專利名稱：具有轉(zhuǎn)換器的軸承、尤其滾動軸承或滑動軸承或線性導(dǎo)軌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的具有轉(zhuǎn)換器的軸承，尤其是滾動 軸承或滑動軸承或線性導(dǎo)軌。
背景技術(shù)：
由實踐公開了一種為軸承尤其是滾動軸承或滑動軸承分配具有轉(zhuǎn)換器的RFID元 件，從而能夠存儲軸承所特有的數(shù)據(jù)并且在需要時能夠調(diào)用這些數(shù)據(jù)。為此目的，轉(zhuǎn)換器包 括天線，其通過電磁輻射來響應(yīng)，并且將天線布置在軸承上或者軸承中。在此，通過軸承的 通常金屬的組成部分尤其滾動軸承的軸承環(huán)來屏蔽電磁輻射是有困難的。US 6，501，382B1描述了一種具有作為軸承組成部分的外環(huán)的滾動軸承，在該滾動 軸承的主體中在外環(huán)的端側(cè)上安置了孔，在孔的內(nèi)部布置了 RFID元件。將天線在結(jié)構(gòu)上集 成到RFID元件中。在此，天線通過孔的內(nèi)表面的金屬周圍部分屏蔽并且很難響應(yīng)，或者說 由RFID元件發(fā)送的信號在軸承環(huán)的外部只能很困能地接收。DE 102004005234T5描述了一種RFID元件在滾動軸承上的布置情況，該滾動軸承 作為軸承組成部分具有帶有金屬填料的密封元件。通常環(huán)形的金屬填料具有孔，其中填料 的金屬主體的保留在孔之間的區(qū)段構(gòu)造成RFID元件的天線。在此，尤其構(gòu)造偶極天線，該 偶極天線在兩側(cè)由孔限制。因為偶極天線的端部靠得非常近，所以該天線僅僅是低效率的。 也不能使用如此布置的軸承，即該軸承沒有密封元件或者其中密封元件沒有金屬的填料。RFID元件雖然布置在具有金屬填料的密封元件中，但是金屬填料沒有設(shè)計成 RFID元件的天線(DE 102004235T5)，如果是這樣的話，金屬填料會干擾集成到RFID元件中 的天線的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種具有帶有天線的RFID轉(zhuǎn)換器的軸承、尤其是滾動軸承 或滑動軸承或線性導(dǎo)軌，對于這種軸承來說RFID轉(zhuǎn)換器的天線是簡單的并且在一定程度 上獨(dú)立于軸承的設(shè)計進(jìn)行構(gòu)造。根據(jù)本發(fā)明，該目的對于開頭所述的軸承來說利用權(quán)利要求1的特征來實現(xiàn)。將天線構(gòu)造成裂縫天線的前提條件僅僅是，在軸承組成部分的通常的、無論如何 都是金屬的主體中構(gòu)造裂縫。這種裂縫可以簡單制造；需要時能夠?qū)⑤S承組成部分的制造 時經(jīng)常安置的凹痕、開槽、孔或凹槽如盲孔構(gòu)造成裂縫天線，尤其通過接線連接成用于轉(zhuǎn)換 器的裂縫天線。裂縫也可以通過以下方法形成，即彎曲或者說填堵軸承組成部分的主體的 區(qū)段，使得其接近相同的或者另外的軸承組成部分的表面，從而構(gòu)造縫隙，該縫隙能夠連接 成裂縫天線的裂縫，而不會在構(gòu)造裂縫時出現(xiàn)軸承組成部分的主體的材料損壞。基本上能夠?qū)⑤S承的軸承組成部分的主體上的每種任意的裂縫用作配屬于軸承 的轉(zhuǎn)換器的裂縫天線。在裂縫在軸承組成部分的主體上的布置情況方面或者說在裂縫的幾何構(gòu)造方面存在能夠用于優(yōu)化裂縫的天線特性的自由度。裂縫例如能夠構(gòu)造成穿過軸承組成部分的主 體的孔或者構(gòu)造成安置在主體中的盲孔。此外，基本上可以假定每種幾何構(gòu)造，只要該幾何 構(gòu)造原則上保持適合于裂縫天線。