BE1029282B1 - Rolling elements with measuring device - Google Patents
Rolling elements with measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- BE1029282B1 BE1029282B1 BE20215273A BE202105273A BE1029282B1 BE 1029282 B1 BE1029282 B1 BE 1029282B1 BE 20215273 A BE20215273 A BE 20215273A BE 202105273 A BE202105273 A BE 202105273A BE 1029282 B1 BE1029282 B1 BE 1029282B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- circuit board
- measuring
- housing
- bore
- printed circuit
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
- F16C19/522—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to load on the bearing, e.g. bearings with load sensors or means to protect the bearing against overload
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/34—Rollers; Needles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
- F16C41/008—Identification means, e.g. markings, RFID-tags; Data transfer means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C43/00—Assembling bearings
- F16C43/04—Assembling rolling-contact bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2233/00—Monitoring condition, e.g. temperature, load, vibration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/12—Force, load, stress, pressure
- F16C2240/18—Stress
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
- F16C2300/10—Application independent of particular apparatuses related to size
- F16C2300/14—Large applications, e.g. bearings having an inner diameter exceeding 500 mm
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wälzkörper (1) zur Verwendung in einem Wälzlager mit einer Mittelachse (A), einem zu der Mittelachse (A) rotationssymmetrischen Außenmantel (2), zwei Stirnseiten (3, 4) und einer die beiden Stirnseiten (3, 4) verbindenden, sich entlang der Mittelachse (A) erstreckenden Bohrung (5), in der eine Leiterplatte (6) mit einer Messvorrichtung (7) zur Messung einer Verformung der Bohrung (5) aufgenommen ist, wobei die Leiterplatte (6) von mindestens einem auf einer ersten Seite (8) der Leiterplatte (6) befestigten Stützelement (10, 11) getragen ist, das mit der Bohrungswand (14) in Kontakt steht, und auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite (9) der Leiterplatte (6) mindestens ein Messelement (12, 13) vorgesehen ist, das ebenfalls mit der Bohrungswand (14) in Kontakt steht und einen Messspalt (15) zwischen dem Messelement (12, 13) und der Leiterplatte (6) erzeugt, dessen Höhe ein Maß für die Verformung der Bohrung (5) bildet, wobei die Leiterplatte (6) mit der Messvorrichtung (7), das mindestens eine Stützelement (10, 11) und das mindestens eine Messelement (12, 13) von einem in der Bohrung (5) angeordneten starren Gehäuse (16) aufgenommen sind, wobei das mindestens eine Stützelement (10, 11) und das mindestens eine Messelement (12, 13) durch Öffnungen in dem Gehäuse (16) mit der Bohrungswand (14) in Kontakt stehen und die Leiterplatte (6) in dem Gehäuse (16) schwimmend gelagert ist.The invention relates to a rolling element (1) for use in a rolling bearing with a central axis (A), an outer casing (2) which is rotationally symmetrical to the central axis (A), two end faces (3, 4) and one of the two end faces (3, 4) connecting bore (5) extending along the central axis (A), in which a printed circuit board (6) with a measuring device (7) for measuring a deformation of the bore (5) is accommodated, the printed circuit board (6) being supported by at least one a first side (8) of the printed circuit board (6) fastened support element (10, 11) which is in contact with the bore wall (14), and on an opposite second side (9) of the printed circuit board (6) at least one measuring element ( 12, 13) is provided, which is also in contact with the bore wall (14) and creates a measuring gap (15) between the measuring element (12, 13) and the printed circuit board (6), the height of which is a measure of the deformation of the bore ( 5) forms, the circuit board (6) with the Mes device (7), the at least one support element (10, 11) and the at least one measuring element (12, 13) being held by a rigid housing (16) arranged in the bore (5), the at least one support element (10, 11 ) and the at least one measuring element (12, 13) are in contact with the bore wall (14) through openings in the housing (16) and the circuit board (6) is floatingly mounted in the housing (16).
Description
4. BE2021/5273 Wälzkôrper mit Messvorrichtung Stand der Technik Die Erfindung betrifft einen Wälzkôrper mit einer Messvorrichtung zur Verwendung in einem Wälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein Wälzkôrper mit einem Sensor zur Verwendung in einem Wälzlager ist aus WO 2020/064504 A1 bekannt. Der Wälzkörper weist einen Außenmantel und eine Bohrung auf, die entlang der Mittelachse des Wälzkôrpers vorgesehen ist. In der Bohrung ist ein in- duktiv messender Sensor zur Belastungsmessung auf einer Platine angeordnet. Der Sensor weist einen an der Bohrungswandung angeordneten Messkontakt mit einer der Platine zuge- wandten Messfläche auf. An der dem Messkontakt abgewandten Seite der Platine ist ein die Bohrungswand berührender Abstandshalter angeordnet, der an der Platine fixiert ist. Ab- standshalter und Messkontakt sind mittels Magneten an der Bohrungswand fixiert. Nachteilig an dem bekannten Wälzkôrper ist, dass der Sensor und die übrigen auf der Platine angeord- neten Elektronikbauteile während der Montage des Sensors in dem Wälzkörper gegenüber mechanischer Belastung und/oder Verschmutzung ungeschützt sind und die axiale Positio- — nierung von Abstandshalter und Messkontakt in der Bohrung aufwändig ist. DE 10 2017 210 286 A1 beschreibt einen Sensorwälzkôrper, dessen Messvorrichtung in ei- nem starren Gehäuse angebracht ist. Das Gehäuse ermôglicht eine genaue Positionierung der als Messvorrichtung dienenden Kragbalken in der Bohrung. Dazu ist ein starrer Anbrin- gungsabschnitt der Kragbalken an dem Gehäuse beispielsweise durch Bolzen fixiert. Nach- teilig ist, dass die genaue Positionierung der Messvorrichtung durch das Gehäuse mindes- tens zwei einander gegenüberliegende Sensoren für eine Erfassung der Gesamtverformung der Bohrung erforderlich macht. Neben dem erhöhten Bauteilaufwand ist dies mit einem ge- ringeren Signal-Rausch-Verhältnis bei der Messung der Verformung verbunden.4. BE2021/5273 Rolling body with measuring device Prior art The invention relates to a rolling body with a measuring device for use in a rolling bearing according to the preamble of claim 1. A rolling body with a sensor for use in a rolling bearing is known from WO 2020/064504 A1. The roller has an outer shell and a bore provided along the central axis of the roller. An inductive sensor for measuring the load is arranged on a circuit board in the hole. The sensor has a measuring contact arranged on the bore wall with a measuring surface facing the circuit board. On the side of the circuit board facing away from the measuring contact, there is a spacer which touches the bore wall and is fixed to the circuit board. Spacer and measuring contact are fixed to the bore wall by means of magnets. A disadvantage of the known rolling body is that the sensor and the other electronic components arranged on the circuit board are not protected against mechanical stress and/or dirt during the installation of the sensor in the rolling body and the axial positioning of the spacer and measuring contact in the Drilling is expensive. DE 10 2017 210 286 A1 describes a sensor roller whose measuring device is mounted in a rigid housing. The housing enables the cantilever beams, which serve as measuring devices, to be precisely positioned in the borehole. For this purpose, a rigid attachment section of the cantilever beam is fixed to the housing, for example by bolts. It is disadvantageous that the exact positioning of the measuring device through the housing requires at least two sensors located opposite one another in order to record the overall deformation of the bore. In addition to the increased component complexity, this is associated with a lower signal-to-noise ratio when measuring the deformation.
