用于軸承、尤其是滾動或滑動軸承的軸承圈的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有兩個軸向間隔開的軸承軌道的軸承圈，尤其是根據(jù)權(quán)利要求1的用于滾動軸承或滑動軸承的軸承圈，以及一種根據(jù)權(quán)利要求10的軸承。
【背景技術(shù)】
[0002]從實踐中公知的是，轉(zhuǎn)動的部件(尤其是軸)借助至少一個軸承(尤其是滾動軸承或滑動軸承)相對于聯(lián)接結(jié)構(gòu)(尤其是相對于軸承殼體)以能轉(zhuǎn)動的方式支承。在此，在很多情況下，轉(zhuǎn)動的部件、尤其是軸傳遞轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩至少部分地也傳遞到軸承上，從而產(chǎn)生如下要求，即，檢測在軸承的區(qū)域內(nèi)的，尤其是在滾動或滑動軸承的其中一個軸承圈的區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)矩。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中基本上公知了用于檢測軸中的轉(zhuǎn)矩的磁致伸縮的測量原理，其中，在充分利用逆磁致伸縮效應的情況下，通過引入軸中的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的機械應力在軸的磁致伸縮的材料中產(chǎn)生磁場，該磁場是針對機械應力的并且因此是針對轉(zhuǎn)矩的度量。
[0004]DE 101 36 438 Al參照圖13描述了一種單列的滾動軸承的，也就是單列的球軸承的外軸承圈，其中，外軸承圈具有圓的磁化部，從而在從外部徑向作用于外軸承圈的力的作用下產(chǎn)生了附加的軸向磁化，其磁場通過滾動軸承的兩個軸承圈之間的靜磁傳感器元件進行檢測，從而可以測量處作用于滾動軸承的徑向力。在這里尚未解決的是，如何能夠測量到在單列球軸承內(nèi)以能轉(zhuǎn)動的方式支承的軸的轉(zhuǎn)矩。
[0005]DE 697 32 183 T2描述了一種雙列的圓錐滾子軸承，其包括共同的第一軸承圈和分成兩部分的第二軸承圈，其中，在第二軸承圈的兩個部分之間布置有間隔環(huán)，在該間隔環(huán)上固定有齒輪，該齒輪作為用于檢測轉(zhuǎn)速的信號發(fā)送器。
[0006]DE 10 2010 047 928 Al描述了一種滾動軸承的，尤其是圓錐滾子軸承的雙列的軸承圈，其中，居中地在軸承圈的兩個滾道之間，在指向另外的軸承圈的周側(cè)面上布置有傳感器、例如應變片或壓電陶瓷式力傳感器。
[0007]JP 2001033322 AA(摘要)描述了一種單列的球軸承的軸承圈，其中，在朝著球軸承的另外的軸承圈指向的周側(cè)面上施加有磁彈性材料的結(jié)構(gòu)化的涂層，以便作為用于轉(zhuǎn)矩傳感器的信號發(fā)送器起作用，該轉(zhuǎn)矩傳感器檢測兩個軸承圈之間的結(jié)構(gòu)化的涂層的依賴于轉(zhuǎn)矩的磁場。結(jié)構(gòu)化的涂層布置在相對球形滾動體的滾道的側(cè)軸向延長的區(qū)段上。
[0008]US 8,079, 275 B2描述了一種用于構(gòu)造為單列的球軸承的滾動軸承的內(nèi)軸承圈，其中，在軸承圈的外部，軸向在內(nèi)圈的端面附近，由磁致伸縮的材料構(gòu)成的圈體固定在軸上，并且其中，磁傳感器與另外的軸承圈固定，其中，該傳感器要么布置在外軸承圈的軸向延長部上，要么布置在與外軸承圈固定的保持套管上，從而使磁傳感器徑向?qū)χ糜诖胖律炜s的圈體。
[0009]DE 10 2006 054 179 Al描述了一種軸裝置，其包括軸向分成輸入軸和輸出軸的軸、與輸入軸和輸出軸轉(zhuǎn)矩鎖合(drehmomentschlUssig)地連接的扭轉(zhuǎn)元件，其中，扭轉(zhuǎn)元件在無轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)下具有環(huán)繞軸的轉(zhuǎn)動軸線的永久的磁化部，并且具有構(gòu)造為磁傳感器的轉(zhuǎn)矩傳感器，該轉(zhuǎn)矩傳感器在扭轉(zhuǎn)元件的負載轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)下檢測到在扭轉(zhuǎn)元件外部出現(xiàn)的磁場。對輸入軸或輸出軸的支承通過由扭轉(zhuǎn)元件在結(jié)構(gòu)上分隔開的、未詳細描述的軸承實現(xiàn)，從而扭轉(zhuǎn)元件必須被設置為額外為軸承設置的構(gòu)件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的任務在于，對將轉(zhuǎn)矩傳感器在結(jié)構(gòu)上整合到軸承中的整合方案進行改進，該轉(zhuǎn)矩傳感器在充分利用逆磁致伸縮效應的情況下產(chǎn)生依賴于轉(zhuǎn)矩的磁場。
