軸承發(fā)電結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種發(fā)電軸承組件(100)，包括集成在軸承(110)中的發(fā)電子組件(200、300、400)。發(fā)電子組件(300、400)利用軸承(110)的軸承內(nèi)環(huán)(112)和軸承外環(huán)(116)之間的相對運動來產(chǎn)生電力。密封系統(tǒng)(130)連接至軸承(112、116)中的一個。發(fā)電子組件(300、400)包括與磁極化材料(324、424)操作接合的電力發(fā)電機(310、410)。電力發(fā)電機(310、410)連接至非密封的承載軸承(112、116)。磁極化材料(324、424)可以直接連接至密封系統(tǒng)(130)或者由磁極化材料安裝環(huán)(320)承載。所述環(huán)(112、116)之間的相對運動接合電力發(fā)電機(310、410)和磁極化材料(324、424)，促使電力發(fā)電機(310、410)的發(fā)電機芯(312、412)產(chǎn)生電流。
【專利說明】軸承發(fā)電結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在軸承運動過程中發(fā)電的裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]軸承可以被定義為將兩個或更多個部件之間的相對運動限制成僅所需類型運動的任何各種機械元件。通常，這允許和促進(jìn)繞著縱向軸線的自由轉(zhuǎn)動和/或抑制部件在相對于軸承的法線方向上的任何直線運動。軸承可以廣泛地根據(jù)它們允許的運動并且根據(jù)其操作原理以及其可以處理的所施加的載荷的方向進(jìn)行分類。
[0003]軸承經(jīng)歷相當(dāng)?shù)氖褂?，這會導(dǎo)致各種軸承部件的磨損。隨著時間的推移，軸承的磨損會導(dǎo)致機械故障。機械故障可能會影響旋轉(zhuǎn)運動和/或軸向線性約束。如果不控制這些運動中的任何一個都可能會給依托軸承的機械帶來災(zāi)難性的故障。
[0004]軸承的可靠性和預(yù)測性維護會影響設(shè)備的操作和正常運行時間。軸承用于許多應(yīng)用中，包括汽車、風(fēng)力渦輪機、自動化機械等。隨著時間的推移，軸承會磨損。運行過程中的軸承故障可能會給設(shè)備及可能的周邊區(qū)域帶來重大的損壞。如果出現(xiàn)巧合情況的話，軸承故障甚至可能會造成人身傷害或死亡。
[0005]軸承監(jiān)測系統(tǒng)需要電力以進(jìn)行操作。電力用于操作狀態(tài)監(jiān)測傳感器，向任何計算設(shè)備提供電力，并且提供電力用于將任何收集的信息傳送到中央系統(tǒng)。電力通過電線而被提供給設(shè)備。
[0006]可以通過監(jiān)測軸承來改進(jìn)軸承的可靠性和預(yù)測性維護。監(jiān)測系統(tǒng)將會需要電力。所期望的是一種與軸承組件相關(guān)聯(lián)的發(fā)電系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對一種包括軸承的設(shè)備在操作期間產(chǎn)生電能的裝置及相應(yīng)方法。
[0008]在本發(fā)明的第一方面，一種發(fā)電軸承組件，該發(fā)電軸承組件包括:
[0009]軸承，其包括:
[0010]軸承外環(huán)，其具有外表面、軸承接合內(nèi)表面和外環(huán)端表面，
[0011]軸承內(nèi)環(huán)，其具有軸承組件內(nèi)配合表面、軸承外座圈接合表面和內(nèi)環(huán)端表面，其中，所述軸承接合外表面的尺寸設(shè)置成與所述外環(huán)軸承接合內(nèi)表面旋轉(zhuǎn)接合，
[0012]密封系統(tǒng)，其設(shè)置在所述軸承外環(huán)和所述軸承內(nèi)環(huán)之間，其中，所述密封系統(tǒng)被固定到密封連接環(huán)，其中，所述密封連接環(huán)是所述外環(huán)和所述內(nèi)環(huán)中的一個，所述剩余的環(huán)是相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)環(huán)，
[0013]其中，所述內(nèi)環(huán)可旋轉(zhuǎn)地組裝在所述外環(huán)軸承接合內(nèi)表面內(nèi)；
[0014]電力發(fā)電機,其包括發(fā)電機芯,該發(fā)電機芯包括纏繞著磁芯以產(chǎn)生電力的電線圈，所述電力發(fā)電機連接至所述相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)環(huán)；
[0015]磁極化材料，其由所述密封系統(tǒng)承載；以及
[0016]發(fā)電機定位系統(tǒng)，其承載所述電力發(fā)電機，并且將所述電力發(fā)電機定位成靠近所述磁極化材料，