Aus DE 2018 200 048 A1 ist eine Rolle mit integrierter Lastdetektion bekannt, deren Sensor- modul mit einem oder mehreren Deformationssensoren ausgestattet ist und ein starres Ge- häuse aufweist. Die Deformationssensoren sind mit einem Wandabstandssensor ausgebil- det, der an der äußeren zylindrischen Fläche des Gehäuses angeordnet ist, so dass ein de-A roller with integrated load detection is known from DE 2018 200 048 A1, the sensor module of which is equipped with one or more deformation sensors and has a rigid housing. The deformation sensors are designed with a wall distance sensor, which is arranged on the outer cylindrical surface of the housing, so that a de-
Lo.Lo.
BE2021/5273 tektierendes Element des Wandabstandssensors einer inneren radialen Fläche der Rollen- bohrung gegenüberliegt, und einen radialen Spalt dazwischen misst, wobei der radiale Spalt eine Anzeige für eine Bohrungsdeformation ist.BE2021/5273 detecting element of the wall clearance sensor faces an inner radial surface of the roller bore and measures a radial gap therebetween, the radial gap being indicative of bore deformation.
Nachteilig ist, dass die Sensoren bei der Montage ungeschützt auf der AuBenseite des Gehäuses angeordnet sind und auch hier zweiThe disadvantage is that the sensors are arranged unprotected on the outside of the housing during assembly, and there are also two here
Sensoren auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses benötigt werden, um die Ge- samtverformung der Bohrung zu bestimmen.Sensors on opposite sides of the housing are needed to determine the overall deflection of the bore.
Offenbarung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Wälzkôrper mit einer Messvorrichtung zur Verwen- dung in einem Wälzlager anzugeben, der zugleich eine hohe Messgenauigkeit und eine ein- fache und sichere Montage der Messvorrichtung ermôglicht.DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the invention is therefore to specify a rolling body with a measuring device for use in a rolling bearing, which at the same time enables high measuring accuracy and simple and reliable assembly of the measuring device.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Wälzkörper zur Verwendung in einem Wälzlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hierdurch wird ein Wälzkôrper zur Verwendung in einem Wälzlager mit einer Mittelachse, ei- nem zu der Mittelachse rotationssymmetrischen AuBenmantel, zwei Stirnseiten und einer die beiden Stirnseiten verbindenden, sich entlang der Mittelachse erstreckenden Bohrung ange- geben.This object is achieved by a rolling body for use in a rolling bearing having the features of claim 1. This results in a rolling body for use in a rolling bearing with a central axis, an outer shell which is rotationally symmetrical to the central axis, two end faces and one connecting the two end faces, specified along the central axis extending hole.
In der Bohrung ist eine Leiterplatte mit einer Messvorrichtung zur Messung einer Ver- formung der Bohrung aufgenommen.A circuit board with a measuring device for measuring a deformation of the hole is accommodated in the hole.
Die Leiterplatte ist von mindestens einem auf einer ers- ten Seite der Leiterplatte befestigten Stützelement getragen, das mit der Bohrungswand in Kontakt steht.The printed circuit board is carried by at least one support element which is fastened on a first side of the printed circuit board and is in contact with the bore wall.
Auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite der Leiterplatte ist mindestens ein Messelement vorgesehen, das ebenfalls mit der Bohrungswand in Kontakt steht und ei- nen Messspalt zwischen dem Messelement und der Leiterplatte erzeugt, dessen Höhe ein Maß für die Verformung der Bohrung bildet.At least one measuring element is provided on an opposite, second side of the printed circuit board, which is also in contact with the bore wall and creates a measuring gap between the measuring element and the printed circuit board, the height of which forms a measure of the deformation of the bore.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Lei- terplatte mit der Messvorrichtung, das mindestens eine Stützelement und das mindestens eine Messelement von einem in der Bohrung angeordneten starren Gehäuse aufgenommen sind.According to the invention it is provided that the printed circuit board with the measuring device, the at least one support element and the at least one measuring element are accommodated by a rigid housing arranged in the bore.
Das mindestens eine Stützelement und das mindestens eine Messelement stehen da- bei durch Öffnungen in dem Gehäuse mit der Bohrungswand in Kontakt und die Leiterplatte ist in dem Gehäuse schwimmend gelagert.The at least one support element and the at least one measuring element are in contact with the bore wall through openings in the housing and the printed circuit board is mounted in a floating manner in the housing.
Durch die erfindungsgemäße Lagerung der Leiterplatte mit dem mindestens einen daran fi- xierten Stützelement in dem Gehäuse wird zum einen ein Sensormodul geschaffen, bei dem die Elektronik der Messvorrichtung vor und während der Montage geschützt ist und welchesThe mounting of the circuit board according to the invention with the at least one support element fixed thereto in the housing creates a sensor module in which the electronics of the measuring device are protected before and during assembly and which
23. BE2021/5273 sich in einfacher Weise in axialer Richtung in die Bohrung des Wälzkörpers einschieben lässt. Zum anderen wird durch die schwimmende Lagerung der Leiterplatte eine zuverlässige Positionierung der Leiterplatte über das mindestens eine Stützelement an der Bohrungswand sichergestellt. Insbesondere sind mögliche Eigenbewegungen des Gehäuses von der Leiter- platte entkoppelt. Dadurch wird eine Beeinflussung des Messergebnisses durch Bewegun- gen des Gehäuses verhindert. Ferner erlaubt es die Positionierung der Leiterplatte an der Bohrungswand, die gesamte Verformung der Bohrung in einem einzelnen Messspalt zu er- mitteln, wodurch ein besonders gutes Signal-Rausch-Verhältnis bei der Messung erreicht werden kann.23. BE2021/5273 can easily be pushed in the axial direction into the bore of the rolling element. On the other hand, the floating mounting of the printed circuit board ensures reliable positioning of the printed circuit board via the at least one support element on the wall of the bore. In particular, possible movements of the housing are decoupled from the printed circuit board. This prevents the measurement result from being influenced by movements of the housing. Furthermore, the positioning of the printed circuit board on the wall of the hole makes it possible to determine the entire deformation of the hole in a single measuring gap, which means that a particularly good signal-to-noise ratio can be achieved during the measurement.
