本发明涉及信息的回收(特别是来自旋转部件)的通用(/总体)领域，所述信息诸如温度、力、振动、转速、湿度，润滑剂质量等。
背景技术：
本发明发现一种在轴承领域中的特别应用，所述轴承诸如为滚动轴承(例如，球轴承、滚子轴承、滚针轴承)或者另外所谓的没有滚动元件的“平滑(smooth)”轴承(特别是在凸轮从动件中使用)等等。
为了确保轴承正确运行并提高其使用寿命，已知使用传感器(特别是能够检测传递到所述轴承的载荷的光纤)来分析轴承的监测(surveillance)。
然而，由于传感器或光纤通常(/总体上)(generally)相对于轴承的元件突出，因此传感器或光纤的集成特别受约束。此外，这些各种传感器难以有效地定位在轴承上。
本发明旨在弥补这些缺点。
需要改善轴承状态的监测。
技术实现要素：
本发明的目的在于一种轴承，轴承包括至少一个涂层，涂层包括集成到所述涂层中的至少一个传感器，所述传感器是纳米传感器并包括至少一个纳米粒子。
纳米粒子传感器或纳米传感器表征影响纳米尺度上的操作并被构造为传输宏观尺度上的信号的任何传感器。
“纳米粒子”是指其三个维度在纳米尺度(nanometricscale)上的纳米级物体(nano-object)，也就是说，纳米尺度的粒子的标称直径小于约100nm。
纳米粒子可以例如包括石墨烯。
石墨烯是只有一个原子厚的二维碳膜，其特征是具有出色的化学特性、电特性、材料特性、光学特性和物理特性。因此，石墨烯和相关材料(诸如石墨烯氧化物和还原的石墨烯氧化物)已成为检测领域中的最前沿。
混合的石墨烯-纳米粒子结构可以协同作用，以提供一定数量的独特物理-化学性质，这些性质对于检测应用而言是理想的和有利的。这些混合的石墨烯-纳米粒子结构特别令人关注，因为它们不仅具有纳米粒子和石墨烯的独特性能，而且还可以具有另外的协同性能，因此可以提供可以使用多种检测机械装置产生的改进的灵敏度和选择性。
在另一变型中，纳米粒子可以是能够改变颜色的荧光碳纳米粒子类型(fluorescentcarbonnanoparticletype)(fcnp)。
在又一变型中，纳米粒子可以基于热塑性聚合物生产，并且可以例如包括基于罗丹明b(rhodamineb)的着色剂。
纳米粒子的类型不限于上文引用的示例，并且可以是其三个维度在纳米尺度上的任何纳米级物体，也就是说，纳米尺度的粒子的标称直径小于约100nm。
根据一个实施方式，轴承包括至少一个外圈和一个内圈，涂层设置在轴承的至少一个元件上。
例如，轴承是滚动轴承或滑动轴承(slidingbearing)。
例如，涂层在径向上设置在外圈与内圈之间。
例如，涂层沉积在外圈的内表面和/或外表面上。
例如，涂层沉积在内圈的内表面和/或外表面上。
轴承有利地包括：至少一列滚动元件，在径向上设置在滚道中，滚道分别形成在内圈的外表面和外圈的内表面上；以及保持架，被构造成保持所述滚动元件之间的周向间隔。涂层设置在滚动元件中的每个上和/或保持架上。
例如，轴承包括两列滚动元件。
滚动元件例如是球。作为另一种选择，可以提供其他类型的滚动元件，诸如，以滚子或滚针为例。
例如，轴承包括在径向上安装在外圈与内圈之间的至少一个密封元件，涂层位于密封元件的至少一部分上，诸如，以位于与内圈摩擦接触的密封唇上为例。
根据另一实施方式，轴承是平滑轴承，涂层设置在所述平滑轴承的外表面上和/或孔上。
根据另一方面，本发明涉及一种涂层，该涂层被构造成沉积在轴承的至少一个元件上并且包括集成到所述涂层中的至少一个传感器，所述传感器是纳米传感器并包括至少一个纳米粒子。
-例如，涂层通过真空沉积技术(例如，通过物理气相沉积(pvd)或等离子体辅助化学气相沉积(pacvd))沉积。同样可以使用其他浸渍技术来浸渍轴承的圈中的至少一者。
附图说明
通过研究以非限制性示例的方式获得并且通过附图示出的实施方式的详细描述，将更好地理解本发明，其中：
图1是根据本发明的一个实施方式的包括具有涂层的轴承的滚动装置的立体图；以及
图2是根据本发明的第二实施方式的包括涂层的滚动轴承的立体图。
具体实施方式
术语“外”和“内”参考轴承的旋转轴线y-y，内部比外部靠近旋转轴线。