也可以將裂縫與轉(zhuǎn)換器在空間上分開布置，只要在裂縫 和剩余的轉(zhuǎn)換器之間設(shè)置合適的接線。例如不將裂縫安置在軸承本身上，而是安置在軸承 插口上，并且將剩余的轉(zhuǎn)換器布置在軸承環(huán)上，從而在這個意義上軸承插口適合作為軸承 組成部分。相應(yīng)地能夠?qū)⒘芽p設(shè)置在作為軸承組成部分的軸承環(huán)上，并且轉(zhuǎn)換器設(shè)置在軸 承外部例如設(shè)置在軸承插口上，只要裂縫關(guān)于剩余的轉(zhuǎn)換器作為裂縫天線進(jìn)行布線。如果軸承構(gòu)造成具有內(nèi)環(huán)和外環(huán)的滾動軸承，那么能夠通過構(gòu)造在內(nèi)環(huán)和外環(huán)之 間的縫隙形成裂縫，只要該縫隙設(shè)計成絕緣的，例如在設(shè)置不導(dǎo)電的尤其陶瓷的滾動體時。作為轉(zhuǎn)換器的裂縫天線的裂縫的接線能夠通過導(dǎo)電連接特別通過電離連接構(gòu)造 在裂縫和剩余轉(zhuǎn)換器之間。作為替代方案或者補(bǔ)充方案，能夠無接觸地特別通過裂縫電容 或者電感地耦合到剩余轉(zhuǎn)換器上來構(gòu)造裂縫和剩余轉(zhuǎn)換器之間的連接。優(yōu)選在裂縫的幾何設(shè)計方面提出，將裂縫構(gòu)造成基本上方形的凹槽。在此，裂縫獲 得了簡單的可輕易再造的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在批量生產(chǎn)中是有利的。方形的凹槽的平行的側(cè)面 還允許尤其以極化的輻射響應(yīng)剩余的轉(zhuǎn)換器，并且確保由轉(zhuǎn)換器發(fā)出的信號具有極性，從 而能夠在降低噪音的基礎(chǔ)上簡單地識別信號。如果裂縫構(gòu)造成基本上方形的凹槽，那么該方形的凹槽優(yōu)選具有帶有一定長度的 長的側(cè)面，該長度大約相當(dāng)于轉(zhuǎn)換器的波長的一半并且深度相當(dāng)于轉(zhuǎn)換器的波長的大約四 分之一。在轉(zhuǎn)換器響應(yīng)的波長方面度量裂縫的尺寸，這確保了裂縫作為裂縫天線調(diào)節(jié)到轉(zhuǎn) 換器的波長上。其它波長由裂縫天線很難接收，從而該裂縫天線能夠用作濾波器。剩余的轉(zhuǎn)換器能夠與裂縫天線在空間上隔開布置。但是優(yōu)選地提出將轉(zhuǎn)換器布置在裂縫中。該裂縫是用于其余轉(zhuǎn)換器的開口或者說 插口，該開口或者說插口至少部分地由轉(zhuǎn)換器填充。轉(zhuǎn)換器尤其能夠如此容納在裂縫中，使 得轉(zhuǎn)換器不會突出超過裂縫。特別能夠如此構(gòu)造裂縫，使得其容納剩余的轉(zhuǎn)換器，然而如此 優(yōu)化裂縫的對于其用作裂縫天線來說重要的表面或者說棱邊，使得裂縫能夠作為轉(zhuǎn)換器的 良好的裂縫天線進(jìn)行連接。優(yōu)選的是，轉(zhuǎn)換器在裂縫中偏心地尤其靠近裂縫表面地布置。在偏心的布置中，剩 余的轉(zhuǎn)換器能夠布置在一個位置中，在該位置中裂縫天線的輸入阻抗配合剩余的轉(zhuǎn)換器， 該輸入阻抗重要地由裂縫的幾何構(gòu)造、剩余的轉(zhuǎn)換器在裂縫中的布置情況以及裂縫的介電 特性確定。如果裂縫由軸承組成部分的主體中基本上方形的凹槽形成，其中長方體的長的側(cè) 面大約相當(dāng)于轉(zhuǎn)換器的波長的一半并且長方體的從凹槽周圍的表面開始測量的深度大約 相當(dāng)于轉(zhuǎn)換器的波長的四分之一，那么優(yōu)選可以將轉(zhuǎn)換器在裂縫中布置在長方體的短的側(cè) 面附近。