Bevorzugt weist der Wälzkörper die gleiche Anzahl an Stützelementen und Messelementen auf. Besonders bevorzugt sind jeweils 2 bis 5 Stütz- und Messelemente vorgesehen. Bevorzugt stehen das mindestens eine Stützelement und das mindestens eine Messelement mit der Bohrungswand aufgrund von magnetischer Wechselwirkung in Kontakt. Dazu können die Stützelemente und/oder die Messelemente einen Permanentmagneten umfassen. In bevorzugten Ausführungsformen kann das Gehäuse innenseitig sich gegenüberliegende Führungsnuten aufweisen, in die die Leiterplatte in axialer Richtung eingeschoben ist. Dabei können die Führungsnuten eine Nutbreite aufweisen, die die Höhe der Leiterplatte unter Aus- bildung eines Spiels übersteigt. Die Führungsnuten erlauben eine einfache Montage der Lei- terplatte im Gehäuse und begrenzen zugleich die Bewegbarkeit der Leiterplatte im eingebau- ten Zustand. Das Spiel ist vorzugsweise größer gewählt, als die unter Belastung des Wälzla- gers maximal zu erwartenden Verformungen der Bohrung. Besonders bevorzugt beträgt das Spiel der Leiterplatte in den Führungsnuten zwischen 0,1 mm und 2 mm, insbesondere zwi- schen 0,2 mm und 1,5 mm. Vorzugsweise weist das Gehäuse die Grundform einer allgemein zylindrischen Hülse auf und die Öffnungen zur Aufnahme des mindestens einen Stützelements und des mindestens einen Messelements sind durch fensterartige Ausschnitte gebildet. Der AuBendurchmesser des Gehäuses ist vorzugsweise geringer gewählt als der Innendurchmesser der Bohrung, so dass das Gehäuse durch einen radialen Ringspalt von der Bohrungswand beabstandet ist. Die fensterartigen Ausschnitte sind bevorzugt dem Umriss der Stütz- und Messelemente an-The rolling body preferably has the same number of support elements and measuring elements. In a particularly preferred manner, 2 to 5 supporting and measuring elements are provided in each case. The at least one support element and the at least one measuring element are preferably in contact with the bore wall due to magnetic interaction. For this purpose, the supporting elements and/or the measuring elements can comprise a permanent magnet. In preferred embodiments, the housing can have opposing guide grooves on the inside, into which the printed circuit board is pushed in the axial direction. In this case, the guide grooves can have a groove width that exceeds the height of the printed circuit board, forming play. The guide grooves allow the printed circuit board to be fitted easily in the housing and at the same time limit the mobility of the printed circuit board in the installed state. The clearance is preferably selected to be greater than the maximum deformation of the bore that can be expected under load on the roller bearing. The play of the printed circuit board in the guide grooves is particularly preferably between 0.1 mm and 2 mm, in particular between 0.2 mm and 1.5 mm. Preferably, the housing has the basic shape of a generally cylindrical sleeve and the openings for receiving the at least one support element and the at least one measuring element are formed by window-like cutouts. The outside diameter of the housing is preferably selected to be smaller than the inside diameter of the bore, so that the housing is spaced apart from the bore wall by a radial annular gap. The window-like cutouts are preferably adapted to the outline of the support and measuring elements
„4- BE2021/5273 gepasst. Dadurch werden die vom Gehäuse aufgenommenen Komponenten besonders wirk- sam vor Verschmutzungen und/oder mechanischen Beeinträchtigungen während der Mon- tage geschützt."4- BE2021/5273 fitted. As a result, the components held by the housing are particularly effectively protected against dirt and/or mechanical damage during assembly.
Vorzugsweise sind die Öffnungen für das mindestens eine Stützelement und ein diesem Stützelement zugeordneten Messelement in dem Gehäuse sich diametral gegenüberliegend angeordnet. Dadurch werden die Verformungen der Bohrungswand über die Stützelemente unmittelbar im Bereich der Messvorrichtung auf die Leiterplatte übertragen. Auf diese Weise wird eine direkte, der axialen Position der Messvorrichtung zuordenbare radial aufgelöste Verformungsmessung der Bohrung erreicht.The openings for the at least one support element and a measuring element assigned to this support element are preferably arranged diametrically opposite one another in the housing. As a result, the deformations of the bore wall are transferred to the printed circuit board via the support elements directly in the area of the measuring device. In this way, a direct, radially resolved deformation measurement of the borehole that can be assigned to the axial position of the measuring device is achieved.
In bevorzugten Ausführungsformen nehmen die Öffnungen einen Zentrumswinkel von je- weils mindestens 90°, bevorzugt mindestens 120° in Umfangsrichtung des Gehäuses ein. Öffnungen mit einem großen Zentrumswinkel erlauben den Einsatz von entsprechend gro- Ben Stütz- und Messelementen. Es ist vorteilhaft, wenn die Stütz- und Messelemente über einen großen Zentrumswinkel an der Bohrungswand anliegen, um so die Leiterplatte stabil zu positionieren und eine große Messfläche im Bereich des Messspalts bereitzustellen. Die Messgenauigkeit kann damit weiter gesteigert werden.In preferred embodiments, the openings assume a central angle of at least 90°, preferably at least 120°, in the circumferential direction of the housing. Openings with a large central angle allow the use of correspondingly large supporting and measuring elements. It is advantageous if the support and measuring elements are in contact with the hole wall over a large central angle in order to position the circuit board stably and provide a large measuring surface in the area of the measuring gap. The measurement accuracy can thus be further increased.
Bevorzugt ist die Leiterplatte in dem starren Gehäuse in Richtung der Mittelachse um eine Weglänge verschiebbar angeordnet, die größer ist als ein axiales Spiel des mindestens ei- nen Stützelements und/oder des mindestens einen Messelements in der jeweils zugeordne- ten Öffnung. Bei einer solchen Ausgestaltung ist vorteilhaft, dass beim Einschieben des Ge- häuses während der Montage Kräfte über das Gehäuse auf die Stütz- und Messelemente übertragen werden können, um die Stütz- und Messelemente in der Bohrung zu positionie- ren. Durch die größere axiale Verschiebbarkeit der Leiterplatte im Gehäuse werden mecha- nische Belastungen der Leiterplatte bei der Montage vermieden. Die Leiterplatte wird bevor- zugt über die vom Gehäuse verursachte Verschiebung der Stützelemente in der Bohrung po- sitioniert.The printed circuit board is preferably arranged in the rigid housing so that it can be displaced in the direction of the central axis by a distance that is greater than an axial play of the at least one support element and/or the at least one measuring element in the respective associated opening. With such an embodiment, it is advantageous that when the housing is pushed in during assembly, forces can be transmitted via the housing to the supporting and measuring elements in order to position the supporting and measuring elements in the bore. Because of the greater axial displaceability of the circuit board in the housing, mechanical loads on the circuit board during assembly are avoided. The printed circuit board is preferably positioned in the borehole by the displacement of the support elements caused by the housing.
