[发明专利]具有光学传感器和相关联的槽的轴承

说明书

轴承包括能够相对于彼此同心地旋转的第一圈(10)和第二圈(12)。至少一个槽(50)形成在所述第二圈的轴向圆柱形表面(12b)上并且朝向所述第一圈(10)取向。所述槽在轴向上由两个侧边缘(50a、50b)界定。所述轴承还包括至少一个光学传感器(24)，所述至少一个光学传感器(24)安装在所述第一圈上以发射朝向所述第二圈的槽的侧边缘(50a、50b)中的至少一个侧边缘取向的光束，所述光学传感器(24)能够检测所述侧边缘的轴向位置。

技术领域

本发明涉及轴承领域。

本发明尤其是涉及大直径滚动轴承的领域，大直径滚动轴承能够适应轴向载荷和径向载荷，并且具有绕着在轴向方向上延伸的旋转轴线同心地配置的内圈和外圈。

背景技术

这种大直径滚动轴承可以用于例如隧道掘进机、采矿机或风力涡轮机中。

大直径滚动轴承包括两个同心的内圈和外圈以及配置在内圈与外圈之间的至少两列滚动元件，诸如滚子。这种滚动轴承通常在轴向和径向上均被加载，往往被加载相对大的载荷。在这种情况下，参考定向滚子轴承(orientation roller bearing)或回转滚子轴承(slewing roller bearing)。

由于重载荷，滚动轴承的部件(更特别地是滚动元件的滚道)磨损。圈和滚动元件的磨损导致初始轴承间隙的显著增加。超过特定值的磨损可能会导致严重的轴承故障。

通过间隙增加(引起圈的相对轴向和径向位移)来测量轴承的磨损有助于预测轴承的剩余寿命。

这种不希望的运动影响轴承和应用的正确功能，存在轴承圈接触和碰撞的风险。附接到轴承圈的其他元件也可能碰撞。

当轴承磨损时更换轴承是常见的。这种维护干预是昂贵的，尤其是因为机器或设施需要停机。因此，期望在轴承圈之间产生任何接触之前及时地执行这种维护干预，但也不要太早。

为了在轴承的使用寿命期间监测轴承状况，在专利申请FR-A1-3041396中公开的滚动轴承包括固定到内圈的环形磁性目标(/磁性靶)(magnetic target)以及安装在外圈上并且面对磁性目标的传感器。由此，可以检测内圈与外圈之间的轴向相对运动和角相对运动。

然而，这需要将环形磁性目标安装在可能有几米直径的内圈上。

此外，在使用这种磁性目标的情况下，内圈和外圈之间的轴向位移的测量受到径向位移的影响。事实上，当测量磁性目标的轴向位移时，目标与传感器之间的气隙随着圈之间的径向相对运动而变化，使得测量精度降低，甚至无法测量。

发明内容

本发明的一个目的在于克服这些缺点。

本发明涉及一种轴承，所述轴承包括能够相对于彼此同心地旋转的第一圈和第二圈。

根据总体特征，至少一个槽形成在所述第二圈的轴向圆柱形表面上并且朝向(oriented towards)所述第一圈取向。所述槽在轴向上由两个侧边缘界定。

根据另一总体特征，所述轴承还包括至少一个光学传感器，所述至少一个光学传感器安装在所述第一圈上以发射朝向所述第二圈的槽的侧边缘中的至少一个侧边缘取向的光束。所述光学传感器能够检测所述侧边缘的轴向位置。

由于本发明，可以精确地检测圈(第一圈和第二圈)之间的轴向相对位移。事实上，通过所述光学传感器检测形成在所述第二圈上的槽相对于所述第一圈的轴向位置。此外，不需要在圈的一个圈上安装环形磁性目标。可以在相关联的圈上容易地加工所述槽。

优选的是，所述槽为环形的。因此，可以检测圈之间的轴向相对位移，而不管圈的旋转位置如何。