此外，長方體的長的或者短的側(cè)面或者說底面本身能夠具有開口，該面積比側(cè)面或 者說底面的面積要小，其中轉(zhuǎn)換器至少部分地容納在該開口中。優(yōu)選用電介質(zhì)填充裂縫。該電介質(zhì)提高了裂縫中的能量密度并且還提供了在裂縫 中調(diào)節(jié)波長的方案，更確切地說，如此使得剩余的轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗調(diào)整到裂縫天線的阻 抗上。優(yōu)選將天線構(gòu)造成結(jié)構(gòu)上的單元，其包括用于轉(zhuǎn)換器的接口、圍繞轉(zhuǎn)換器的接口的電介質(zhì)以及電介質(zhì)的外面的導(dǎo)電的涂層。結(jié)構(gòu)上的單元能夠作為與軸承分開制造的模塊 裝配到設(shè)置在軸承組成部分的插口中。這種結(jié)構(gòu)上的單元也可以在軸承組成部分的主體不 是金屬導(dǎo)體的情況下設(shè)置成裂縫天線。在此，電介質(zhì)的導(dǎo)電涂層形成了裂縫的內(nèi)表面并且 由此形成了裂縫天線的有效的表面或者說棱邊。電介質(zhì)本身使裂縫的表面機(jī)械穩(wěn)定并且示 出了外面涂層的表面之間的特定的電比例。轉(zhuǎn)換器的接口實現(xiàn)了作為用于轉(zhuǎn)換器的裂縫天 線的結(jié)構(gòu)上的單元的布線，該轉(zhuǎn)換器可以布置在結(jié)構(gòu)上的單元的外部，然而結(jié)構(gòu)上的單元 的組成部分優(yōu)選容納在電介質(zhì)的內(nèi)部或者電介質(zhì)上。如果天線構(gòu)造成結(jié)構(gòu)上的單元，那么優(yōu)選由非導(dǎo)電的涂層、尤其陶瓷涂層包圍電 介質(zhì)的外部的導(dǎo)電的涂層。陶瓷的涂層在電子方面相對于軸承組成部分的主體屏蔽結(jié)構(gòu)上 的單元，尤其能夠控制軸承組成部分的主體對結(jié)構(gòu)上的單元的機(jī)械、熱或者磁性的影響。陶 瓷的涂層可以具有外面的導(dǎo)電的涂層作為內(nèi)涂層，該涂層又包圍電介質(zhì)。在這種情況下，陶 瓷的涂層是結(jié)構(gòu)上的單元的一部分。作為預(yù)制的結(jié)構(gòu)上的單元作為裂縫天線的替代方案，裂縫能夠設(shè)置在軸承組成部 分的主體中，例如通過固定陶瓷薄膜裂縫的內(nèi)表面設(shè)有介電的涂層，例如通過在介電的涂 層上固定金屬薄膜特別是陶瓷薄膜，在該介電的涂層上施加導(dǎo)電的表面，并且在裂縫的這 種加襯的內(nèi)表面中至少將轉(zhuǎn)換器的接口定位到裂縫天線上，優(yōu)選將整個剩余的轉(zhuǎn)換器包括 接口定位到裂縫天線上。在需要時用電介質(zhì)填充由裂縫的內(nèi)表面圍繞的區(qū)域，該電介質(zhì)的 表面與裂縫的邊緣在軸承組成部分的主體的平面內(nèi)平齊地關(guān)閉。本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征從對優(yōu)選實施例的描述中或者說從屬權(quán)利要求中獲得。


下面參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述和解釋。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的軸承的實施例的截取部分的橫截面，圖2示出了圖1中的截取部分的俯視圖，以及圖3示意性地示出了裂縫天線的透視圖，該裂縫天線與圖1和2中示出的裂縫天 線不同。