[0017]其中，所述軸承外環(huán)和所述軸承內(nèi)環(huán)之間的相對運動穿過所述發(fā)電機芯通過所述磁極化材料，促使所述發(fā)電機芯產(chǎn)生電流。
[0018]在第二方面，所述系統(tǒng)還包括處理裝置，該裝置包括一組數(shù)字指令，用于監(jiān)測和分析由集成到軸承組件中的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)所提供的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
[0019]在另一方面，所述發(fā)電機定位系統(tǒng)還包括徑向容差補償系統(tǒng)。該徑向容差補償系統(tǒng)可以包括組裝在固定安裝構(gòu)件和所述電力發(fā)電機之間的徑向偏置構(gòu)件，發(fā)電機芯徑向滑動材料位于所述電力發(fā)電機的配合表面和所述相應(yīng)旋轉(zhuǎn)環(huán)的環(huán)端表面之間。
[0020]在另一方面，所述發(fā)電機定位系統(tǒng)還包括軸向容差補償系統(tǒng)。該軸向容差補償系統(tǒng)提供橫跨沿軸向定向的表面的距離的磁極化材料。所述電力發(fā)電機可以包括摩擦減小的界面，使所述電力發(fā)電機能夠在位置上沿軸向方向在整個軸向定向的表面上調(diào)整。該摩擦減小的界面可以包括周向滑動材料、一個或多個軸承等。
[0021]在另一方面，所述發(fā)電機芯可被組裝成縱向軸線處于徑向方向，所述磁極化材料被組裝在從密封系統(tǒng)沿軸向延伸的環(huán)形圈中。
[0022]在另一方面，所述磁極化材料可以設(shè)置在完整的環(huán)形圈中；在覆蓋部分圓形截面的單一部分中；或者在空間上距離軸承環(huán)中心相等的徑向距離的一系列部分中。
[0023]在另一方面，所述發(fā)電機芯可被組裝成縱向軸線處于軸向方向，所述磁極化材料在與密封系統(tǒng)基本上平行的方向上被組裝。
[0024]在另一方面，所述電力發(fā)電機可以由徑向配準(zhǔn)控制(registrat1n control)部件承載，其中，所述徑向配準(zhǔn)控制部件能夠徑向定位電力發(fā)電機。電力發(fā)電機可通過將一個或多個發(fā)電機徑向?qū)蛄慵c一個或多個發(fā)電機導(dǎo)軌接合而被徑向定位，其中，所述發(fā)電機導(dǎo)軌形成在密封系統(tǒng)內(nèi)。發(fā)電機徑向?qū)蛄慵c發(fā)電機導(dǎo)軌接合，以便將電力發(fā)電機與磁極化材料對準(zhǔn)。偏置構(gòu)件可以被集成到發(fā)電子組件中，確保發(fā)電機芯在操作期間保持定位成靠近磁極化材料。
[0025]本發(fā)明的一個優(yōu)點是能夠在軸承環(huán)之一的運動過程中產(chǎn)生持續(xù)的電流。該電力可以用來操作軸承狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備。包括電力發(fā)電裝置消除了對本地存儲的電力(比如通過電池)或者來自外部電源的傳送電力的任何需要。通過在這樣的位置產(chǎn)生電力，通過向無線信號通信提供足夠的電力，系統(tǒng)可以完全獨立地且不受限于任何其他設(shè)備地操作。而另一個優(yōu)點在于，監(jiān)測系統(tǒng)的操作可以被限制在軸承正在發(fā)生旋轉(zhuǎn)的時間。電力僅在發(fā)電機經(jīng)歷軸承外環(huán)與軸承內(nèi)環(huán)之間的相對運動時被施加至系統(tǒng)。
[0026]軸承可以用于部署在遠(yuǎn)程位置的設(shè)備上。對于用于監(jiān)測軸承狀態(tài)的、從外部提供的電力來說，這樣的位置可能會使任何提供變得復(fù)雜。所述軸承可以在難以接近(特別是對于接線來說)的位置被集成到設(shè)備中。此外，導(dǎo)線可能因設(shè)備部件的任何旋轉(zhuǎn)運動或其它運動而意外地干擾或者變得磨損。
[0027]另一個優(yōu)點使得電力發(fā)電機和磁極化材料之間的配準(zhǔn)能夠適應(yīng)軸承的變化和磨損。機械接口包含的零件是容許電力發(fā)電機和磁極化材料之間的徑向和軸向變化。
[0028]使用磁密度運行的發(fā)電機芯消除了與運動部件相關(guān)聯(lián)的任何磨損和可靠性問題。任何接觸表面可以包括軸承、摩擦減小的表面等，以盡量減少產(chǎn)生于相互接觸的兩個運動部件之間的相對運動的任何影響。
[0029]參照下面的書面說明書、權(quán)利要求書以及隨后的附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步理解和意識到本發(fā)明的這些和其它特征、方面以及優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]為了更充分地理解本發(fā)明的性質(zhì)，應(yīng)當(dāng)參照以下附圖，其中:
[0031]圖1示出了軸承發(fā)電機和軸承狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的示例性示意圖；
[0032]圖2示出了示例性發(fā)電軸承組件的等距俯視圖；
[0033]圖3示出了最初在圖2中引入的示例性發(fā)電軸承組件的剖視圖，沿著圖2的剖切線3-3所截取的剖面；以及
[0034]圖4示出了第二示例性發(fā)電軸承組件的等距俯視圖。
[0035]在附圖的若干視圖中，相同的附圖標(biāo)記指代相同的部件。

【具體實施方式】
[0036]下面的詳細(xì)描述本質(zhì)上僅僅是示例性的,并非旨在限制所描述的實施例或者所述實施例的應(yīng)用及使用。如本文所使用，詞語“示例性的”或“示范性的”是指“用作示例、實例或說明”。本文中描述為“示例性的”或“示范性的”任何實施方式未必被解釋為優(yōu)于或勝過其它實施方式。下面描述的所有實施方式是設(shè)置成使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明實施例的示例性實施方式，并且不旨在限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求限定。為了本文描述的目的，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“后”、“右”、“前”、“豎直”、“水平”以及它們的派生詞都涉及如在圖1中所定向的發(fā)明。此外，不旨在由在上述【技術(shù)領(lǐng)域】、【背景技術(shù)】、
【發(fā)明內(nèi)容】
或者下面的詳細(xì)描述中給出的任何明示或暗示的理論所限制。還要理解的是，在附圖中所示的以及在下面的說明書中所述的具體裝置和方法僅是在所附權(quán)利要求書中限定的發(fā)明概念的示例性實施例。因此，與本文所公開的實施例相關(guān)的具體尺寸和其它物理特性不被認(rèn)為是限制性的，除非權(quán)利要求明確說明。
[0037]圖1示出了通用的示例性系統(tǒng)示意圖。該通用的系統(tǒng)包括發(fā)電軸承組件100，其包括集成到軸承110中的發(fā)電子組件200。軸承110被制成具有裝配在軸承外環(huán)116內(nèi)的軸承內(nèi)環(huán)112，其中，軸承內(nèi)環(huán)112與軸承外環(huán)116之間的交界面約束繞中心軸線的旋轉(zhuǎn)運動的相對運動。位于軸承內(nèi)環(huán)112與軸承外環(huán)116之間的相對旋轉(zhuǎn)運動導(dǎo)致發(fā)電子組件200產(chǎn)生電流形式的電能。發(fā)電子組件200可以包括傳感器、數(shù)字信號處理器或?qū)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號嵌入電流中的任何其他裝置。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號經(jīng)由有線信號接口 296或優(yōu)選地經(jīng)由無線信號接口 298被傳送至處理單元150。無線信號接口 298包括相應(yīng)于任何選定的無線傳送協(xié)議的電路和部件。將會由發(fā)電子組件200提供電力來操作無線信號接口 298。
[0038]處理裝置150包括公共數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理部件，其包括主板、至少一個微處理器、存儲器、數(shù)據(jù)記錄設(shè)備、數(shù)字指令(例如軟件、固件等)、輸入/輸出控制器、數(shù)據(jù)通信設(shè)備等。用戶輸入設(shè)備154和用戶輸出設(shè)備152通過輸入/輸出控制器而與處理設(shè)備150連接成信號通信。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號由處理單元150接收并相應(yīng)地解釋。當(dāng)發(fā)電軸承組件100進(jìn)行運動時，將會提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號。軸承內(nèi)環(huán)112與軸承外環(huán)116之間的相對運動導(dǎo)致發(fā)電子組件200產(chǎn)生電力。因此，僅在軸承內(nèi)環(huán)112和軸承外環(huán)116彼此相對運動時可得到電力。應(yīng)當(dāng)理解的是，電力可被存儲在集成在發(fā)電子組件200內(nèi)的電容器或電池中。這將會使得在軸承內(nèi)環(huán)112和軸承外環(huán)116相對彼此靜止之后能夠縮短額外電力的周期以進(jìn)行連續(xù)操作。這對于在停止任何操作之后、在冷卻過程中等記錄軸承110的狀態(tài)將是有益的。該系統(tǒng)可以記錄各種狀態(tài)，比如溫度等。
