[发明专利]具有监测装置的滚动轴承

说明书

本发明涉及一种滚动轴承，其具有两个轴承环(2、3)、在所述两个轴承环之间运行的滚动元件(4)以及用于检测所述轴承环(2、3)相对彼此的运动和/或位置的传感器(5)，其中，所述传感器(5)被固定在所述轴承环中的一者(3)上并且指向所述轴承环中的另一者(2)上的测量面(7)，其中，所述测量面(7)包括朝向所述传感器(5)突出的轮廓突起(8)和/或朝向所述传感器(5)开口的凹槽形或盲孔形的轮廓凹部(9)，所述轮廓突起和/或所述轮廓凹部影响所述传感器(5)的测量信号，并且所述轮廓突起和/或所述轮廓凹部的相对于所述传感器(5)的横向于传感器主信号方向的运动改变了所述传感器的所述测量信号。

技术领域

本发明涉及通过具有非接触式传感器的监测装置来监测尤其是空心大型滚动轴承形式的滚动轴承。在此，本发明特别涉及具有两个轴承环、这两个轴承环之间运行的滚动元件以及用于检测轴承环相对彼此的运动和/或位置的传感器的滚动轴承，其中，传感器被固定在其中一个轴承环上并且指向另一轴承环上的测量面。

背景技术

大型滚动轴承可能具有一米以上或者甚至几米的直径，并且通常被构造为空心，使得内轴承环的中心孔保持为基本自由的并且不位于实心轴上。在此，有时可以通过一个或多个旋转驱动器使两个可相互旋转的同心轴承座圈相对彼此旋转，可以将多个滚动元件(例如，一个或多个轴向轴承和/或一个或多个径向轴承)布置在两个承座座圈之间的轴承间隙中，其中，其中一个轴承环例如设置有齿部，而另一轴承环支撑一个或多个驱动马达。至少一个轴承环可以通过通常以平行于轴承旋转轴线的方式布置的螺栓连接部连接到用于支撑轴承环的部件的连接凸缘。

这种大型滚动轴承被构造为单列或多列轴承，并具有诸如球体、滚柱、滚锥等各种滚动元件，并且用于起重机、挖掘机、露天采矿设备或风力涡轮机。

由于需要支撑较大的力和弯曲力矩，所述轴承环会发生扭曲和变形并且可以相对彼此倾斜，其中，高作用力也会产生相应的轴承磨损。

为了尽可能地限制或减少磨损，持久和可靠的润滑对于这种大型滚动轴承是很重要的，否则由于非常高的载荷以及伴随着诸如盐雾、大雨、灰尘和温度波动等环境影响的通常相当特殊的使用条带，滚道和滚动元件的损坏将相当快地发生。然而，由于通常相当低的旋转速度，因此难以进行均匀的润滑。大型滚动轴承的转速通常低于250rpm，其中，在许多应用情况中，轴承经常长时间完全静止或总是返回相同的位置，例如，风力涡轮机的转子叶片上的桨距角轴承就是这种情况，因为在此经常设定相同的桨距角。对于这种缓慢旋转和/或经常静止的大型滚动轴承，润滑剂难以均匀地分布在整个轴承上，并且特别地，高负荷的滚动元件和与其接合的滚道部分负荷很大。

例如，文献EP 20 92 204 B1示出了这种大型滚动轴承，其中，一个滚道具有凸起环，该凸起环接合在另一滚道的凹槽中并且由相对设置的轴向轴承和径向轴承支撑在该凹槽中。文献WO 2008/088 213 A2示出了类似的大型滚动轴承及其在船舶起重机的支撑桅杆上的安装情况。

为了随时了解逐渐磨损且/或能够及时计划诸如再润滑、更换滚动元件等维护和维修措施，通过监测装置来监测滚动轴承，该监测装置将确定指示磨损的轴承反应，例如轴承环相对彼此的轴向轴承运动或轴承环的倾斜运动，从而可以根据这种运动的存在或其程度推断出磨损状况。同时，了解旋转位置和/或转速和/或完成的转数或旋转角度也是有帮助的，因为例如完成的转数也可以形成可能磨损的指标，或者在特定的旋转角位置上的相对运动可以得出关于滚道损坏部分的结论。

从文献EP 15 28 356 B1中已知了一种用于监测大型滚动轴承的监测装置，其包括多个位移传感器以确定轴承环相对彼此的倾斜运动。在此，一个位移传感器检测例如为径向间隙变化形式的径向运动，而另一位移传感器检测以轴向间隙变化形式反映的轴向运动，以便从检测的径向运动和轴向运动确定轴承环相对彼此的倾斜度。所述传感器分别嵌入到其中一个轴承环的孔中，并且监测另一轴承环上的对置测量面，其中，所述传感器以无接触的方式确定传感器头部与对置测量面的距离。