具體實施例方式圖1示出了具有軸承組成部分1、尤其具有滾動軸承的軸承環(huán)的軸承，該軸承構(gòu)造 成滾動軸承或者滑動軸承，在該軸承的主體2中布置了轉(zhuǎn)換器3。該軸承也可以構(gòu)造成線性 導(dǎo)軌，并且軸承組成部分1就是線性導(dǎo)軌的組成部分。轉(zhuǎn)換器3包括構(gòu)造成裂縫天線4的 天線以及剩余的轉(zhuǎn)換器5，該轉(zhuǎn)換器5尤其容納電子存儲元件。裂縫天線4構(gòu)造成轉(zhuǎn)換器 3的天線并且與剩余的轉(zhuǎn)換器5耦合，尤其無接觸地耦合，專門通過電感的或者電容的耦合 件進(jìn)行。天線4構(gòu)造成軸承組成部分1的主體2中的裂縫6 ；該裂縫6關(guān)于軸承組成部分1 的主體2的與裂縫6相鄰的區(qū)域的表面7具有波長的四分之一的深度，將轉(zhuǎn)換器3調(diào)節(jié)到 該深度上并且以該深度降低轉(zhuǎn)換器3或者說可以通過操作者從外面進(jìn)行響應(yīng)。裂縫6沿著主體2的表面7的平面的延伸長度明顯小于其深度，在這個意義上將 該裂縫6構(gòu)造成狹長的。在裂縫6的內(nèi)部，剩余的轉(zhuǎn)換器5靠近裂縫6的表面，也就是偏心
5布置。用電介質(zhì)填充該裂縫6，該電介質(zhì)一直到達(dá)裂縫6的表面，在裂縫內(nèi)部布置了剩余的 轉(zhuǎn)換器5并且該裂縫與主體2的表面7基本上平齊地關(guān)閉。側(cè)壁B、C基本上垂直地從表面 7出發(fā)；裂縫還包括底面E。軸承組成部分1的主體2是導(dǎo)電的，尤其是金屬的，使得裂縫6 的側(cè)壁B、C相對于側(cè)壁B、C之間的電介質(zhì)構(gòu)造成傳導(dǎo)界面。由此，通過合適的布線能夠?qū)?側(cè)壁B、C構(gòu)造成裂縫天線4的傳導(dǎo)面或者說傳導(dǎo)邊。圖2示出了裂縫6和主體2的表面7的俯視圖。參照圖1可以看出，該裂縫6整 體作為基本上方形的凹槽構(gòu)造在主體2中。該長方體的長的側(cè)面B、C具有基本上相當(dāng)于轉(zhuǎn) 換器3的波長的一半延伸長度。還可以看出，剩余的轉(zhuǎn)換器5在裂縫6中偏心地尤其朝較 短的側(cè)面A、D之一移動地容納在電介質(zhì)中。因為裂縫天線4由長的側(cè)面C、B形成，所以短的側(cè)面A、D或者說底面B的精確設(shè) 計對于裂縫天線4的功能來說不是決定性的。尤其也可以將側(cè)面A、D進(jìn)行倒圓設(shè)計或者完 全取消該側(cè)面，從而在后者的情況下長的側(cè)面C、B朝相應(yīng)的端部移動，并且裂縫6提供了 基本上扁桃狀的俯視圖。同樣能夠?qū)⒌酌鍮構(gòu)造成倒圓的或者可以V形移動。在側(cè)面A、D 的區(qū)域中的端部上也可以擴(kuò)展裂縫，使得剩余的轉(zhuǎn)換器5能夠容納在裂縫的這個擴(kuò)展部分 中。底面B或者說兩個側(cè)面C、B或A、D之一還能夠具有凹處，在該凹處中容納剩余的轉(zhuǎn)換 器5，使得該轉(zhuǎn)換器不再直接處于長的側(cè)面C、B之間。在圖3中示出的裂縫天線4在一定程度上不同于圖1或者說圖2中示出的裂縫 天線，因為剩余的轉(zhuǎn)換器5布置在構(gòu)造成方形的凹槽的裂縫6的中間。電離的接觸件8從 剩余的轉(zhuǎn)換器5指向裂縫6的兩個長的側(cè)面B、C。裂縫天線4的側(cè)面A、B、C、D、E在外面 是不導(dǎo)電的，尤其設(shè)有陶瓷涂層，并且在里面在面對剩余的轉(zhuǎn)換器5的部分表面上構(gòu)造成 導(dǎo)電的。