[0039]第一示例性實施例的發(fā)電子組件200示出為圖2和3所示的發(fā)電子組件300。方向參考由圖2所示的方向線表示。軸向方向500平行于軸承環(huán)112、116的旋轉(zhuǎn)軸線。徑向方向510平行于軸承環(huán)112、116的半徑。圖示呈現(xiàn)了軸承110的額外細(xì)節(jié)。軸承內(nèi)環(huán)112的特征可以稱為:軸承內(nèi)表面114，在其上限定內(nèi)周表面；軸承內(nèi)座圈接合表面115，在其上限定外周表面；以及內(nèi)環(huán)端表面113，在其上限定端表面。軸承外環(huán)116的特征可以稱為:軸承外表面118，在其上限定外周表面；軸承外座圈接合表面119，在其上限定內(nèi)周表面；以及外環(huán)端表面117，在其上限定端表面?？梢詫⒅辽僖粋€軸承座圈組(未示出)裝配在軸承內(nèi)環(huán)112和軸承外環(huán)116之間。采用的軸承座圈組可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何結(jié)構(gòu)。密封系統(tǒng)130可以連接到軸承環(huán)112、116之一。保持密封系統(tǒng)130的軸承可被稱為密封連接環(huán)。其余的環(huán)是相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)環(huán)。
[0040]在該示例性實施例中，軸承110包括磁極化材料安裝環(huán)320。磁極化材料安裝環(huán)320可以設(shè)置為沿軸向從密封系統(tǒng)130延伸的完整的環(huán)形圈?？商鎿Q地，磁極化材料安裝環(huán)320可以設(shè)置在稱為磁極化材料安裝部322或繞著軸承環(huán)112、116等距間隔開的多個部分322的單一部分中，其中，每個磁極化材料安裝部322位于沿著從軸承中心的徑向方向是等距離的。磁極化材料安裝環(huán)320 (或磁極化材料安裝部322)包括磁極化材料324。磁極化材料324可以是提供可變磁阻的材料的任何物質(zhì)或構(gòu)型。磁極化材料324組裝成沿軸向或垂直于密封系統(tǒng)延伸?？梢酝ㄟ^磁極化材料安裝部322將磁極化材料324固定至密封系統(tǒng)130。通過使用任何可接受的組件接口將磁極化材料安裝部322組裝到密封系統(tǒng)130。示例性組件接口采用機械組件緊固件132。替代的組件接口選項可以包括粘合劑，提供作為整體結(jié)構(gòu)的磁極化材料安裝部322和密封系統(tǒng)130、機械接口比如一系列的齒和槽等，或者它們的任何組合。周向滑動材料326最好是層壓在磁極化材料安裝部322/磁極化材料324的接觸表面上。周向滑動材料326提供摩擦減小的表面，以減少磨損并且有助于系統(tǒng)的可靠性和長壽命。磁極化材料安裝環(huán)320/磁極化材料安裝部322在相應(yīng)的密封連接環(huán)上保持固定。
[0041]電力發(fā)電機310被組裝到電子箱330。電子箱330固定至相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)環(huán)。優(yōu)選地，電力發(fā)電機310通過至少一個徑向偏置構(gòu)件340壓靠著周向滑動材料326。電力發(fā)電機310的徑向運動可以通過包含發(fā)電機芯徑向滑動材料140而得到幫助。發(fā)電機芯徑向滑動材料140將被組裝在電力發(fā)電機310和環(huán)端表面113、117之間。偏置力保持電力發(fā)電機310與周向滑動材料326的配合表面接觸。要理解的是，偏置力可以被設(shè)計成由穿過磁極化材料安裝部322和電力發(fā)電機310之間的空氣克服，其中，所述空氣在其間產(chǎn)生氣墊。可替換地，可選的多個周向運動軸承314可以被集成到或電力發(fā)電機310中(如圖所示)或磁極化材料安裝部322中。周向運動軸承314可以是由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何可接受的配置。要理解的是，在替代實施例中或者作為一種改進(jìn)，周向滑動材料326可以被施加至電力發(fā)電機310的接觸表面。
[0042]電路可以被集成到電子箱330中。該電路可以包括任何監(jiān)測電路和軟件；分析電路和軟件；有線或無線通信電路、硬件和軟件等。
[0043]在操作中，隨著軸承內(nèi)環(huán)112和軸承外環(huán)116相對彼此旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機芯312穿過磁極化材料324。磁極化材料324包括磁特性的變化，其中，隨著磁極化材料324相對于發(fā)電機芯312移動，磁特性的變化改變集成到發(fā)電機芯312中的磁芯318的磁通量。磁通量的變化在纏繞磁芯318的電線圈316中產(chǎn)生電流。電流通過電線或其他電導(dǎo)線被輸送到其它設(shè)備。
