[发明专利]具有天线的轴承保持架和轴承保持架的故障的检测方法

说明书

本发明涉及一种轴承保持架(51)，其包括轴承保持架主体(51a)，轴承保持架主体(51a)由聚合物材料制成并且包括用于容纳轴承的至少一列滚动体的腔格(55)。保持架设置有无源谐振电路，无源谐振电路包括安装于保持架主体(51a)的天线线圈(54a)。提议天线线圈(54a)形成为直接安装于轴承保持架主体(51a)的保持架材料的导电层，并且被设计成使得破坏点小于或等于保持架材料的破坏点。因而，保持架主体中的破裂使得天线线圈(54a)破裂，改变了无源谐振电路的谐振特性。

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的包括天线的轴承保持架。

背景技术

已知提供诸如具有温度传感器的球轴承或滚子轴承的轴承。为了监测轴承，通过与球/滚子与滚道的接触面(interface)尽可能近地定位的温度传感器来检测在该接触面处产生的热量。这使得轴承的保持架成为令人满意的用于温度测量的位置。然而，轴承保持架是转动的并且不能容易操作(accessed)且可用空间是狭窄的。特别是对于小型的轴承，难以将电池或发电机集成于轴承保持架。

文献EP 1 849 013 B1公开了一种轴承，该轴承具有配备有能量接收线圈的保持架。用于将表示感应到的轴承状况的信号发送到配置在外圈上的其它天线的发射器被集成在保持架内。然而，该解决方案仅对于具有能够支撑发射器电子电路(electronics)的保持架的大型轴承才是可行的。

轴承保持架用的无源无线温度传感器已在例如传感器2008、7982-7995的由YaWang、Yi Jia、Qiushui Chen和Yanyun Wang所著的文章“用于恶劣环境应用的无源无线温度传感器”中被提出。包括随温度变化的电容和电感器的无源振荡器电路被配置在保持架上，使得电感器线圈与配置在轴承的非转动圈上的被驱动振荡器电路的发射器线圈相互作用。电容的温度依赖性导致了保持架内的谐振电路的能够被测量的谐振频率的温度依赖性。类似的系统已被Purdue大学的S.Scott等人研究过，参见例如：http://docs.lib.purdue.edu/nanopub/1089。

保持架内的谐振电路吸收来自在非转动环上具有线圈的初级电路的能量，使得能够由频率扫描中的吸收峰推导得出谐振频率。此方法测量振荡频率时的能量损失。

还已知使高速列车的列车轴承单元或列车轮轴箱配备有聚酰胺保持架。有时使用与轨道并排配置的热箱(hot-box)红外扫描仪来监测这些列车轴承单元。这些红外扫描仪检测轴承组成部件的温度上升来检测有缺陷的轴承。虽然聚酰胺保持架已被证明是比之前使用的钢保持架更安全的，但是将无法使用热箱红外扫描仪来检测聚酰胺保持架中的缺陷。保持架的故障检测在航空航天轴承、高速轴承和其他可能应用中也将是有用的。

本发明寻求提供能够简便检测保持架损坏的改善的轴承用聚合物保持架。

发明内容

为实现上述目的，本发明提出了一种轴承保持架，其包括由聚合物材料制成的轴承保持架主体，轴承保持架主体包括用于容纳轴承的至少一列滚动体的腔格。保持架设置有无源谐振电路，无源谐振电路包括安装于轴承保持架主体的至少一个天线线圈。适当地，至少一个天线线圈用作无源谐振电路的电感器线圈。

提议天线线圈形成为直接安装于轴承保持架主体的聚合物材料的导电层，并且被设计成使得破坏点等于或小于聚合物材料的破坏点。保持架主体的聚合物材料可以包括聚酰胺、酚醛树脂、聚醚醚酮树脂(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)或其他聚合物。

关于这点，破坏点特别是指材料的断裂伸长率，并且聚合物基体和天线线圈的材料应被选择成使得当轴承保持架主体的保持架材料破裂时天线线圈破裂。这可以通过特别是使用薄导电层作为天线线圈来实现。同时，天线线圈对轴承保持架主体的表面的附着力应当足够强，以确保当压力过大时天线线圈层破裂而不是剥离。