[0011]該任務根據(jù)本發(fā)明通過尤其是滾動軸承或滑動軸承的軸承圈來解決，該軸承圈包括由磁致伸縮的材料構(gòu)成的主體，該主體具有第一軸承滾道和軸向間隔開的第二軸承滾道，并且該軸承圈還包括在軸承軌道之間壓印到主體的材料中的、環(huán)繞主體的轉(zhuǎn)動軸線的永久的磁化部。
[0012]在軸承圈的兩個軸承軌道之間壓印到軸承圈的由磁致伸縮的材料構(gòu)成的主體中的、環(huán)繞主體的轉(zhuǎn)動軸線的永久的磁化部提供了依賴于轉(zhuǎn)矩的磁場，其中，軸承圈與輸送轉(zhuǎn)矩的軸轉(zhuǎn)矩鎖合地連接。永久的磁化部在兩個軸承軌道之間的布置確保了當軸承構(gòu)造為滾動軸承(其滾動體沿軸承軌道滾動)時，消除滾動體的影響，或者當軸承構(gòu)造為滑動軸承，并且在軸承軌道的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了與滑動軸承的另一軸承圈的滑動接觸時，消除另一軸承圈的影響。
[0013]但是如果在軸的無轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)下，通過徑向?qū)χ糜谟谰玫拇呕康拇艂鞲衅鳈z測到不歸于散射場的磁場，那么該磁場表明在永久的磁化部的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了軸承圈的相關的區(qū)段的塑性變形，并且因此軸承圈被負載以轉(zhuǎn)矩，軸承圈并沒有針對該轉(zhuǎn)矩進行設計。
[0014]優(yōu)選規(guī)定，永久的磁化部包括在第一環(huán)繞方向上環(huán)繞轉(zhuǎn)動軸線的靠近表面的分磁化部和徑向間隔開的且反向于靠近表面的分磁化地環(huán)繞轉(zhuǎn)動軸線的遠離表面的分磁化部。兩個分磁化部互相協(xié)調(diào)，從而使得在軸或者軸承圈無轉(zhuǎn)矩狀態(tài)下，沒有由轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的磁場從軸承圈出來，從而配屬于永久的磁化部的磁傳感器最多能檢測到磁干擾場，但是卻檢測不到能明確配屬于轉(zhuǎn)矩的磁場。
[0015]優(yōu)選規(guī)定，永久的磁化部或者分磁化部具有在第一環(huán)繞方向上環(huán)繞轉(zhuǎn)動軸線的第一磁化區(qū)段和軸向間隔開的且反向于第一環(huán)繞方向地環(huán)繞轉(zhuǎn)動軸線的第二磁化區(qū)段。相反向的磁化部的或者分磁化部的軸向間隔能夠?qū)崿F(xiàn)對轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)向的確定，并且能夠進一步實現(xiàn)對磁干擾場影響的抑制，這是因為例如僅檢測兩個磁化部的磁場的差。
[0016]優(yōu)選規(guī)定，在主體的端部上或附近設置有聯(lián)接區(qū)段。聯(lián)接區(qū)段被設置為構(gòu)造在軸承圈的主體的端部上、亦即在軸承圈的端面上的區(qū)段，或者說被設置為構(gòu)造在軸承圈的主體的端部的附近、亦即在軸承圈的周側(cè)面的鄰接于端面的區(qū)段上的區(qū)段，其中，通過成形構(gòu)造出如下結(jié)構(gòu)，軸的區(qū)段可以轉(zhuǎn)矩鎖合地固定在該結(jié)構(gòu)上。于是，軸通過軸承圈的兩個滾道與另外的軸承圈一起相對于聯(lián)接結(jié)構(gòu)以能轉(zhuǎn)動的方式支承。
[0017]優(yōu)選地，針對聯(lián)接區(qū)段規(guī)定，聯(lián)接區(qū)段包括鍵，或構(gòu)造為多齒連接部或者說多棱連接部。
[0018]優(yōu)選規(guī)定，軸承軌道中的至少一個、尤其是兩個軸承軌道相對于具有永久的磁化部的區(qū)段關于轉(zhuǎn)動軸線徑向錯開地布置。在此，在軸承圈的具有永久的磁化部的區(qū)段內(nèi)的材料厚度例如可以通過對標準軸承圈的材料剝除再加工如下這樣地進行調(diào)整，即，使得在主體內(nèi)出現(xiàn)提高的扭矩，從而即使很小的轉(zhuǎn)矩也可以很容易地測到，而不會限制軸承圈作為支承部的軸承的部件的功能。
