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(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)產(chǎn)生電力。密封系統(tǒng)(130)連接至軸承(112、116)中的一個(gè)。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(jī)(310、410)。電力發(fā)電機(jī)(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(duì)運(yùn)動(dòng)接合電力發(fā)電機(jī)(310、410)和磁極化材料(324、424)，促使電力發(fā)電機(jī)(310、410)的發(fā)電機(jī)芯(312、412)產(chǎn)生電流。
【專利說(shuō)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(yùn)動(dòng)過(guò)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(gè)或更多個(gè)部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)限制成僅所需類(lèi)型運(yùn)動(dòng)的任何各種機(jī)械元件。通常，這允許和促進(jìn)繞著縱向軸線的自由轉(zhuǎn)動(dòng)和/或抑制部件在相對(duì)于軸承的法線方向上的任何直線運(yùn)動(dòng)。軸承可以廣泛地根據(jù)它們?cè)试S的運(yùn)動(dòng)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(lèi)。
[0003]軸承經(jīng)歷相當(dāng)?shù)氖褂?，這會(huì)導(dǎo)致各種軸承部件的磨損。隨著時(shí)間的推移，軸承的磨損會(huì)導(dǎo)致機(jī)械故障。機(jī)械故障可能會(huì)影響旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和/或軸向線性約束。如果不控制這些運(yùn)動(dòng)中的任何一個(gè)都可能會(huì)給依托軸承的機(jī)械帶來(lái)災(zāi)難性的故障。
[0004]軸承的可靠性和預(yù)測(cè)性維護(hù)會(huì)影響設(shè)備的操作和正常運(yùn)行時(shí)間。軸承用于許多應(yīng)用中，包括汽車(chē)、風(fēng)力渦輪機(jī)、自動(dòng)化機(jī)械等。隨著時(shí)間的推移，軸承會(huì)磨損。運(yùn)行過(guò)程中的軸承故障可能會(huì)給設(shè)備及可能的周邊區(qū)域帶來(lái)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(huì)造成人身傷害或死亡。
[0005]軸承監(jiān)測(cè)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(cè)傳感器，向任何計(jì)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(guò)電線而被提供給設(shè)備。
[0006]可以通過(guò)監(jiān)測(cè)軸承來(lái)改進(jìn)軸承的可靠性和預(yù)測(cè)性維護(hù)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將會(huì)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(duì)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(gè)，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(jī),其包括發(fā)電機(jī)芯,該發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)定位系統(tǒng)，其承載所述電力發(fā)電機(jī)，并且將所述電力發(fā)電機(jī)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(duì)運(yùn)動(dòng)穿過(guò)所述發(fā)電機(jī)芯通過(guò)所述磁極化材料，促使所述發(fā)電機(jī)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(cè)和分析由集成到軸承組件中的狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(jī)定位系統(tǒng)還包括徑向容差補(bǔ)償系統(tǒng)。該徑向容差補(bǔ)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(jī)之間的徑向偏置構(gòu)件，發(fā)電機(jī)芯徑向滑動(dòng)材料位于所述電力發(fā)電機(jī)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(jī)定位系統(tǒng)還包括軸向容差補(bǔ)償系統(tǒng)。該軸向容差補(bǔ)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(jī)可以包括摩擦減小的界面，使所述電力發(fā)電機(jī)能夠在位置上沿軸向方向在整個(gè)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(dòng)材料、一個(gè)或多個(gè)軸承等。
[0021]在另一方面，所述發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)。電力發(fā)電機(jī)可通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)徑向?qū)蛄慵c一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)導(dǎo)軌接合而被徑向定位，其中，所述發(fā)電機(jī)導(dǎo)軌形成在密封系統(tǒng)內(nèi)。發(fā)電機(jī)徑向?qū)蛄慵c發(fā)電機(jī)導(dǎo)軌接合，以便將電力發(fā)電機(jī)與磁極化材料對(duì)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(jī)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(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠在軸承環(huán)之一的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生持續(xù)的電流。該電力可以用來(lái)操作軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備。包括電力發(fā)電裝置消除了對(duì)本地存儲(chǔ)的電力(比如通過(guò)電池)或者來(lái)自外部電源的傳送電力的任何需要。通過(guò)在這樣的位置產(chǎn)生電力，通過(guò)向無(wú)線信號(hào)通信提供足夠的電力，系統(tǒng)可以完全獨(dú)立地且不受限于任何其他設(shè)備地操作。而另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的操作可以被限制在軸承正在發(fā)生旋轉(zhuǎn)的時(shí)間。電力僅在發(fā)電機(jī)經(jīng)歷軸承外環(huán)與軸承內(nèi)環(huán)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)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(duì)于用于監(jiān)測(cè)軸承狀態(tài)的、從外部提供的電力來(lái)說(shuō)，這樣的位置可能會(huì)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(duì)于接線來(lái)說(shuō))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(yùn)動(dòng)或其它運(yùn)動(dòng)而意外地干擾或者變得磨損。