Vorzugsweise ist das Gehäuse stirnseitig mit einem scheibenförmigen Abschlusselement verbunden. Das scheibenförmige Abschlusselement weist einen größeren Durchmesser als die Bohrung auf. Dadurch bildet das Abschlusselement einen axialen Anschlag für das Ge- häuse in der Bohrung. Bevorzugt sind das Gehäuse und das Abschlusselement zweistückigThe housing is preferably connected at the end to a disk-shaped closing element. The disc-shaped closing element has a larger diameter than the bore. As a result, the closing element forms an axial stop for the housing in the bore. The housing and the closing element are preferably in two parts
-5- BE2021/5273 ausgebildet. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn das Abschlusselement auf ein am Ge- häuse ausgebildetes Gewinde aufgeschraubt ist. In diesem Fall lassen sich Längentoleran- zen zwischen den Längen des Gehäuses und des Wälzkörpers auf einfache Weise ausglei- chen. Denkbar ist aber auch eine einstückige Ausbildung von Gehäuse und Abschlussele- ment, beispielsweise bei einer Realisierung mittel 3D-Druck. Das scheibenförmige Abschlusselement kann als ein Generatorpolschuh ausgebildet sein. Dafür kann das scheibenförmige Abschlusselement außenseitig eine Mehrzahl von auf einer Kreisbahn verteilt angeordneten Spulenaufnahmen aufweisen.-5- BE2021/5273 trained. In particular, it is preferred if the terminating element is screwed onto a thread formed on the housing. In this case, length tolerances between the lengths of the housing and the rolling element can be compensated for in a simple manner. However, it is also conceivable for the housing and closing element to be designed in one piece, for example when implemented using 3D printing. The disk-shaped closing element can be designed as a generator pole shoe. For this purpose, the disk-shaped closing element can have a plurality of coil receptacles arranged distributed on a circular path on the outside.
Bevorzugt ist das Abschlusselement zur Verdrehsicherung mit der dem Abschlusselement zugeordneten Stirnseite formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden. Beispielsweise kann das Abschlusselement mit der Stirnseite verstiftet und/oder verklebt sein.The closing element is preferably connected to the end face assigned to the closing element in a form-fitting and/or material-locking manner to prevent rotation. For example, the closing element can be pinned and/or glued to the end face.
Vorzugsweise ist das Gehäuse durch stirnseitige Verschraubung mit einem Deckel axial in der Bohrung verspannbar. Das Gehäuse ist dann bevorzugt unter Ausbildung eines radialen Ringspaltes in der Bohrung aufgenommen und steht nur vermittels des Deckels und/oder des Generatorpolschuhs mit den Stirnseiten des Wälzkörpers in Kontakt. Die Verschraubung kann ist mit einer Schraubensicherung versehen sein.The housing can preferably be braced axially in the bore by screwing it to a cover on the end face. The housing is then preferably accommodated in the bore, forming a radial annular gap, and is only in contact with the end faces of the rolling element by means of the cover and/or the generator pole shoe. The screw connection can be provided with a screw lock.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der nachfolgenden Beschreibung und den Un- teransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments can be found in the following description and the dependent claims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments illustrated in the attached figures.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Fig. 1A zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wälzkörpers in einer perspektivischen, teilweise geschnittenen Darstellung, mit zwei Stütz- und zwei Messelementen, Fig. 1B zeigt schematisch den Wälzkörper gemäß Fig. 1A in einer Explosionszeich- nung, Fig. 2A zeigt schematisch das mittels eines Generatorpolschuhs und eines Deckels beidseitig verschlossene Gehäuse des Wälzkörpers gemäß Fig. 1A und 1BBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1A schematically shows a first exemplary embodiment of the rolling body according to the invention in a perspective, partially sectioned representation, with two support and two measuring elements, FIG. 1B schematically shows the rolling body according to FIG. 1A in an exploded view, FIG. 2A shows schematically the housing of the rolling element according to FIGS. 1A and 1B, closed on both sides by means of a generator pole shoe and a cover
-6- BE2021/5273 mit darin eingesetzten Stütz- und Messelementen in einer perspektivischen Darstellung, Fig. 2B zeigt schematisch das Gehäuse gemäß Fig. 2A in einer Explosionszeich- nung, Fig. 3 zeigt schematisch das Gehäuse gemäß der Fig. 1A bis 2B als separates Bauteil in einer perspektivischen Darstellung, Fig. 4 zeigt schematisch ein Gehäuse mit jeweils drei Öffnungen für Stütz- und Messelemente gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung.-6- BE2021/5273 with support and measuring elements inserted therein in a perspective representation, FIG. 2B schematically shows the housing according to FIG. 2A in an exploded drawing, FIG. 3 schematically shows the housing according to FIGS. 1A to 2B as a separate component in a perspective view, FIG. 4 schematically shows a housing with three openings each for support and measuring elements according to a second exemplary embodiment of the invention in a perspective view.
Ausführungsformen der Erfindung In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen ver- sehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.EMBODIMENTS OF THE INVENTION In the various figures, the same parts are always provided with the same reference symbols and are therefore usually named or mentioned only once.
In Fig. 1A und 1B ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wälzkörpers 1 zur Verwendung in einem Wälzlager in einer perspektivischen, teilweise geschnittenen Dar- stellung gezeigt. Die in Fig. 1B gezeigte Explosionsdarstellung erlaubt ein vereinfachtes Ver- ständnis des Montageprozesses der Messeinrichtung im Wälzkörper 1. Die Fig. 2A, 2B und 3 zeigen weitere Details des Aufbaus des Wälzkörpers gemäß dem ersten Ausführungsbei- spiel. Wie in Fig. 1A und 1B dargestellt weist der Wälzkörper 1 eine Mittelachse A, einen zu der Mittelachse A rotationssymmetrischen Außenmantel 2, zwei Stirnseiten 3, 4 und eine die bei- den Stirnseiten 3, 4 verbindende, sich entlang der Mittelachse A erstreckende Bohrung 5 auf. Der AuBenmantel 2 des Wälzkörpers 1 weist somit eine allgemeine Rollenform auf und kann insbesondere die Form einer Zylinder-, Kegel-, Tonnen- oder Nadelrolle haben. In der Bohrung 5 ist eine Leiterplatte 6 mit einer Messvorrichtung 7 zur Messung einer Ver- formung der Bohrung 5 aufgenommen. Die Leiterplatte 6 ist in dem dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel von zwei auf einer ersten Seite 8 der Leiterplatte 6 befestigten Stützelementen 10, 11 getragen. Die Stützelemente 10, 11 stehen mit der Bohrungswand 14 in Kontakt. Die Stützelemente 10, 11 positionieren dadurch die Leiterplatte 6 gegenüber der BohrungswandIn FIGS. 1A and 1B, a first exemplary embodiment of the rolling body 1 according to the invention for use in a rolling bearing is shown in a perspective, partially sectioned representation. The exploded view shown in FIG. 1B allows a simplified understanding of the assembly process of the measuring device in the rolling body 1. FIGS. 2A, 2B and 3 show further details of the structure of the rolling body according to the first exemplary embodiment. As shown in Fig. 1A and 1B, the rolling body 1 has a central axis A, an outer casing 2 that is rotationally symmetrical to the central axis A, two end faces 3, 4 and a bore 5 that connects the two end faces 3, 4 and extends along the central axis A on. The outer shell 2 of the rolling element 1 thus has a general roller shape and can in particular have the shape of a cylindrical, conical, barrel or needle roller. A printed circuit board 6 with a measuring device 7 for measuring a deformation of the bore 5 is accommodated in the bore 5 . In the exemplary embodiment shown, the printed circuit board 6 is carried by two support elements 10 , 11 fastened on a first side 8 of the printed circuit board 6 . The support elements 10, 11 are in contact with the wall 14 of the bore. As a result, the support elements 10, 11 position the circuit board 6 in relation to the bore wall
14. Die Stützelemente 10, 11 können an der Leiterplatte 6 beispielsweise durch Verkleben oder Verschrauben fixiert sein.14. The support elements 10, 11 can be fixed to the circuit board 6, for example by gluing or screwing.
