[发明专利]用于具有集成能量收集装置的轴承的传感化滚子

说明书

一种用于轴承(10)的传感化滚子(18)包括：滚子孔(18b)，绕着轴线(X1‑X1)延伸穿过所述滚子(18)；测量单元，用于测量所述滚子孔(18b)的至少一种物理状态；处理器，用于从所述测量单元(28)接收信号，并且被配置为将所述信号传输到外部接收器；能量收集装置，被配置为产生电力并且为所述测量单元供电，其中，所述测量单元、所述处理器和所述能量收集装置安装在装配在所述滚子孔(18b)内的插入件(20)中。

技术领域

本发明涉及状况(/状态)监测装置的领域，并且特别涉及监测系统的状况用的状况监测传感器，诸如以传感化滚子(/传感器化的滚子)为例(sensorized roller)。

背景技术

状况监测装置允许监测系统的状况而无需人工检查。这些装置在遥远位置或者难以接近的位置和/或危险接近的位置(诸如，铁路系统的轴和/或轴承)中可能会特别有利。

通常，使用电传感器采集振动测量值或其他测量值，然后可以对这些测量值进行分析，以确定机器状况并检测任何机器缺陷。

在许多情况下，由集成发电源(integrated generation source)为状态监测装置供电可能是方便的。实际上，可能需要向定位在遥远位置的装置提供电能，所述遥远位置例如是不存在电源基础设施的地方或者如果存在基础设施则在安装所述装置的特定位置处电力不可用的地方。

已知，使用电池组或有限容量的电源(诸如，能量收集器(/能量采集器)(energyharvester))为状况监测装置供电。

然而，电池的使用显著地限制了可以在轴承上执行的测量的次数。

文献US10491076-B2(SKF)公开了一种轴承装置，所述轴承装置包括旋转部分和非旋转部分以及能量产生系统，并且包括微型发生器模块(micro generator module)，在沿着径向旋转轴线的偏心轴处每个微型发生器模块具有偏心块(eccentric mass)。每个偏心轴连接到如下发生器：发生器具有在径向方向上的轴线。当偏心块通过使轴承的旋转部分旋转而旋转时，产生能量。发生器的定子不沿着微型发生器的径向轴线旋转。

如文献WO2015032449-A1(SKF)、WO2015032445-A1(SKF)中所解释的，还已知在轴承的保持架内部提供能量收集系统。然而，并非所有轴承都包括保持架。

发明内容

本发明的目的是提供用于为安装在任何类型的滚子轴承上的状况(/状态)监测装置供电的集成发电源(/一体化发电源)(integrated generation source)。

本发明的特定目的是提供一种用于轴承的传感化滚子(/传感器化的滚子)(sensorized roller)，所述传感化滚子包括：滚子孔，延伸穿过滚子；测量单元，用于测量滚子孔的至少一种物理状态；处理器，用于从测量单元接收信号，并且被配置为将信号传输到外部接收器；以及能量收集装置(/能量采集装置/能量回收装置)(energy harvestingdevice)，被配置为产生电力(/能量)(power)并且为测量单元供电(/供能)。

测量单元、处理器和能量收集装置安装在装配在滚子内的插入件(insert)中。

因此，可以在不使用保持架的情况下针对传感化滚子设置能量收集。

例如，测量单元、处理器和能量收集装置安装在装配在滚子孔内的插入件中。

有利地，能量收集装置包括发电机，所述发电机具有沿着传感化滚子的孔的轴线的轴线，并且被配置为使用所述传感化滚子的旋转来产生能量。

发电机可以包括：偏心块(excentre mass)，刚性地固定到所述发电机的主轴，所述主轴沿着滚子孔的轴线延伸；转子，固定到所述轴；以及定子线圈，安装在刚性地固定在插入件内部的定子中，并且被构造为通过传感化滚子的旋转而旋转。