[0044]要理解的是，磁極化材料安裝部322可以包括錐形的引線，以有助于電力發(fā)電機310和磁極化材料安裝部322之間的接合(隨著它們經(jīng)過彼此)。
[0045]徑向偏置構(gòu)件340可以是任何壓縮彈簧，包括螺旋彈簧、懸臂彈簧等。
[0046]周向滑動材料326可以是任何摩擦減小的材料，包括聚四氟乙烯(PTFE)等。PTFE是具有許多應(yīng)用的四氟乙烯的合成含氟聚合物。PTFE的最知名的品牌名稱是由美國杜邦公司(TM)制造的特富龍(TM)。其它材料(包括聚甲醛(POM)，也被稱為縮醛、聚縮醛、以及聚甲醛)是在要求高剛性、低摩擦以及良好的尺寸穩(wěn)定性的精密部件中使用的工程熱塑性塑料。POM的最知名的示例性品牌名稱是迭爾林(Delrin) (TM)，其也是由杜邦公司(TM)制造的。
[0047]第二示例性實施例的發(fā)電子組件200示出為在圖4中所示的發(fā)電子組件400。發(fā)電子組件300采用在從軸承環(huán)端表面沿軸向延伸，在徑向方向上定向的磁極化材料324。相反，發(fā)電子組件400采用沿徑向平面或基本平行于密封系統(tǒng)130表面的平面而定向的磁極化材料424。磁極化材料424以環(huán)形圈的格式被集成到密封系統(tǒng)130的一部分中。要理解的是，磁極化材料424可以設(shè)置在環(huán)形圈的整個圓周中、在環(huán)形圈的一部分中、或者在繞著環(huán)形圈在空間上布置的多個部分中?？臻g布置最好是等距離的。在示例性實施例中，磁極化材料424被設(shè)置為在密封系統(tǒng)130的表面上方升高的零件。凸起的磁極化材料424在內(nèi)側(cè)上形成內(nèi)發(fā)電機導(dǎo)軌134,在外側(cè)上形成外發(fā)電機導(dǎo)軌136。
[0048]電力發(fā)電機410由發(fā)電機徑向配準(zhǔn)控制部件450承載，其中該發(fā)電機徑向配準(zhǔn)控制部件450由電子箱430支承。電子箱430通過任何連接接口固定至相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)環(huán)。電子箱430可以包括發(fā)電機箱錨432，其使電子箱430能夠通過多個機械緊固件(盡管未示出，但很好理解)連接至相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)環(huán)。發(fā)電機徑向配準(zhǔn)控制部件450通過配準(zhǔn)控制部件套452可滑動地裝配至電子箱430。配準(zhǔn)控制部件套452使發(fā)電機徑向配準(zhǔn)控制部件450能夠沿著徑向容差補償運動459移動。電力發(fā)電機410通過一個或多個軸向定位構(gòu)件組裝到發(fā)電機徑向配準(zhǔn)控制部件450。該示例性實施例采用了多個軸向容差控制部件460，使得能夠進(jìn)行軸向容差補償運動419。軸向容差控制部件460被固定到電力發(fā)電機410并且延伸穿過孔454，從而使軸向容差控制部件460能夠軸向運動。軸向容差控制部件蓋462可以設(shè)置在軸向容差控制部件460的相對端，其中該軸向容差控制部件蓋462保持組裝至發(fā)電機徑向配準(zhǔn)控制部件450的軸向容差控制部件460。電力發(fā)電機410通過由軸向容差補償偏置構(gòu)件464所提供的偏置力而被保持抵對著密封系統(tǒng)130。軸向容差補償偏置構(gòu)件464在電力發(fā)電機410和發(fā)電機徑向配準(zhǔn)控制構(gòu)件450的相對面之間延伸。
[0049]內(nèi)發(fā)電機導(dǎo)軌134和外發(fā)電機導(dǎo)軌136可以用作電力發(fā)電機410的配準(zhǔn)的引導(dǎo)件。多個發(fā)電機徑向?qū)蛄慵?14從電力發(fā)電機410的接觸表面軸向延伸。發(fā)電機徑向?qū)蛄慵?14沿著每個發(fā)電機導(dǎo)軌134、136行進(jìn)，從而確保發(fā)電機芯412保持對準(zhǔn)磁極化材料424。發(fā)電機徑向?qū)蛄慵?14還可以確保預(yù)定的間隙保持在發(fā)電機芯412和磁極化材料424之間。優(yōu)選地，徑向?qū)蛄慵?14和/或發(fā)電機導(dǎo)軌134/136由任何摩擦減小的材料制成，包括聚四氟乙烯(PTFE)等。PTFE是具有許多應(yīng)用的四氟乙烯的合成含氟聚合物。PTFE的最知名的品牌名稱是由美國杜邦公司(TM)制造的特富龍(TM)。其它材料(包括聚甲醛(POM)，也被稱為縮醛、聚縮醛、以及聚甲醛)是在要求高剛性、低摩擦以及良好的尺寸穩(wěn)定性的精密部件中使用的工程熱塑性塑料。POM的最知名的示例性品牌名稱是迭爾林(TM)，其也是由杜邦公司(TM)制造的。