該陶瓷的涂層使裂縫天線4與軸承組成部分1的主體2絕緣。還用電介質(zhì)(例如 PA66-GF25或陶瓷，由該材料構(gòu)成了滾動體)填充該裂縫天線4，在電介質(zhì)內(nèi)部剩余的轉(zhuǎn)換 器5以端口布置在裂縫天線的側(cè)面B、C上，特別以接觸件8朝側(cè)面B、C進(jìn)行布置。在圖3中示出的裂縫天線4能夠構(gòu)造成結(jié)構(gòu)上的單元，該結(jié)構(gòu)上的單元作為組成 部分至少包括側(cè)面B、C的導(dǎo)電的部分表面、電介質(zhì)以及剩余的轉(zhuǎn)換器5的朝側(cè)面B、C的導(dǎo) 電的部分表面的端口。這種結(jié)構(gòu)上的單元能夠插入方形構(gòu)造的凹槽中。如果結(jié)構(gòu)上的單元 額外地具有外側(cè)陶瓷的或者不導(dǎo)電的涂層，那么該結(jié)構(gòu)單元在很大程度上能夠獨(dú)立于軸承 組成部分1的主體2的導(dǎo)電能力用作裂縫天線4。在上面描述的實施例中，裂縫天線4尤其由裂縫6的長的側(cè)面C、B形成。顯而易 見，作為替代方案或者補(bǔ)充方案，也可以將短的側(cè)面A、D作為裂縫天線進(jìn)行連接，將該裂縫 天線調(diào)節(jié)到轉(zhuǎn)換器3的另一波長上。不言而喻，裂縫天線的表面不一定必須相互對置；表面 也可以相互圍成一個角度。例如能夠在短的側(cè)面例如A與長的側(cè)面例如B之間構(gòu)造裂縫天 線，只要側(cè)面A和B之間是電絕緣的。在前面所描述的實施例中，裂縫天線4的幾何形狀基本上由裂縫6的形狀確定。不 言而喻，只要裂縫具有與所希望的裂縫天線4不同的形狀，就可以將裂縫在其形狀方面配 合裂縫天線4的所希望的形狀，尤其能夠用例如導(dǎo)電的膏體在一定程度上填充該裂縫，直 到剩下的縫隙具有裂縫天線的所希望的幾何構(gòu)造。如果裂縫天線4由結(jié)構(gòu)上的單元構(gòu)成， 那么該結(jié)構(gòu)上的單元能夠插入裂縫的填充物中，尤其插入導(dǎo)電的膏體中。在上面描述的實施例中，裂縫構(gòu)造成軸承組成部分1的主體2中的凹槽。顯而易見，裂縫不必設(shè)置成主體中的凹槽；同樣能夠構(gòu)造主體2的表面7之間的裂縫以及關(guān)于表面 7進(jìn)行填縫的區(qū)段。此外，能夠在第一軸承組成部分的表面和第二軸承組成部分的表面之間 構(gòu)造裂縫，尤其在滾動軸承的內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間或者在軸承的軸承環(huán)和導(dǎo)電的密封元件之間 構(gòu)造裂縫。在上面所描述的實施例中，裂縫6由軸承組成部分1的主體2中的盲孔構(gòu)成。不 言而喻，該裂縫6也可以由穿過主體2的穿通部分構(gòu)成，該穿通部分中沒有底面E。圖3中的實施例的裂縫天線4的側(cè)面A、B、C、D、E在外面是不導(dǎo)電的，尤其設(shè)有陶 瓷的涂層。不言而喻，側(cè)面在外面也可以構(gòu)造成導(dǎo)電的。前面參照構(gòu)造成滾動軸承的軸承來描述本發(fā)明。在此，軸承組成部分1是保持架、 密封件、滾動體之一或者滾動軸承的軸承環(huán)之一。顯而易見，軸承也可以構(gòu)造成線性導(dǎo)軌， 在這種情況下，軌道、環(huán)繞單元或者滑座或者說線性導(dǎo)軌的另外的作為軸承組成部分的部 分相應(yīng)于上面所描述的兩個實施例的軸承組成部分1。附圖標(biāo)記列表
1軸承組成部分
2軸承組成部分1的主體
3轉(zhuǎn)換器
4轉(zhuǎn)換器的裂縫天線
5剩余的轉(zhuǎn)換器