„7- BE2021/5273 Auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite 9 der Leiterplatte 6 sind im dargestellten Aus- führungsbeispiel zwei Messelemente 12, 13 vorgesehen, die ebenfalls mit der Bohrungs- wand 14 in Kontakt stehen und jeweils einen Messspalt 15 zwischen dem Messelement 12, 13 und der Leiterplatte 6 erzeugen."7- BE2021/5273 On an opposite, second side 9 of the printed circuit board 6, two measuring elements 12, 13 are provided in the exemplary embodiment shown, which are also in contact with the bore wall 14 and each have a measuring gap 15 between the measuring element 12, 13 and the printed circuit board 6 generate.
Die Höhe des Messspaltes 15 ist ein Maß für die Verfor-The height of the measuring gap 15 is a measure of the deformation
mung der Bohrung 5. Die Höhe des Messspaltes 15 sollte ausreichend gering sein, um eine hohe Messgenauigkeit sicherzustellen, darf aber nicht zu gering gewählt sein, um eine Spiel- überbrückung unter Lastdeformation zu vermeiden.5. The height of the measuring gap 15 should be small enough to ensure high measuring accuracy, but must not be too small to avoid bridging the gap under load deformation.
Die erwartbaren Verformungen der Boh- rung 5 und damit die Höhe des Messspaltes 15 im unbelasteten Zustand liegen in der Grö-The expected deformations of the bore 5 and thus the height of the measuring gap 15 in the unloaded state are of the order of
Benordnung von mehreren 10 um.order of several 10 um.
Die Messelemente 12, 13 sind vorzugsweise im Querschnitt kreissegmentförmig mit seitli- chen Abflachungen ausgebildet.The measuring elements 12, 13 are preferably designed in cross-section in the shape of a segment of a circle with lateral flattenings.
Der Radius des Kreissegments ist dem Radius der Bohrung 5 angepasst, um eine hohe Schmiegung der Messelemente an der Bohrungswand 14 zu er-The radius of the circular segment is adapted to the radius of the bore 5 in order to achieve high osculation of the measuring elements on the bore wall 14
reichen.pass.
Die Messelemente 12, 13 weisen bevorzugt eine der Leiterplatte 6 zugewandte Flachseite auf, die vorzugsweise parallel zur Leiterplatte 6 ausgerichtet ist.The measuring elements 12 , 13 preferably have a flat side that faces the printed circuit board 6 and is preferably aligned parallel to the printed circuit board 6 .
Für eine magneti- sche Fixierung der Messelemente 12, 13 an der Bohrungswand 14 können die Messele- mente 12, 13 beispielsweise aus einem nicht magnetischen Werkstoff, beispielsweise aus Aluminium oder Bronze hergestellt sein und jeweils zumindest eine Tasche aufweisen, in der ein Permanentmagnet, beispielsweise ein Neodym-Magnet, aufgenommen ist.For a magnetic fixation of the measuring elements 12, 13 on the bore wall 14, the measuring elements 12, 13 can be made of a non-magnetic material, for example aluminum or bronze, and each have at least one pocket in which a permanent magnet, for example a neodymium magnet.
Alternativ ist auch denkbar, dass die Messelemente 12, 13 selbst aus einem permanentmagnetischen Material hergestellt sind.Alternatively, it is also conceivable that the measuring elements 12, 13 themselves are made of a permanent magnetic material.
Den Flachseiten der Messelemente 12, 13 gegenüberliegend ist auf der Leiterplatte eineThe flat sides of the measuring elements 12, 13 opposite is on the circuit board
Messvorrichtung 7 vorgesehen.Measuring device 7 provided.
Die Messvorrichtung 7 bestimmt die Höhe des Messspaltes vorzugsweise berührungslos.The measuring device 7 determines the height of the measuring gap preferably without contact.
Beispielsweise kann die Abstandsmessung kapazitiv oder in- duktiv erfolgen.For example, the distance can be measured capacitively or inductively.
Die vorstehenden Ausführungen zur Ausbildung der Messelemente 12, 13 gelten für dieThe above statements on the formation of the measuring elements 12, 13 apply to the
Stützelemente 10, 11 entsprechend.Supporting elements 10, 11 accordingly.
Anstelle einer der Leiterplatte 6 zugewandten Flach- seite können die Stützelemente 10, 11 jedoch auch eine Auskehlung auf Seiten der Leiter- platte 6 aufweisen (vgl.Instead of a flat side facing the printed circuit board 6, the support elements 10, 11 can also have a groove on the side of the printed circuit board 6 (cf.
Fig. 2B) und nur randseitig mit der Leiterplatte 6 verbunden sein.2B) and only be connected to the printed circuit board 6 at the edge.
Dadurch kann zusätzlicher Bauraum für elektronische Komponenten auf der Leiterplatte 6 geschaffen werden.As a result, additional installation space for electronic components on the circuit board 6 can be created.
