圖的平面中。如第一實施例，通過對齊蓋200的孔204在基座構(gòu)件22的孔20上而安裝蓋200 在支撐構(gòu)件18上，這自動定位傳感器50相對于編碼器墊圈32在允許該傳感器檢測編碼器墊圈32圍繞軸^C1的轉(zhuǎn)動的適當(dāng)位置。在這個實施例中，傳感器50通過形成圍繞傳感器50的殼體210的蓋200被機(jī)械地保護(hù)。而且，電纜52在基座22附近，也就是靠近其上安裝有軸承1的結(jié)構(gòu)，從蓋200出來。在如圖7-10所示的本發(fā)明的第三和第四實施例中，與第一和第二實施例中的元件相同或者相似的元件用相同的附圖標(biāo)記表示。此后，主要描述第三和第四實施例之間關(guān)于第一實施例的差異。在如圖7和8所示的第三實施例中，編碼器墊圈32安裝為挨著軸承1的內(nèi)圈12 的下端36，也就是挨著內(nèi)圈12的靠近支撐構(gòu)件18的基座22的末端。編碼器墊圈32也具有外壁326，外壁326的外表面是定心在點C’上的球面的一部分，該點C’與分別設(shè)置在支撐構(gòu)件18和外圈14上的兩個表面沈和28的中心C重疊?？?00鉆在基座22中，沿著關(guān)于軸&徑向的方向。這允許在支撐構(gòu)件18的內(nèi)體積Vw內(nèi)引入長型的傳感器50，該傳感器50通過電纜52連接到未示出的電子控制單元。未示出的裝置，例如螺絲或者夾子，可以用于固定傳感器50在孔300之內(nèi)。在如圖9和10所示的本發(fā)明的第四實施例中，軸承1的傳感器50安裝在蓋400 之內(nèi)，該蓋400咬合到支撐構(gòu)件18上并具有與第一實施例中的蓋30相同的防護(hù)功能。電纜52連接傳感器50到未示出的電子控制單元。蓋400過模塑在傳感器50上?；蛘?，傳感器50被膠粘或者通過在蓋400的殼體 410中的形狀配合而被鎖定。蓋50咬合到支撐構(gòu)件18上，這關(guān)于編碼器墊圈32自動地定位傳感器50，其類似于第一實施例中的情況，從而使得可以獲得該墊圈圍繞軸承1的中心軸&的轉(zhuǎn)動的正確檢測。在所有實施例中，編碼器墊圈32的幾何結(jié)構(gòu)是使得該圈和傳感器50之間的距離， 正如在第一實施例中由距離Cl1所限定，保持常數(shù)，即使外圈14關(guān)于支撐構(gòu)件或者殼體18滑動。在所有實施例中，代替具有設(shè)置有凹口的外壁的編碼器墊圈32，可以使用其外壁由數(shù)個由空的空間所隔開的凸片形成的編碼器墊圈，這些凸片的外表面的聯(lián)合形成包括在球面的一部分中的外表面。也可以使用具有磁化部分的編碼器墊圈，該磁化墊圈的外表面同樣具有球面的一部分的形式。在其中編碼器墊圈具有磁化部分的情形中，代替感應(yīng)傳感器，傳感器可以有利地為霍爾效應(yīng)類型的。各種類型的傳感器可以用于本發(fā)明，例如，磁傳感器、感應(yīng)傳感器或者電容傳感器。本發(fā)明可以用于各種類型的滾動軸承、滾子軸承、滾針軸承等。
權(quán)利要求
1.一種滾動軸承(1)，包括:內(nèi)圈(12)；外圈(14)；在所述內(nèi)圈和外圈之間的滾動體(16)；隨著所述內(nèi)圈快速轉(zhuǎn)動的編碼器墊圈(3 ；以及具有球面的一部分的形式的內(nèi)表面06)的支撐構(gòu)件(18)，所述內(nèi)表面適于與同樣為球面的一部分的形式的所述外圈的相應(yīng)外表面08)滑動接觸，其中所述支撐構(gòu)件(18)設(shè)置有裝置(100 ；200 ；300 ；400)以關(guān)于所述編碼器墊圈(32) 保持傳感器(50)在所述傳感器能夠檢測所述編碼器墊圈的轉(zhuǎn)動的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的滾動軸承，其中所述編碼器墊圈(32)具有定心在屬于所述內(nèi)圈 (12)的轉(zhuǎn)動軸(Xl)的點(C’ -C)上的球面的一部分的形式的至少一個表面(3沈4)。
