阅读说明：本技术 轴承以及用于制造轴承的方法 (Bearing and method for producing a bearing ) 是由 马丁·克拉姆 于 2019-01-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种轴承(1)、尤其滚动轴承或滑动轴承,所述轴承具有：第一轴承部件、尤其轴承环(2,3)和/或滚动体保持架(5)；以及用于检测测量变量和/或用于激活状态变化和/或用于处理信息和/或用于提供能量的功能模块(10),其中,功能模块设置成完全包含在第一轴承部件(2,3,5)内部。此外,本发明涉及一种用于制造轴承(1)、尤其滚动轴承或滑动轴承的方法,所述轴承具有第一轴承部件、尤其轴承环(2,3)和/或滚动体保持架(5)；以及用于检测测量变量和/或用于激活状态变化和/或用于处理信息和/或用于提供能量的功能模块(10),其中功能模块(10)设置成,使得其完全包含在轴承部件(2,3,5)内部。(The invention relates to a bearing (1), in particular a rolling bearing or a plain bearing, having: a first bearing component, in particular a bearing ring (2, 3) and/or a rolling element cage (5); and a functional module (10) for detecting a measurement variable and/or for activating a change in state and/or for processing information and/or for supplying energy, wherein the functional module is arranged to be completely contained within the first bearing component (2, 3, 5). The invention further relates to a method for producing a bearing (1), in particular a rolling bearing or a plain bearing, having a first bearing part, in particular a bearing ring (2, 3) and/or a rolling element cage (5); and a functional module (10) for detecting a measurement variable and/or for activating a change in state and/or for processing information and/or for supplying energy, wherein the functional module (10) is arranged such that it is completely contained within the bearing component (2, 3, 5).)

轴承以及用于制造轴承的方法

技术领域

本发明涉及一种轴承、尤其滚动轴承或滑动轴承，所述轴承具有：第一轴承部件、尤其轴承环和/或滚动体保持架；以及用于检测测量变量和/或用于激活状态变化和/或用于处理信息和/或用于提供能量的功能模块。此外，本发明涉及一种用于制造轴承、尤其滚动轴承或滑动轴承的方法，所述轴承具有：第一轴承部件、尤其轴承环和/或滚动体保持架；以及用于检测测量变量和/或用于激活状态变化和/或用于处理信息和/或用于提供能量的功能模块。

背景技术

这种具有用于检测测量变量的功能模块的轴承也称为传感器轴承。构成为滚动轴承的传感器轴承例如以名称FAG已知。在所述滚动轴承的情况下，除了轴承环之外，在轴向方向上设有附加的传感器环，所述传感器环包括一个或多个传感器模块或与传感器模块共同作用的测量对象。由于所述附加的传感器环，与不具有传感器模块的常规轴承相比增大了对于轴承所需的结构空间。因此，尤其在仅小的结构空间可用的应用场合中并非总是可行的是：用这种传感器轴承来替代常规轴承。

此外，DE 10 2014 204 025 A1描述一种具有轴承环的滚动轴承，所述轴承环具有材料凹部，测量元件引入到所述材料凹部中。在所述滚动轴承的情况下，可以避免由于测量元件引起的结构空间的不期望的增大，其方式在于：测量元件与轴承环的外轮廓齐平地封闭地设置。然而，在制造轴承环之后，必须将测量元件挤压到材料凹部中，这带来一定的工作耗费。此外，不能排除以下情况：由于施加压力和/或污染对测量元件造成不期望的损坏。

发明内容

在所述背景下，提出如下目的，即阐明一种具有功能模块的轴承，所述轴承不增大对于轴承所需的结构空间，并且可以借助于少的耗费制造，其中，针对功能模块的不期望的损坏的保护得到了改进。

所述目的通过一种轴承、尤其滚动轴承或滑动轴承来实现，所述轴承具有：第一轴承部件、尤其轴承环和/或滚动体保持架；以及用于检测测量变量和/或用于激活状态变化和/或用于处理信息和/或用于提供能量的功能模块，其中，功能模块设置成完全包含在第一轴承部件内部。

在根据本发明的轴承的情况下，通过以下方式可以避免结构空间的不期望的增大：功能模块设置成完全包含在第一轴承部件内部。这意味着，功能模块完全由轴承部件的材料包围。通过所述包含，此外相对于来自外部的不期望的影响更好地保护传感器部件。

功能模块例如可以构成为传感器模块或执行器模块或处理器模块或能量供给模块。

第一轴承部件优选地是轴承环或滚动体保持架。

轴承可以构成为直线轴承、尤其直线滚动轴承或直线滑动轴承，或构成为旋转轴承、尤其旋转滚动轴承或旋转滑动轴承。如果功能模块构成为传感器模块，则所述功能模块优选地包括至少一个传感器，例如转速传感器、温度传感器或振动传感器。特别优选地，功能模块具有多个传感器，尤其选自上述列表的传感器。