-8- BE2021/5273 Wie in Fig. 1A und 1B dargestellt, ist die Leiterplatte 6 mit der Messvorrichtung 7, den Stüt- zelementen 10, 11 und den Messelementen 12, 13 von einem in der Bohrung 5 angeordne- ten starren Gehäuse 16 aufgenommen. Für den Kontakt der Stützelemente 10, 11 und der Messelemente 12, 13 mit der Bohrungswand 14 sind in dem Gehäuse 16 Öffnungen 17, 18 vorgesehen, durch die die Stützelemente 10, 11 und die Messelemente 12, 13 aus dem Ge- häuse 16 hervortreten können. Die Leiterplatte 6 ist in dem Gehäuse 16 schwimmend gelagert.-8- BE2021/5273 As shown in FIGS. 1A and 1B, the printed circuit board 6 with the measuring device 7, the supporting elements 10, 11 and the measuring elements 12, 13 is accommodated by a rigid housing 16 arranged in the bore 5. FIG . For the contact of the supporting elements 10, 11 and the measuring elements 12, 13 with the bore wall 14, openings 17, 18 are provided in the housing 16, through which the supporting elements 10, 11 and the measuring elements 12, 13 can protrude from the housing 16 . The printed circuit board 6 is mounted in a floating manner in the housing 16 .
Wie aus Fig. 1A bis 2B ersichtlich, kann das Gehäuse 16 stirnseitig mit einem scheibenförmi- gen Abschlusselement 21 verbunden sein. Das scheibenförmige Abschlusselement kann zweiteilig mit einer zentralen Verschlussplatte 31 ausgebildet sein. Bevorzugt ist das schei- benförmige Abschlusselement 21 als ein Generatorpolschuh ausgebildet. Dafür kann das scheibenförmige Abschlusselement 21 außenseitig des Wälzkörpers 1 eine Mehrzahl von auf einer Kreisbahn verteilt angeordneten Spulenaufnahmen 30 aufweisen.As can be seen from FIGS. 1A to 2B, the front side of the housing 16 can be connected to a disk-shaped closing element 21 . The disk-shaped closing element can be designed in two parts with a central closing plate 31 . The disk-shaped terminating element 21 is preferably designed as a generator pole shoe. For this purpose, the disk-shaped closing element 21 can have a plurality of coil receptacles 30 distributed on a circular path on the outside of the rolling element 1 .
Wie insbesondere in Fig. 2A und 2B zu erkennen, bildet das Gehäuse 16 mit dem Abschlus- selement 21, der im Gehäuse 16 aufgenommenen Leiterplatte 6 mit Messvorrichtung 7, den Stützelementen 10, 11 und den Messelementen 12, 13 ein Messmodul welches getrennt von dem Grundkörper des Wälzkörpers 1 gefertigt werden kann und auf einfache Weise in des- sen Bohrung 5 montiert werden kann. Die Elektronik des Messmoduls ist vor und während der Montage durch das Gehäuse 16 geschützt.As can be seen in particular in FIGS. 2A and 2B, the housing 16 forms a measuring module with the terminating element 21, the printed circuit board 6 accommodated in the housing 16 with the measuring device 7, the supporting elements 10, 11 and the measuring elements 12, 13 The base body of the rolling body 1 can be manufactured and can be mounted in the bore 5 in a simple manner. The electronics of the measurement module are protected by the housing 16 before and during assembly.
Zur Montage wird das Gehäuse 16 mit den darin aufgenommenen Komponenten, insbeson- dere der Leiterplatte 16, den Stützelemente 10, 11 und den Messelemente 12, 13, von der Stirnseite 3 aus in die Bohrung des Wälzkörpers 1 eingeschoben, bis das Abschlusselement 21 mit der Stirnseite 3 in Kontakt steht. Zum Ausgleich von Längentoleranzen kann vorgese- hen sein, dass das Abschlusselement 21 auf ein Gewinde 23 des Gehäuses 16 aufge- schraubt ist. Zur Justierung der Axialposition des Gehäuses 16 kann das Abschlusselement 21 dann gegenüber dem Gehäuse 16 noch verdreht werden. Nach Einstellung der Axialposi- tion kann der das Abschlusselement 21 zur Verdrehsicherung mit der Stirnseite 3 form- schlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden werden. Hierzu können beispielsweise Stifte in die Verstiftungslöcher 24, 25 eingesetzt werden und/oder die Stirnseite 3 mit dem Abschlus- selement 21 verklebt werden. Die Stirnseite 3 kann mit einer Ausnehmung zur AufnahmeFor assembly, the housing 16 with the components contained therein, in particular the printed circuit board 16, the support elements 10, 11 and the measuring elements 12, 13, is pushed from the end face 3 into the bore of the rolling element 1 until the closing element 21 with the Face 3 is in contact. To compensate for length tolerances, it can be provided that the closing element 21 is screwed onto a thread 23 of the housing 16 . In order to adjust the axial position of the housing 16, the closing element 21 can then be rotated relative to the housing 16. After the axial position has been set, the closing element 21 can be connected to the end face 3 in a form-fitting and/or material-fitting manner to prevent rotation. For this purpose, for example, pins can be inserted into the pin holes 24, 25 and/or the end face 3 can be glued to the closing element 21. The end face 3 can be provided with a recess for recording
-9- BE2021/5273 des Abschlusselements 21 ausgebildet sein, derart, dass ein radial äußerer Bereich der Stirnseite bündig mit dem Abschlusselement 21 abschließt.-9- BE2021/5273 of the closing element 21 can be designed in such a way that a radially outer area of the end face is flush with the closing element 21.
An der anderen Stirnseite 4 wird ein Deckel 22 als Verschluss für das Gehäuse 16 aufge- setzt. Der Deckel 22 wird durch Schrauben 26 mit dem Gehäuse 16 verschraubt. Durch die stirnseitige Verschraubung mit dem Deckel 22 wird das Gehäuse 16 axial in der Bohrung 5 verspannt.A cover 22 is placed on the other end face 4 as a closure for the housing 16 . The cover 22 is screwed to the housing 16 by screws 26 . The housing 16 is clamped axially in the bore 5 by being screwed to the cover 22 at the end face.
Zur Abdichtung der Stirnseiten 3, 4 gegenüber dem Abschlusselement 21 und dem Deckel 22 können axial wirkende Dichtungselemente 28, 29 vorgesehen sein.Sealing elements 28 , 29 acting axially can be provided to seal the end faces 3 , 4 from the closing element 21 and the cover 22 .
Wie in Fig. 2A zu erkennen, sind die Öffnungen 17, 18 der äußeren Form der Stützelemente 10, 11 und der Messelemente 12, 13 bevorzugt derart angepasst, dass diese nur mit einem geringfügigen axialen Spiel, beispielsweise von 0,5 mm bis 1,5 mm, in den Öffnungen 17, 18 aufgenommen sind.As can be seen in FIG. 2A, the openings 17, 18 are preferably adapted to the outer shape of the support elements 10, 11 and the measuring elements 12, 13 in such a way that they only have a slight axial play, for example from 0.5 mm to 1. 5 mm, in the openings 17, 18 are received.