3.如權(quán)利要求2所述的滾動軸承，其中，當(dāng)所述內(nèi)圈(12)關(guān)于所述外圈(14)轉(zhuǎn)動時以及當(dāng)所述外圈的所述外表面08)在所述支撐構(gòu)件(18)的所述內(nèi)表面06)上滑動時，所述傳感器(50)和所述至少一個表面(3沈4)之間的距離(dl)具有固定值。
4.如前述權(quán)利要求之一所述的滾動軸承，其中，所述傳感器(50)可移除地安裝在所述支撐構(gòu)件(18)上。
5.如前述權(quán)利要求之一所述的滾動軸承，其中，所述傳感器(50)是磁傳感器，優(yōu)選地感應(yīng)的傳感器或者霍爾效應(yīng)單元。
6.如前述權(quán)利要求之一所述的滾動軸承，其中，保持所述傳感器(50)的所述裝置包括安裝在所述支撐構(gòu)件上的支架(100 ；200)，所述支架形成容納所述傳感器的殼體(110， 210)。
7.如權(quán)利要求6所述的滾動軸承，其中，所述支架是可移除地安裝在所述支撐構(gòu)件 (18)上的金屬的舌部(100)，所述殼體是孔(110)，其中所述傳感器通過形狀的配合而得以固定。
8.如權(quán)利要求6所述的滾動軸承，其中，所述支架(200)繞所述傳感器過模塑，并可移除地安裝在所述支撐構(gòu)件(18)上。
9.如權(quán)利要求1-5之一所述的滾動軸承，其中，保持所述傳感器的所述裝置包括形成在所述支撐構(gòu)件(1 內(nèi)的腔(300)，所述傳感器(50)安裝在所述腔之內(nèi)，該腔開口到所述支撐構(gòu)件的內(nèi)體積(V18)中。
10.如權(quán)利要求7所述的滾動軸承，其中，所述腔是沿著關(guān)于所述編碼器墊圈(12)的轉(zhuǎn)動軸(X1)成徑向的方向在所述支撐構(gòu)件(18)中延伸的孔(300)。
11.如權(quán)利要求1-5之一所述的滾動軸承，其中，它還包括安裝在所述支撐構(gòu)件(18)上以從外部隔離所述內(nèi)圈和外圈(12，14)，所述傳感器(50)安裝在所述蓋上。
12.如前述權(quán)利要求之一所述的滾動軸承，其中，保持所述傳感器(50)的所述裝置 (100 ；200 ；400)能夠安裝在所述支撐構(gòu)件(18)上在一個或數(shù)個預(yù)定位置以使得所述傳感器由所述裝置保持在檢測所述編碼器墊圈(3 的轉(zhuǎn)動的位置。
13.如前述權(quán)利要求之一所述的滾動軸承，其中，所述編碼器墊圈是具有凸出的部分 (326)的金屬的圈(32)。
全文摘要
一種滾動軸承(1)，包括內(nèi)圈(12)；外圈(14)；在所述內(nèi)圈和外圈之間的滾動體(16)；隨著所述內(nèi)圈快速轉(zhuǎn)動的編碼器墊圈(32)；以及具有球面的一部分的形式的內(nèi)表面(26)的支撐構(gòu)件(18)，所述內(nèi)表面適于與同樣為球面的一部分的形式的所述外圈的相應(yīng)外表面(28)滑動接觸，其中所述支撐構(gòu)件(18)設(shè)置有裝置(100；200；300；400)以關(guān)于所述編碼器墊圈(32)保持傳感器(50)在所述傳感器可以檢測所述編碼器墊圈的轉(zhuǎn)動的位置。
文檔編號F16C35/04GK102301148SQ200880132751
公開日2011年12月28日 申請日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者蘭德里夫 F. 申請人:Skf公司