根据一个有利的设计方案提出，轴承具有第二轴承部件，所述第二轴承部件尤其由塑料构成，并且与功能模块共同作用的测量对象设置成完全包含在第二轴承部件内部。这意味着，测量对象完全由轴承部件的材料包围。优选地，第一轴承部件是轴承的第一轴承环，并且第二轴承部件是第二轴承环，使得可以经由功能模块探测两个轴承环的相对运动。替选地或附加地可以提出，另一功能模块设置成完全包含在第二轴承部件内部，使得可以不仅在第一轴承部件、例如第一轴承环处，而且在第二轴承部件、例如第二轴承环或滚动轴承保持架处获取测量变量。轴承特别优选地具有第三轴承部件或由塑料构成的其他轴承部件，并且与功能模块共同作用的测量对象和/或另一功能模块设置成完全包含在第三轴承部件或其他轴承部件内部。

一个优选的设计方案提出，第一轴承部件和/或第二轴承部件由塑料构成并且通过塑料注塑方法制造。塑料注塑提供以下优点，在注塑相应的轴承部件时，可以将功能模块或与功能模块共同作用的测量对象引入到轴承部件中，而无需附加的加工步骤。

一个替选的、优选的设计方案提出，第一轴承部件和/或第二轴承部件通过3D打印方法制造。第一轴承部件和/或第二轴承部件优选地由塑料构成。替选地，第一轴承部件和/或第二轴承部件由金属构成。与注塑相比，在3D打印时不需要适合于要制造的轴承部件的形状的工具。更确切地说，也可以经济地制造少量的轴承部件，其中，可行的是，在打印相应的轴承部件时，将功能模块或与功能模块共同作用的测量对象集成到轴承部件中。

为了实现开始提及的目的，还提出一种用于制造轴承、尤其滚动轴承或滑动轴承的方法，所述轴承具有：第一轴承部件、尤其轴承环和/或滚动体保持架；以及用于检测测量变量和/或用于激活状态变化和/或用于处理信息和/或用于提供能量的功能模块，其中，所述功能模块设置成完全包含在轴承部件内部。

在制造方法中得出与已经结合根据本发明的轴承描述的相同的优点。

优选地，第一轴承部件由塑料构成。替选地，第一轴承部件可以由金属构成。

根据所述方法的一个有利的设计方案提出，轴承具有第二轴承部件，并且与功能模块共同作用的测量对象和/或另一功能模块设置成，使得与功能模块共同作用的测量对象和/或另一功能模块完全包含在第二轴承部件内部。

此外有利的是：第一轴承部件和/或第二轴承部件由塑料构成并且通过塑料注塑方法制造。

在这方面，以下设计方案已经证实为有利的：在所述设计方案中，对功能模块和/或与功能模块共同作用的测量对象进行注塑包封，使得可以在一个步骤中借助制造轴承部件来引入功能模块或测量对象。例如，可以将功能模块或测量对象置入到注塑模具中并且借助塑料进行注塑包封。在注塑之后，可以例如通过研磨来实现对轴承部件的再加工。

替选地，优选的是：借助于3D打印方法制造第一轴承部件和/或第二轴承部件。在此，可以由塑料或金属来打印第一轴承部件和/或第二轴承部件。

在这方面有利的是：将第一轴承部件打印到功能模块上或在功能模块周围打印，使得在打印轴承部件时，功能模块可以包含在所述轴承部件中。替选地或附加地，可以将第二轴承部件打印到与功能模块共同作用的测量对象或另一功能模块上或在与功能模块共同作用的测量对象或另一功能模块周围打印。

进一步替选地，可行的是，打印第一轴承部件的具有留空部的第一区域，将功能模块引入到凹部中，并且然后将第一轴承部件的第二区域打印到功能模块上。同样地，首先可以打印第二轴承部件的具有留空部的第一区域，将测量对象或另一功能模块引入到留空部中，并且然后将第二轴承部件的第二区域打印到测量对象或另一功能模块上。

优选的是：借助于3D打印方法制造功能模块或测量对象的元件、例如功能模块或测量对象的壳体。特别优选地，将功能模块的所述元件打印到与功能模块共同作用的测量对象或功能模块上或在与功能模块共同作用的测量对象或功能模块周围打印。

如果轴承具有由金属构成的轴承部件，则以下情况证实为有利的：在成型期间，将功能模块或测量对象嵌入到轴承部件中。例如，可以在轴承部件、例如轴承环的锻造期间将功能模块或测量对象引入到所述轴承部件中。