Bevorzugt ist die Leiterplatte 6 in dem starren Gehäuse 16 in Richtung der Mittelachse A um eine Weglänge verschiebbar angeordnet, die größer ist als das axiale Spiel der Stützele- mente 10, 11 und/oder der Messelemente 12, 13 in der jeweils zugeordneten Öffnung 17,The printed circuit board 6 is preferably arranged in the rigid housing 16 so that it can be displaced in the direction of the central axis A by a distance which is greater than the axial play of the support elements 10, 11 and/or the measuring elements 12, 13 in the respectively assigned opening 17.
18. Beim Einschieben des Gehäuses 16 in die Bohrung 5 ziehen die magnetischen Stützele- mente 10, 11 und Messelemente 12, 13 an die Bohrungswand 14 an. Für ein weiteres Ein- schieben der Stütz- und Messelemente in die Bohrung 5 muss die durch die magnetische Anziehungskraft verursachte Reibung mit der Bohrungswand 14 überwunden werden. Die hierfür benötigten Axialkräfte können bevorzugt durch das starre Gehäuse 16 direkt auf die Stütz- und Messelemente übertragen werden. Wenn die Leiterplatte 6 im Gehäuse 16 um eine axiale Weglänge verschiebbar ist, die das axiale Spiel der Stütz- und/oder Messele- mente in den Öffnungen 17, 18 übersteigt, können mechanische Belastungen der Leiter- platte 6 beim Einschieben in die Bohrung 5 vermieden werden.18. When the housing 16 is pushed into the bore 5, the magnetic support elements 10, 11 and measuring elements 12, 13 attract the wall 14 of the bore. For the support and measuring elements to be pushed further into the bore 5, the friction with the bore wall 14 caused by the magnetic force of attraction must be overcome. The axial forces required for this can preferably be transmitted directly to the supporting and measuring elements through the rigid housing 16 . If the printed circuit board 6 can be displaced in the housing 16 by an axial distance that exceeds the axial play of the support and/or measuring elements in the openings 17, 18, mechanical stress on the printed circuit board 6 when it is pushed into the bore 5 can be avoided will.
Wie in Fig. 2B und 3 dargestellt, weist das Gehäuse 16 bevorzugt innenseitig sich gegen- überliegende Führungsnuten 19, 20 auf, in die die Leiterplatte 6 in axialer Richtung einge- schoben ist. Die Führungsnuten 19, 20 weisen dabei eine Nutbreite B auf, die die Höhe H der Leiterplatte 6 unter Ausbildung eines Spiels übersteigt. Durch die seitliche Führung der Nuten 19, 20 ist die Leiterplatte 6 in ihrer Winkelausrichtung im Gehäuse 16 eingeschränkt.As shown in FIGS. 2B and 3, the housing 16 preferably has guide grooves 19, 20 lying opposite one another on the inside, into which the circuit board 6 is pushed in the axial direction. The guide grooves 19, 20 have a groove width B that exceeds the height H of the circuit board 6, forming a game. Due to the lateral guidance of the grooves 19, 20, the printed circuit board 6 is restricted in its angular orientation in the housing 16.
-10- BE2021/5273 Das Spiel in den Nuten 19, 20 in einer zur Leiterplatte 6 senkrechten Richtung ermöglicht zu- gleich die schwimmende Lagerung der Leiterplatte 6 im Gehäuse. Damit können die Vorteile einer Führung mit einer Entkopplung der Position der Leiterplatte 6 gegenüber Eigenbewe- gungen des Gehäuses 16 kombiniert verwirklicht werden. Das Spiel der Leiterplatte 6 in den Führungsnuten 19, 20 beträgt bevorzugt zwischen 0,1 mm und 2 mm. Wie insbesondere in Fig. 3 erkennbar, hat das Gehäuse 16 vorzugsweise die Grundform ei- ner allgemein zylindrischen Hülse und die Öffnungen 17, 18 zur Aufnahme der Stützele- mente 10, 11 und der Messelemente 12, 13 sind durch fensterartige Ausschnitte gebildet.-10- BE2021/5273 The play in the grooves 19, 20 in a direction perpendicular to the printed circuit board 6 also enables the floating mounting of the printed circuit board 6 in the housing. In this way, the advantages of a guide combined with a decoupling of the position of the printed circuit board 6 from the movements of the housing 16 can be realized. The play of the circuit board 6 in the guide grooves 19, 20 is preferably between 0.1 mm and 2 mm. As can be seen in particular in FIG. 3, the housing 16 preferably has the basic shape of a generally cylindrical sleeve and the openings 17, 18 for receiving the support elements 10, 11 and the measuring elements 12, 13 are formed by window-like cutouts.
Die Öffnungen 17, 18 für die Stützelemente 10, 11 und das dem jeweiligen Stützelement 10, 11 zugeordnete Messelement 12; 13 sind bevorzugt sich axial gegenüberliegend in dem Ge- häuse 16 angeordnet.The openings 17, 18 for the support elements 10, 11 and the respective support element 10, 11 associated measuring element 12; 13 are preferably arranged axially opposite one another in the housing 16 .
Wie ebenfalls in Fig. 3 erkennbar, nehmen die Öffnungen 17, 18 bevorzugt einen Zentrums- winkel von jeweils mindestens 90°, besonders bevorzugt von mindestens 120° in Umfangs- richtung des Gehäuses 16 ein.As can also be seen in FIG. 3, the openings 17, 18 preferably assume a central angle of at least 90°, particularly preferably at least 120°, in the circumferential direction of the housing 16.
Der Wälzkörper 1 ist üblicherweise aus Stahl gefertigt. Das Gehäuse 16 kann ebenfalls aus Stahl gefertigt sein. Es können aber auch andere metallische, insbesondere nicht magneti- sche Werkstoffe zum Einsatz kommen. Da das Gehäuse während des Betriebs keinen grö- Beren Belastungen ausgesetzt ist, können auch Kunststoffe verwendet werden.The rolling body 1 is usually made of steel. The housing 16 can also be made of steel. However, other metallic, in particular non-magnetic, materials can also be used. Since the housing is not exposed to any major stresses during operation, plastics can also be used.
Fig. 4 zeigt ein Gehäuse 16 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Gehäuse 16 unterscheidet sich von dem in Fig. 3 gezeigten Gehäuse dadurch, dass jeweils drei Öffnungen 17, 18 für Stütz- und Messelemente vorgesehen sind. Durch die Erhöhung der Anzahl der Messelemente kann die axiale Verteilung der auf den Wälzkörper 1 wirken- den Belastung genauer bestimmt werden.Fig. 4 shows a housing 16 according to a second embodiment of the invention. The housing 16 differs from the housing shown in FIG. 3 in that three openings 17, 18 are provided for supporting and measuring elements. By increasing the number of measuring elements, the axial distribution of the load acting on the rolling element 1 can be determined more precisely.