[0027]另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)使得電力發(fā)電機(jī)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(jī)械接口包含的零件是容許電力發(fā)電機(jī)和磁極化材料之間的徑向和軸向變化。
[0028]使用磁密度運(yùn)行的發(fā)電機(jī)芯消除了與運(yùn)動(dòng)部件相關(guān)聯(lián)的任何磨損和可靠性問(wèn)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(gè)運(yùn)動(dòng)部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的任何影響。
[0029]參照下面的書(shū)面說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)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(shí)到本發(fā)明的這些和其它特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)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(jī)和軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(shí)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(shí)施例或者所述實(shí)施例的應(yīng)用及使用。如本文所使用，詞語(yǔ)“示例性的”或“示范性的”是指“用作示例、實(shí)例或說(shuō)明”。本文中描述為“示例性的”或“示范性的”任何實(shí)施方式未必被解釋為優(yōu)于或勝過(guò)其它實(shí)施方式。下面描述的所有實(shí)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(shí)施例的示例性實(shí)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(yǔ)“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(shuō)明書(shū)中所述的具體裝置和方法僅是在所附權(quán)利要求書(shū)中限定的發(fā)明概念的示例性實(shí)施例。因此，與本文所公開(kāi)的實(shí)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(shuō)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(yùn)動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。位于軸承內(nèi)環(huán)112與軸承外環(huán)116之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(hào)處理器或?qū)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)嵌入電流中的任何其他裝置。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)由有線信號(hào)接口 296或優(yōu)選地經(jīng)由無(wú)線信號(hào)接口 298被傳送至處理單元150。無(wú)線信號(hào)接口 298包括相應(yīng)于任何選定的無(wú)線傳送協(xié)議的電路和部件。將會(huì)由發(fā)電子組件200提供電力來(lái)操作無(wú)線信號(hào)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(gè)微處理器、存儲(chǔ)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(guò)輸入/輸出控制器而與處理設(shè)備150連接成信號(hào)通信。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)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(yùn)動(dòng)時(shí)，將會(huì)提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)。軸承內(nèi)環(huán)112與軸承外環(huán)116之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)可得到電力。應(yīng)當(dāng)理解的是，電力可被存儲(chǔ)在集成在發(fā)電子組件200內(nèi)的電容器或電池中。這將會(huì)使得在軸承內(nèi)環(huán)112和軸承外環(huán)116相對(duì)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(duì)于在停止任何操作之后、在冷卻過(guò)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(shí)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€(gè)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(shí)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(kāi)的多個(gè)部分322的單一部分中，其中，每個(gè)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^(guò)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(guò)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(jī)械組件緊固件132。替代的組件接口選項(xiàng)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(jī)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(dòng)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(dòng)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(zhǎng)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(jī)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(jī)310通過(guò)至少一個(gè)徑向偏置構(gòu)件340壓靠著周向滑動(dòng)材料326。