[0050]示出的示例性配置將電子箱330、430組裝到軸承內(nèi)環(huán)112，密封系統(tǒng)130被固定到軸承外環(huán)116。還應(yīng)當(dāng)理解的是，可以將電子箱330、430組裝到軸承外環(huán)116，密封系統(tǒng)130被固定到軸承內(nèi)環(huán)112。
[0051]由于可以針對本發(fā)明所述的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的許多修改、改變和變化，所以意圖是前面說明書中所述的及附圖中所示的所有事項應(yīng)被解釋為是說明性的而不是限制性的。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求書及其法律等同物來確定。
[0052]附圖標(biāo)記列表
[0053]100發(fā)電軸承組件
[0054]110 軸承
[0055]112軸承內(nèi)環(huán)
[0056]113 內(nèi)環(huán)端表面
[0057]114軸承內(nèi)表面
[0058]115軸承內(nèi)座圈接合表面
[0059]116軸承外環(huán)
[0060]117外環(huán)端表面
[0061]118軸承外表面
[0062]119軸承外座圈接合表面
[0063]120軸承座圈組
[0064]130密封系統(tǒng)
[0065]132機械裝配緊固件
[0066]134內(nèi)發(fā)電機導(dǎo)軌
[0067]136外發(fā)電機導(dǎo)軌
[0068]140發(fā)電機芯徑向滑動材料
[0069]150 處理單元
[0070]152輸出設(shè)備
[0071]154用戶輸入設(shè)備
[0072]200發(fā)電子組件
[0073]296有線信號接口
[0074]298無線信號接口
[0075]300發(fā)電子組件
[0076]310 電力發(fā)電機
[0077]312發(fā)電機芯
[0078]314周向運動軸承
[0079]316電線圈
[0080]318磁芯
[0081]320磁極化材料安裝環(huán)
[0082]322磁極化材料安裝部
[0083]324磁極化材料
[0084]326周向滑動材料
[0085]330電子箱
[0086]340徑向偏置構(gòu)件
[0087]400發(fā)電子組件
[0088]410電力發(fā)電機
[0089]412發(fā)電機芯
[0090]414發(fā)電機徑向?qū)蛄慵?br> [0091]419軸向容差補償運動
[0092]424磁極化材料
[0093]430電子箱
[0094]432發(fā)電機箱錨
[0095]450發(fā)電機徑向配準(zhǔn)控制部件
[0096]452配準(zhǔn)控制部件套
[0097]454孔
[0098]459徑向容差補償運動
[0099]460軸向容差控制部件
[0100]462軸向容差控制部件蓋
[0101]500軸向方向
[0102]510徑向方向
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電軸承組件，該發(fā)電軸承組件包括: 軸承(110)，其包括: 軸承外環(huán)(116)，其具有外表面(118)、軸承接合內(nèi)表面(119)和外環(huán)端表面(117)， 軸承內(nèi)環(huán)(112)，其具有軸承組件內(nèi)配合表面(114)、軸承外座圈接合表面(115)和內(nèi)環(huán)端表面(113)，其中，所述軸承接合外表面(114)的尺寸設(shè)置成與所述外環(huán)軸承接合內(nèi)表面(119)旋轉(zhuǎn)接合， 密封系統(tǒng)(130)，其設(shè)置在所述軸承外環(huán)(116)和所述軸承內(nèi)環(huán)(112)之間，其中，所述密封系統(tǒng)(130)被固定到密封連接環(huán)，其中，所述密封連接環(huán)是所述軸承外環(huán)(116)和所述軸承內(nèi)環(huán)(112)中的一個，所述剩余的環(huán)是相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)環(huán)， 其中，所述內(nèi)環(huán)(112)可旋轉(zhuǎn)地組裝在所述外環(huán)軸承接合內(nèi)表面(119)內(nèi)； 電力發(fā)電機(310、410)，其包括發(fā)電機芯(312、412)，該發(fā)電機芯包括纏繞著磁芯(318)的電線圈(316)以產(chǎn)生電力，所述電力發(fā)電機(310、410)連接至所述相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)環(huán)；磁極化材料(324、424)，其由所述密封系統(tǒng)(130)承載；以及 發(fā)電機定位系統(tǒng)，其承載所述電力發(fā)電機(310、410)，并且將所述電力發(fā)電機(310、410)定位成靠近所述磁極化材料(324、424)， 其中，所述軸承外環(huán)(116)和所述軸承內(nèi)環(huán)(112)之間的相對運動使所述磁極化材料(324、424)通過所述發(fā)電機芯(312、412)，促使所述發(fā)電機芯(312、412)產(chǎn)生電流。