除了上述有利的设计方案之外，在制造方法中，结合根据本发明的轴承描述的有利的特征和设计方案也可以单独地或组合地使用。

附图说明

本发明的其他细节和优点应该在下文中根据在附图中示出的实施例来阐述。在此示出：

图1在示意性截面图中示出根据本发明的轴承的第一实施例；

图2在示意性截面图中示出根据本发明的轴承的第二实施例；以及

图3示出图2中的轴承的另一示意性截面图。

具体实施方式

在图1中示出根据本发明的第一实施例的构成为滚动轴承的轴承1。轴承1还具有外轴承环2、相对于外轴承环2可旋转的内轴承环3以及设置在外轴承环2与内轴承环3之间的滚动体4作为轴承部件。滚动体4设置在滚动体保持架5中。轴承1的内部空间、也就是说在外轴承环2与内轴承环3之间的空间经由密封元件6密封，使得在内部空间中存在的润滑剂不能够不期望地逸出，但是，内部空间也不会通过侵入的污物损坏。

轴承1具有多个构成为传感器模块的分别用于检测至少一个测量变量的功能模块10，并且所述轴承也称为传感器轴承。所述功能模块10例如可以具有用于检测轴承1的温度、振动或转速的传感器。为了与不具有传感器的轴承相比不增大所需的结构空间，外轴承环2和内轴承环3由塑料构成，并且功能模块10设置成完全包含在外轴承环2和内轴承环3内部。由此，还可以实现，经济地制造轴承，并且相对于环境影响更好地保护功能模块。

多个测量对象11设置为轴承1的其他组成部件，所述测量对象与功能模块10中的一个功能模块或多个功能模块共同作用，以便检测测量变量。所述测量对象11也称为“目标”。第一测量对象11设置在抗扭地与外轴承环2连接的密封元件6处。第一测量对象可以与设置在内轴承环3处的功能模块10共同作用，以便检测内轴承环3相对于外轴承环4的运动的运动变量、尤其转速。此外，第二测量对象11设置在滚动体保持架5处。根据所述实施例的变型方案，测量对象11中的一个测量对象或多个测量对象可以设置成完全包含在轴承部件内部，例如在外轴承环2、内轴承环3或滚动体保持架5内部。

为了制造由塑料形成的外轴承环2和/或内轴承环3和/或滚动轴承保持架5，使用塑料注塑方法，所述方法还在下文中详细描述。根据一个变型方案，通过3D打印方法制造外轴承环2和/或内轴承环3和/或滚动轴承保持架5。这种方法也还将在下文中讨论。

在图2和图3中示意性示出根据本发明的轴承1的第二实施例。所述轴承1同样具有外轴承环2和内轴承环3，所述两个轴承环均由塑料制造。为了更好的概览，可能的滚动体或滚动体保持架在所述示图中不示出。在所述轴承1中，功能模块10完全设置在外轴承环2内部。功能模块10完全由外轴承环2的材料包围，并且不突出超过外轴承环2的外轮廓，使得轴承1可以替代常规的不具有功能模块10的轴承，而无需附加的结构空间。功能模块10例如可以包括用于获取温度或振动的传感器。

为了制造上述轴承1，至少外轴承环2构成为由塑料构成的第一轴承部件。在此功能模块10设置成，使得其完全包含在外轴承环2内部。内轴承环3也由塑料构成。

根据所述制造方法的第一变型方案，通过塑料注塑方法制造外轴承环2。在此，提供适合于外轴承环2的形状的注塑工具，塑料被注入到所述注塑工具中以用于形成外轴承环2。在注入之前或在注入期间，附加地将一个或多个功能模块10引入到注塑工具中，使得对一个或多个功能模块10进行注塑包封。将以所述方式获得的外轴承环2固化并且可以在从注塑工具中取出之后进行再加工，例如通过对表面进行研磨或抛光来再加工。也可以通过相应的塑料注塑方法制造内轴承环3和/或滚动轴承保持架5。在此，可选地可以将一个或多个附加的功能模块10或测量对象11引入到相应的轴承部件3、5中。

制造方法的第二变型方案提出，通过3D打印方法制造外轴承环2，其中，在打印外轴承环2时，将一个或多个功能模块10引入到所述外轴承环中。例如，首先可以打印外轴承环2的第一区域，并且将功能模块10施加到第一区域上。在随后的打印时，然后可以将功能模块10由外轴承环2的第二区域包含和/或可以将第二区域打印到功能模块10上。

借助上述方法，可以制造具有功能模块10的轴承1，所述轴承不会增大对于轴承1所需的结构空间，并且可以用较少的耗费制造，其中，针对功能模块10的不期望的损坏的保护得到了改进。

附图标记

1 滚动轴承

2 外轴承环

3 内轴承环

4 滚动体

5 滚动体保持架

6 密封元件

10 功能模块

11 配合件