Ferner weist das Gehäuse 16 außenseitig im Umfangsbereich der Öffnungen 16, 17 seitliche Abflachungen 34 auf. Durch die Abflachungen 34 wird im montierten Zustand Platz für die Einführung einer Fühlerlehre zwischen Bohrung und Gehäuse 16 geschaffen, mit der die kor- rekte axiale Positionierung und das Spiel der Stütz- und Messelemente in der Bohrung über- prüft werden kann. Auch kann eine Montagelehre während der Montage zusammen mit dem Gehäuse 16 in die Bohrung eingeführt werden, um einen direkten Kontakt der Stütz- und Messelemente mit der Bohrungswand während des Einschiebens zu verhindern. Auf dieseFurthermore, the housing 16 has lateral flattened areas 34 on the outside in the peripheral area of the openings 16 , 17 . In the mounted state, the flattened areas 34 create space for inserting a feeler gauge between the bore and the housing 16, with which the correct axial positioning and the play of the supporting and measuring elements in the bore can be checked. Also, an assembly jig can be inserted into the bore during assembly along with the housing 16 to prevent direct contact of the support and sensing elements with the bore wall during insertion. To this
Weise kann die Montage bei Unebenheiten oder Absätzen in der Bohrungswand vereinfacht werden.In this way, assembly can be simplified if there are bumps or steps in the bore wall.
Im Übrigen gelten die vorstehenden Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel für das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 entsprechend.Otherwise, the above explanations for the first exemplary embodiment apply correspondingly to the second exemplary embodiment according to FIG. 4 .
„42- BE2021/5273 Bezugszeichenliste 1 Wälzkörper 2 Außenmantel 3,4 Stirnseiten 5 Bohrung 6 Leiterplatte 7 Messvorrichtung 8 erste Seite der Leiterplatte 9 zweite Seite der Leiterplatte 10, 11 Stützelemente 12, 13 Messelemente 14 Bohrungswand Messspalt 15 16 Gehäuse 17, 18 Öffnungen 19, 20 Führungsnuten 21 Abschlusselement 22 Deckel 23 Gewinde 24, 25 Verstiftungslöcher 26 Schrauben 27 Gewindebohrung 28, 29 Dichtungselement Spulenaufnahme 31 Verschlussplatte 32, 33 Führungsflächen 30 A Mittelachse H Höhe der Leiterplatte B Nutbreite"42- BE2021/5273 List of reference symbols 1 rolling elements 2 outer jacket 3.4 end faces 5 bore 6 printed circuit board 7 measuring device 8 first side of the printed circuit board 9 second side of the printed circuit board 10, 11 supporting elements 12, 13 measuring elements 14 bore wall measuring gap 15 16 housing 17, 18 openings 19 , 20 guide grooves 21 end element 22 cover 23 thread 24, 25 pin holes 26 screws 27 threaded hole 28, 29 sealing element coil mount 31 locking plate 32, 33 guide surfaces 30 A central axis H height of the printed circuit board B groove width
Claims (12)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE20215273A BE1029282B1 (en) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | Rolling elements with measuring device |
PCT/EP2022/058825 WO2022214412A1 (en) | 2021-04-08 | 2022-04-04 | Rolling body with measuring device |
EP22720423.7A EP4320363A1 (en) | 2021-04-08 | 2022-04-04 | Rolling body with measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE20215273A BE1029282B1 (en) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | Rolling elements with measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BE1029282A1 BE1029282A1 (en) | 2022-11-07 |
BE1029282B1 true BE1029282B1 (en) | 2022-11-17 |
Family
ID=75477827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BE20215273A BE1029282B1 (en) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | Rolling elements with measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE1029282B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017210286A1 (en) * | 2016-06-29 | 2018-01-04 | Aktiebolaget Skf | Sensorwälzkörper |
DE102016116118A1 (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-01 | Thyssenkrupp Ag | Rolling elements for use in a rolling bearing |
DE102018200048A1 (en) * | 2018-01-03 | 2019-07-04 | Aktiebolaget Skf | Roller with integrated load detection |
WO2020064504A1 (en) * | 2018-09-24 | 2020-04-02 | thyssenkrupp rothe erde Germany GmbH | Rolling element having a sensor for use in a rolling-element bearing |
-
2021
- 2021-04-08 BE BE20215273A patent/BE1029282B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017210286A1 (en) * | 2016-06-29 | 2018-01-04 | Aktiebolaget Skf | Sensorwälzkörper |
DE102016116118A1 (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-01 | Thyssenkrupp Ag | Rolling elements for use in a rolling bearing |
DE102018200048A1 (en) * | 2018-01-03 | 2019-07-04 | Aktiebolaget Skf | Roller with integrated load detection |
WO2020064504A1 (en) * | 2018-09-24 | 2020-04-02 | thyssenkrupp rothe erde Germany GmbH | Rolling element having a sensor for use in a rolling-element bearing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE1029282A1 (en) | 2022-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3250890B1 (en) | Magnet-based angular displacement measuring system | |
DE3935261A1 (en) | MULTIPLE ROTATION SHAFT POSITION SENSOR WITH GAME COMPENSATION | |
DE10145947C1 (en) | Disc brake has pole wheel cooperating with rotation sensor used with anti-locking braking regulation system | |
EP3250889B1 (en) | Magnet-based angular displacement measuring system | |
DE69927621T2 (en) | Measuring head for controlling linear dimensions with adjustable spring | |
EP3403056B1 (en) | Assembling of a rotation detection system to a housing | |
DE10055288B4 (en) | Contactless angle of rotation sensor and sensor core used therein | |
EP0506913A1 (en) | Sensor-positioning device. | |
DE4213979A1 (en) | DEVICE FOR MEASURING ROTATIONAL MOTIONS | |
EP2631608B1 (en) | Rotary encoder | |
WO1998008061A1 (en) | Magnetic position sensor | |
WO2009112303A2 (en) | Angle measuring system and method for producing an angle measuring system | |
BE1029282B1 (en) | Rolling elements with measuring device | |
DE102021203477A1 (en) | Rolling elements with measuring device | |
DE102011016627B4 (en) | Measuring device and motor vehicle steering with such | |
EP1370776B1 (en) | Connecting element | |
EP4320363A1 (en) | Rolling body with measuring device | |
DE19731555B4 (en) | Magnetic position sensor | |
WO2015082512A2 (en) | Hydrodynamic machine having a measuring system | |
EP1732781B1 (en) | Connecting element for positioning a magnetic field sensor system | |
DE202019107291U1 (en) | Sensor arrangement, sensor device and associated use | |
EP3969916B1 (en) | Rotational speed sensor, fixing device for a rotational speed sensor, receiving device for a rotational speed sensor, sensor system having a receiving device and a rotational speed sensor, and method for the rotationally locked positioning of a rotational speed sensor | |
EP3857082B1 (en) | Rolling body with integrated electronics for use in a roller bearings | |
DE102017115581A1 (en) | Methodology for integrating a sensor | |
EP4086584B1 (en) | Assembly with a rotary encoder and a tolerance sleeve |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Effective date: 20221117 |
|
MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20230430 |