6裂縫
7主體2的表面
8電離的接觸件
權(quán)利要求
1.軸承，尤其滾動軸承或滑動軸承或線性導(dǎo)軌，包括至少一個軸承組成部分(1)、尤其 是滾動軸承的軸承環(huán)以及具有天線(4)的轉(zhuǎn)換器(3)，其特征在于，所述天線(4)構(gòu)造成裂 縫天線并且包括裂縫(6)，并且所述裂縫(6)構(gòu)造在所述軸承組成部分(1)中或者所述軸承 組成部分⑴上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承，其特征在于，所述裂縫(6)構(gòu)造成基本上方形的凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸承，其特征在于，所述方形的凹槽具有帶有一定長度的長 的側(cè)面(B、C)，所述長度大約相當(dāng)于所述轉(zhuǎn)換器的波長的一半并且深度相當(dāng)于所述轉(zhuǎn)換器 的波長的大約四分之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的軸承，其特征在于，剩余的轉(zhuǎn)換器(5)布置在所 述裂縫(6)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軸承，其特征在于，所述剩余的轉(zhuǎn)換器( 在所述裂縫(6)中 偏心地、尤其是靠近所述裂縫⑴)的表面進(jìn)行布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項所述的軸承，其特征在于，用電介質(zhì)填充所述裂縫(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項所述的軸承，其特征在于，將所述天線(4)構(gòu)造成結(jié)構(gòu) 上的單元，其包括用于所述轉(zhuǎn)換器(5)的接口(8)、圍繞所述轉(zhuǎn)換器(5)的接口(8)的電介 質(zhì)以及電介質(zhì)的外面的導(dǎo)電的涂層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軸承，其特征在于，由不導(dǎo)電的涂層尤其陶瓷的涂層包圍電 介質(zhì)的外面的導(dǎo)電的涂層。
9.一種將軸承的軸承組成部分(1)中的或者軸承組成部分(1)上的裂縫(6)作為配屬 于所述軸承的轉(zhuǎn)換器⑶的裂縫天線⑷的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軸承，尤其滾動軸承或滑動軸承或線性導(dǎo)軌，包括至少一個軸承組成部分(1)，尤其是滾動軸承的軸承環(huán)以及具有天線(4)的轉(zhuǎn)換器(3)。本發(fā)明的目的是提出一種具有帶有天線的RFID轉(zhuǎn)換器的軸承、尤其是滾動軸承或滑動軸承或線性導(dǎo)軌，對于這種軸承來說，RFID轉(zhuǎn)換器的天線是簡單的并且在一定程度上獨(dú)立于軸承的設(shè)計進(jìn)行構(gòu)造。根據(jù)本發(fā)明通過以下方法實現(xiàn)該目的，即天線(4)構(gòu)造成裂縫天線并且包括裂縫(6)，并且該裂縫(6)構(gòu)造在軸承組成部分(1)中或者軸承組成部分(1)上。
文檔編號H01Q13/18GK102084545SQ200980113733
公開日2011年6月1日 申請日期2009年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月15日
發(fā)明者托馬斯·林克 申請人:謝夫勒科技有限兩合公司