電力發(fā)電機(jī)310的徑向運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)包含發(fā)電機(jī)芯徑向滑動(dòng)材料140而得到幫助。發(fā)電機(jī)芯徑向滑動(dòng)材料140將被組裝在電力發(fā)電機(jī)310和環(huán)端表面113、117之間。偏置力保持電力發(fā)電機(jī)310與周向滑動(dòng)材料326的配合表面接觸。要理解的是，偏置力可以被設(shè)計(jì)成由穿過(guò)磁極化材料安裝部322和電力發(fā)電機(jī)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(gè)周向運(yùn)動(dòng)軸承314可以被集成到或電力發(fā)電機(jī)310中(如圖所示)或磁極化材料安裝部322中。周向運(yùn)動(dòng)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(shí)施例中或者作為一種改進(jìn)，周向滑動(dòng)材料326可以被施加至電力發(fā)電機(jī)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(cè)電路和軟件；分析電路和軟件；有線或無(wú)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(duì)彼此旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)芯312穿過(guò)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(duì)于發(fā)電機(jī)芯312移動(dòng)，磁特性的變化改變集成到發(fā)電機(jī)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(guò)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(jī)310和磁極化材料安裝部322之間的接合(隨著它們經(jīng)過(guò)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(dòng)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(guó)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(shí)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(gè)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(gè)部分中?？臻g布置最好是等距離的。在示例性實(shí)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(jī)導(dǎo)軌134,在外側(cè)上形成外發(fā)電機(jī)導(dǎo)軌136。
[0048]電力發(fā)電機(jī)410由發(fā)電機(jī)徑向配準(zhǔn)控制部件450承載，其中該發(fā)電機(jī)徑向配準(zhǔn)控制部件450由電子箱430支承。電子箱430通過(guò)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(jī)箱錨432，其使電子箱430能夠通過(guò)多個(gè)機(jī)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(jī)徑向配準(zhǔn)控制部件450通過(guò)配準(zhǔn)控制部件套452可滑動(dòng)地裝配至電子箱430。配準(zhǔn)控制部件套452使發(fā)電機(jī)徑向配準(zhǔn)控制部件450能夠沿著徑向容差補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)459移動(dòng)。電力發(fā)電機(jī)410通過(guò)一個(gè)或多個(gè)軸向定位構(gòu)件組裝到發(fā)電機(jī)徑向配準(zhǔn)控制部件450。該示例性實(shí)施例采用了多個(gè)軸向容差控制部件460，使得能夠進(jìn)行軸向容差補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)419。軸向容差控制部件460被固定到電力發(fā)電機(jī)410并且延伸穿過(guò)孔454，從而使軸向容差控制部件460能夠軸向運(yùn)動(dòng)。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(duì)端，其中該軸向容差控制部件蓋462保持組裝至發(fā)電機(jī)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(jī)410通過(guò)由軸向容差補(bǔ)償偏置構(gòu)件464所提供的偏置力而被保持抵對(duì)著密封系統(tǒng)130。軸向容差補(bǔ)償偏置構(gòu)件464在電力發(fā)電機(jī)410和發(fā)電機(jī)徑向配準(zhǔn)控制構(gòu)件450的相對(duì)面之間延伸。
[0049]內(nèi)發(fā)電機(jī)導(dǎo)軌134和外發(fā)電機(jī)導(dǎo)軌136可以用作電力發(fā)電機(jī)410的配準(zhǔn)的引導(dǎo)件。多個(gè)發(fā)電機(jī)徑向?qū)蛄慵?14從電力發(fā)電機(jī)410的接觸表面軸向延伸。發(fā)電機(jī)徑向?qū)蛄慵?14沿著每個(gè)發(fā)電機(jī)導(dǎo)軌134、136行進(jìn)，從而確保發(fā)電機(jī)芯412保持對(duì)準(zhǔn)磁極化材料424。發(fā)電機(jī)徑向?qū)蛄慵?14還可以確保預(yù)定的間隙保持在發(fā)電機(jī)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(jī)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(guó)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(duì)本發(fā)明所述的優(yōu)選實(shí)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(shuō)明書(shū)中所述的及附圖中所示的所有事項(xiàng)應(yīng)被解釋為是說(shuō)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(shū)及其法律等同物來(lái)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(jī)械裝配緊固件
[0066]134內(nèi)發(fā)電機(jī)導(dǎo)軌
[0067]136外發(fā)電機(jī)導(dǎo)軌
[0068]140發(fā)電機(jī)芯徑向滑動(dòng)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(hào)接口
[0074]298無(wú)線信號(hào)接口
[0075]300發(fā)電子組件
[0076]310 電力發(fā)電機(jī)
[0077]312發(fā)電機(jī)芯
[0078]314周向運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(jī)
[0089]412發(fā)電機(jī)芯
[0090]414發(fā)電機(jī)徑向?qū)蛄慵?br>
[0091]419軸向容差補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)
[0092]424磁極化材料
[0093]430電子箱