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電軸承組件，所述發(fā)電機定位系統(tǒng)還包括至少一個徑向偏置構(gòu)件(340)，其設(shè)置在電子箱(330)和所述電力發(fā)電機(310、410)之間，所述至少一個徑向偏置構(gòu)件(340)施加偏置力于所述電力發(fā)電機(310、410)上,促使所述電力發(fā)電機(310、410)靠向磁極化材料(324)。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電軸承組件，還包括周向滑動材料(326)，其定位在所述電力發(fā)電機(310)和所述磁極化材料(324)之間。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)電軸承組件，還包括周向滑動材料(326)，其定位在所述電力發(fā)電機(310)和所述內(nèi)環(huán)端表面(113)之間。
5.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電軸承組件，還包括周向滑動材料(326)，其定位在所述電力發(fā)電機(310)和所述內(nèi)環(huán)端表面(113)之間。
6.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電軸承組件，還包括周向運動軸承(314)，其定位在所述電力發(fā)電機(310)和所述磁極化材料(324)之間。
7.一種發(fā)電軸承組件，該發(fā)電軸承組件包括: 軸承(110)，其包括: 軸承外環(huán)(116)，其具有外表面(118)、軸承接合內(nèi)表面(119)和外環(huán)端表面(117)， 軸承內(nèi)環(huán)(112)，其具有軸承組件內(nèi)配合表面(114)、軸承外座圈接合表面(115)和內(nèi)環(huán)端表面(113)，其中，所述軸承接合外表面(114)的尺寸設(shè)置成與所述外環(huán)軸承接合內(nèi)表面(119)旋轉(zhuǎn)接合， 密封系統(tǒng)(130)，其設(shè)置在所述軸承外環(huán)(116)和所述軸承內(nèi)環(huán)(112)之間，其中，所述密封系統(tǒng)(130)被固定到密封連接環(huán)，其中，所述密封連接環(huán)是所述軸承外環(huán)(116)和所述軸承內(nèi)環(huán)(112)中的一個，所述剩余的環(huán)是相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)環(huán)， 其中，所述內(nèi)環(huán)(112)可旋轉(zhuǎn)地組裝在所述外環(huán)軸承接合內(nèi)表面(119)內(nèi)； 電力發(fā)電機(310)，其包括發(fā)電機芯(312)，該發(fā)電機芯包括纏繞著磁芯(318)的電線圈(316)以產(chǎn)生電力，所述電力發(fā)電機(310)連接至所述相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)環(huán)； 磁極化材料(324)，其由所述密封系統(tǒng)(130)承載，所述磁極化材料(324)定向成基本上平行于軸向方向；以及 發(fā)電機定位系統(tǒng)，其承載所述電力發(fā)電機(310)，并且將所述電力發(fā)電機(310)定位成靠近所述磁極化材料(324)， 其中，所述軸承外環(huán)(116)和所述軸承內(nèi)環(huán)(112)之間的相對運動使所述磁極化材料(324)通過所述發(fā)電機芯(312)，促使所述發(fā)電機芯(312)產(chǎn)生電流。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)電軸承組件，所述發(fā)電機定位系統(tǒng)還包括至少一個徑向偏置構(gòu)件(340)，其設(shè)置在電子箱(330)和所述電力發(fā)電機(310)之間，所述至少一個徑向偏置構(gòu)件(340)施加偏置力于所述電力發(fā)電機(310)上,促使所述電力發(fā)電機(310)靠向磁極化材料(324)。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)電軸承組件，還包括周向滑動材料(326)，其定位在所述電力發(fā)電機(310)和所述磁極化材料(324)之間。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)電軸承組件，還包括周向滑動材料(326)，其定位在所述電力發(fā)電機(310)和所述內(nèi)環(huán)端表面(113)之間。