[0019]優(yōu)選規(guī)定，主體一體式地構(gòu)造，從而軸承圈由唯一的部件制成，該部件由磁致伸縮的材料構(gòu)成，至少兩個軸向間隔開的軸承軌道被加工到該材料中，并且該材料具有內(nèi)孔。
[0020]優(yōu)選規(guī)定，永久的磁化部在軸向上相對兩個軸承軌道居中地布置。如果設置有兩個軸向間隔開的磁化區(qū)段，那么這些磁化區(qū)段關于假想的、在軸向上居中的中間平面在兩偵I尤其是鏡像對稱地布置，兩個軸向間隔開的軸承軌道也關于該中間平面鏡像對稱地布置。
[0021]另外，本發(fā)明還涉及一種包括兩個軸承圈的軸承，其中，尤其設計為內(nèi)圈的第一軸承圈根據(jù)本發(fā)明如上面所描述那樣地構(gòu)造。
[0022]其他優(yōu)點和特征由從屬權(quán)利要求以及由本發(fā)明的實施例的描述得出。
【附圖說明】
[0023]下面參照附圖對本發(fā)明進行詳細描述和說明。其中:
[0024]圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的軸承圈的實施例以及根據(jù)本發(fā)明的軸承的實施例的剖開的視圖。
【具體實施方式】
[0025]圖1不出了軸承圈I，該軸承圈構(gòu)造為具有球形滾動體的雙列的滾動軸承的內(nèi)圈，其中，軸承圈I包括由磁致伸縮的材料構(gòu)成的一體式的主體，該主體具有構(gòu)造為滾動軌道2的第一軸承軌道和軸向間隔開的、同樣構(gòu)造為滾動軌道2’的第二軸承軌道，并且該軸承圈還包括在兩個滾動軌道2、2’之間壓印到軸承圈I的主體的材料內(nèi)的、圓形環(huán)繞主體的轉(zhuǎn)動軸線9的永久的磁化部3。
[0026]永久的磁化部3構(gòu)造在主體的在兩個滾動軌道2、2’之間的從轉(zhuǎn)動軸線9離開地指向的外部的周側(cè)面10附近，并且包括兩個在滾動軌道2、2’之間構(gòu)造的、軸向間隔開的磁化區(qū)段3a、3b，其中，在磁化部的靠近表面的部分的第一磁化區(qū)段3a的區(qū)域內(nèi)在第一環(huán)繞方向上、亦即順時針地環(huán)繞轉(zhuǎn)動軸線9，而在第二磁化區(qū)段3b的區(qū)域內(nèi)則反向于第一環(huán)繞方向、亦即逆時針地環(huán)繞轉(zhuǎn)動軸線9。
[0027]在兩個軸向間隔開的磁化區(qū)段3a、3b的每一個中，永久的磁化部3都具有在第一環(huán)繞方向上環(huán)繞轉(zhuǎn)動軸線9的靠近表面的分磁化部和軸向間隔開的反向于靠近表面的分磁化部地環(huán)繞轉(zhuǎn)動軸線9的遠離表面的分磁化部。具體地，在第一磁化區(qū)段3a的區(qū)域內(nèi)，永久的磁化部具有上述靠近表面的順時針地環(huán)繞轉(zhuǎn)動軸線9的分磁化部，并且附加地具有沿徑向從靠近表面的分磁化部朝著轉(zhuǎn)動軸線9間隔開的且反向地、也就是逆時針地環(huán)繞轉(zhuǎn)動軸線9的遠離表面的分磁化部。相應地，在第二磁化區(qū)段3b的區(qū)域內(nèi)，除了上述的靠近表面的且逆時針地環(huán)繞轉(zhuǎn)動軸線9的分磁化部之外，永久的磁化部3還具有沿徑向與該分磁化部間隔開的且反向地、也就是順時針環(huán)繞轉(zhuǎn)動軸線9的分磁化部。
[0028]在軸承圈I的主體的兩個端部的每一個上分別構(gòu)造有聯(lián)接區(qū)段8、8’，這些聯(lián)接區(qū)段被設置成用于將轉(zhuǎn)矩從轉(zhuǎn)矩鎖合地連接到聯(lián)接區(qū)段8、8’上的軸轉(zhuǎn)矩不變地傳遞到軸承圈I上。兩個聯(lián)接區(qū)段8、8’同類型地構(gòu)造，通過相應的軸承軌道2、2’與永久的磁化部3分隔開，并且例如構(gòu)造為在軸承圈I的主體的端面11上構(gòu)造的或直接在軸承圈I的主體的周側(cè)面10的鄰接于端面11的區(qū)段12上構(gòu)造的變形部或壓印部，尤其是兩個聯(lián)接區(qū)段8、8’同類型地構(gòu)造，并且設計為與圖中未示出的相應的軸的形狀鎖合的(formschlilssig)、力鎖合的(kraftschlUssig)或材料鎖合的(stoffschlUssig)連接的部件，例如設計為鍵槽連接、多棱連接或多齒連接的部件。
[0029]另外，針對軸承圈I的主體規(guī)定，兩個軸承軌道2、2’關于周側(cè)面10的處于兩個軸承軌道之間的具有永久的磁化部3的區(qū)段13徑向地構(gòu)造，也就是關于轉(zhuǎn)動軸線9錯開地，更確切地說是從轉(zhuǎn)動軸線9離開地錯開地構(gòu)造。
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