[0094]432發(fā)電機(jī)箱錨
[0095]450發(fā)電機(jī)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(bǔ)償運(yùn)動(dòng)
[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(gè)，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(jī)(310、410)，其包括發(fā)電機(jī)芯(312、412)，該發(fā)電機(jī)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(jī)(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(jī)定位系統(tǒng)，其承載所述電力發(fā)電機(jī)(310、410)，并且將所述電力發(fā)電機(jī)(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(duì)運(yùn)動(dòng)使所述磁極化材料(324、424)通過(guò)所述發(fā)電機(jī)芯(312、412)，促使所述發(fā)電機(jī)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(jī)定位系統(tǒng)還包括至少一個(gè)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(jī)(310、410)之間，所述至少一個(gè)徑向偏置構(gòu)件(340)施加偏置力于所述電力發(fā)電機(jī)(310、410)上,促使所述電力發(fā)電機(jī)(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(dòng)材料(326)，其定位在所述電力發(fā)電機(jī)(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(dòng)材料(326)，其定位在所述電力發(fā)電機(jī)(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(dòng)材料(326)，其定位在所述電力發(fā)電機(jī)(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(yùn)動(dòng)軸承(314)，其定位在所述電力發(fā)電機(jī)(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(gè)，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(jī)(310)，其包括發(fā)電機(jī)芯(312)，該發(fā)電機(jī)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(jī)(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(jī)定位系統(tǒng)，其承載所述電力發(fā)電機(jī)(310)，并且將所述電力發(fā)電機(jī)(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(duì)運(yùn)動(dòng)使所述磁極化材料(324)通過(guò)所述發(fā)電機(jī)芯(312)，促使所述發(fā)電機(jī)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(jī)定位系統(tǒng)還包括至少一個(gè)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(jī)(310)之間，所述至少一個(gè)徑向偏置構(gòu)件(340)施加偏置力于所述電力發(fā)電機(jī)(310)上,促使所述電力發(fā)電機(jī)(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(dòng)材料(326)，其定位在所述電力發(fā)電機(jī)(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(dòng)材料(326)，其定位在所述電力發(fā)電機(jī)(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(dòng)材料(326)，其定位在所述電力發(fā)電機(jī)(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(yùn)動(dòng)軸承(314)，其定位在所述電力發(fā)電機(jī)(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(bǔ)償所述發(fā)電機(jī)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(gè)，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(jī)(410),其包括發(fā)電機(jī)芯(412),該發(fā)電機(jī)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(jī)(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(jī)定位系統(tǒng)，其承載所述電力發(fā)電機(jī)(410)，并且將所述電力發(fā)電機(jī)(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(duì)運(yùn)動(dòng)使所述磁極化材料(424)通過(guò)所述發(fā)電機(jī)芯(412)，促使所述發(fā)電機(jī)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(jī)導(dǎo)軌(134)和外發(fā)電機(jī)導(dǎo)軌(136)限定；并且 電力發(fā)電機(jī)(410)還包括至少兩個(gè)發(fā)電機(jī)徑向?qū)蛄慵?414)，其中，所述發(fā)電機(jī)徑向?qū)蛄慵?414)被隔開(kāi)，使其中的一個(gè)發(fā)電機(jī)徑向?qū)蛄慵?414)定位成在所述內(nèi)發(fā)電機(jī)導(dǎo)軌(134)上行進(jìn)，所述另一個(gè)發(fā)電機(jī)徑向?qū)蛄慵?414)定位成在所述外發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)(410)，其中，所述發(fā)電機(jī)徑向配準(zhǔn)控制部件(450)使所述電力發(fā)電機(jī)(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(bǔ)償元件(464)，其設(shè)置在所述發(fā)電機(jī)徑向配準(zhǔn)控制部件(450)和所述電力發(fā)電機(jī)(410)之間，其中，所述軸向容差補(bǔ)償元件(464)促使所述電力發(fā)電機(jī)(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(bǔ)償元件(464)，其中，所述軸向容差補(bǔ)償元件(464)促使所述電力發(fā)電機(jī)(410)朝向所述磁極化材料(424)。
【文檔編號(hào)】F16C41/00GK104379953SQ201380032364
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)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(qǐng)人:Skf公司