11.如權(quán)利要求8所述的發(fā)電軸承組件，還包括周向滑動材料(326)，其定位在所述電力發(fā)電機(310)和所述內(nèi)環(huán)端表面(113)之間。
12.如權(quán)利要求8所述的發(fā)電軸承組件，還包括周向運動軸承(314)，其定位在所述電力發(fā)電機(310)和所述磁極化材料(324)之間。
13.如權(quán)利要求7所述的發(fā)電軸承組件，其中，所述磁極化材料(324)是具有一定高度的，其能夠沿軸向方向補償所述發(fā)電機芯(312)和所述磁極化材料(324)之間的容差。
14.一種發(fā)電軸承組件，該發(fā)電軸承組件包括: 軸承(110)，其包括: 軸承外環(huán)(116)，其具有外表面(118)、軸承接合內(nèi)表面(119)和外環(huán)端表面(117)， 軸承內(nèi)環(huán)(112)，其具有軸承組件內(nèi)配合表面(114)、軸承外座圈接合表面(115)和內(nèi)環(huán)端表面(113)，其中，所述軸承接合外表面(114)的尺寸設(shè)置成與所述外環(huán)軸承接合內(nèi)表面(119)旋轉(zhuǎn)接合， 密封系統(tǒng)(130)，其設(shè)置在所述軸承外環(huán)(116)和所述軸承內(nèi)環(huán)(112)之間，其中，所述密封系統(tǒng)(130)被固定到密封連接環(huán)，其中，所述密封連接環(huán)是所述軸承外環(huán)(116)和所述軸承內(nèi)環(huán)(112)中的一個，所述剩余的環(huán)是相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)環(huán)， 其中，所述內(nèi)環(huán)(112)可旋轉(zhuǎn)地組裝在所述外環(huán)軸承接合內(nèi)表面(119)內(nèi)； 電力發(fā)電機(410),其包括發(fā)電機芯(412),該發(fā)電機芯包括纏繞著磁芯(418)的電線圈(416)以產(chǎn)生電力，所述電力發(fā)電機(410)連接至所述相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)環(huán)； 磁極化材料(424)，其由所述密封系統(tǒng)(130)承載，所述磁極化材料(424)定向成基本上平行于徑向方向；以及 發(fā)電機定位系統(tǒng)，其承載所述電力發(fā)電機(410)，并且將所述電力發(fā)電機(410)定位成靠近所述磁極化材料(424)， 其中，所述軸承外環(huán)(116)和所述軸承內(nèi)環(huán)(112)之間的相對運動使所述磁極化材料(424)通過所述發(fā)電機芯(412)，促使所述發(fā)電機芯(412)產(chǎn)生電流。
15.如權(quán)利要求14所述的發(fā)電軸承組件，其中，所述磁極化材料(424)承載于形成在所述密封系統(tǒng)(130)中的升高表面上，所述升高表面由內(nèi)發(fā)電機導(dǎo)軌(134)和外發(fā)電機導(dǎo)軌(136)限定；并且 電力發(fā)電機(410)還包括至少兩個發(fā)電機徑向?qū)蛄慵?414)，其中，所述發(fā)電機徑向?qū)蛄慵?414)被隔開，使其中的一個發(fā)電機徑向?qū)蛄慵?414)定位成在所述內(nèi)發(fā)電機導(dǎo)軌(134)上行進(jìn)，所述另一個發(fā)電機徑向?qū)蛄慵?414)定位成在所述外發(fā)電機導(dǎo)軌(136)上行進(jìn)。
16.如權(quán)利要求15所述的發(fā)電軸承組件，還包括發(fā)電機徑向配準(zhǔn)控制部件(450)，其從電子箱(430)延伸并支承所述電力發(fā)電機(410)，其中，所述發(fā)電機徑向配準(zhǔn)控制部件(450)使所述電力發(fā)電機(410)能夠沿徑向方向(459)定位。
17.如權(quán)利要求16所述的發(fā)電軸承組件，還包括軸向容差補償元件(464)，其設(shè)置在所述發(fā)電機徑向配準(zhǔn)控制部件(450)和所述電力發(fā)電機(410)之間，其中，所述軸向容差補償元件(464)促使所述電力發(fā)電機(410)朝向所述磁極化材料(424)。
18.如權(quán)利要求14所述的發(fā)電軸承組件，還包括軸向容差補償元件(464)，其中，所述軸向容差補償元件(464)促使所述電力發(fā)電機(410)朝向所述磁極化材料(424)。
【文檔編號】F16C41/00GK104379953SQ201380032364
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月24日
【發(fā)明者】F.巴特爾, J.厄斯金, S.齊格勒, A.C.范德哈姆 申請人:Skf公司