在图1中，示出了由总体标号10表示的凸轮从动辊装置(camfollowerrollerdevice)，凸轮从动辊装置例如能够用在意图用于内燃机的燃料喷射泵中。
装置10包括推杆或主体12和辊(roller)14，辊14安装成相对于主体旋转并且意图支承(/支承抵接)与内燃机的凸轮轴同步的凸轮或直接支承抵接所述轴的凸轮。主体12界定开口12a，开口12a朝向外部敞开并且辊14安装在开口12a内部。辊14在径向上从主体12向外突出。主体12可以通过锻造或通过从薄板侧面(thinplateflank)切割、压制和弯曲而以低成本有利地获得。
装置10还包括具有轴线y-y的轴16，轴16安装在主体12上并支撑辊14。支撑轴16具有圆柱形的轴向外表面16a，辊14围绕圆柱形的轴向外表面16a安装。轴16的端部安装在通孔17、18内部，通孔17、18形成在主体12上并且在轴向上彼此面对。轴16通过任何合适的装置固定到主体12。外表面16a的被主体12自由地剩下的部分形成外安装支承表面。外支承表面在轴向上位于轴16的容纳在主体中的孔17、18内部的端部之间。
辊14包括形成内表面的圆柱形轴向孔14a和在径向上与所述孔相对(/背对)(opposite)的圆柱形轴向外表面14b。辊的外表面14b形成有意支承抵接内燃机的相关联的凸轮的接触表面。
装置10还包括在径向上设置在辊14与轴16之间的平滑轴承(smoothbearing)19。平滑轴承19采取环形套筒的形式，并且与辊14和轴16同轴。轴承19具有圆柱形轴向外表面19a和相对的圆柱形轴向孔19b，圆柱形轴向外表面19a在径向上安装成与辊14的孔14a接触，相对的圆柱形轴向孔19b在径向上安装成与轴16的外支承表面直接接触。
轴16的外支承表面形成用于支撑辊14的平滑轴承19的安装支承表面。平滑轴承19可以固定到辊14或轴16，或者另外安装成在它们之间自由旋转。辊14被安装成相对于轴16的外支承表面自由旋转。
在示出的示例中，辊14被安装成相对于轴16的所述外支承表面自由地平移运动。
平滑轴承19由被构造成限制辊14与轴16之间的摩擦的材料制成。例如，平滑轴承19由无定形碳(/非晶碳)(amorphouscarbon)(dlc)制成。
平滑轴承19在其外表面19a上和/或在其孔19b上具有涂层(无参考标号)，涂层可以例如通过真空沉积技术(例如通过物理气相沉积(pvd)或等离子体辅助化学气相沉积(pacvd))沉积。同样可以使用其他浸渍技术来浸渍轴承的内表面和外表面中的至少一者。
涂层包括集成到所述涂层中的一个或多个纳米传感器(未示出)。例如，纳米传感器可以是纳米粒子(/纳米颗粒)的形式。
纳米粒子传感器或纳米传感器表征影响纳米尺度(nanometricscale)上的操作并被构造为传输宏观尺度(macroscopicscale)上的信号的任何传感器。
“纳米粒子”是指其三个维度在纳米尺度上的纳米级物体(nano-object)，也就是说，为标称直径小于约100nm的粒子。
纳米传感器中的每个被构造为与平滑轴承19外部的接收器(未示出)无线通信。
在图2中示出了整体上以参考标号20表示的滚动轴承，诸如具有两列球的轴承。
滚动轴承20包括外圈22、内圈24以及在径向上设置在所述圈22、24之间的两列滚动元件26a、26b。如所示出的，滚动元件是球。作为另一种选择，可以存在其他类型的滚动元件，诸如，以滚子或滚针为例。同样可以设置单列滚动元件。
如所示出的，每列滚动元件26a、26b中的滚动元件沿周向被保持在保持架28a、28b内部。每个保持架28a、28b可包括被构造成容纳滚动元件并以规则的周向间隔保持它们的多个单元格(/腔格)(cell)。
如所示出的，内圈24是实心的，并且在径向上由圆柱形内表面24a和圆柱形外表面24b界定，并且在轴向上由两个相对的正径向表面(/前径向表面)24c、24d界定。
内圈24在其圆柱形外表面24b上包括形成用于滚动元件的滚道的两个环形槽24e、24f。内圈24可以通过如下方式来制造：旋转或成形钢制坯料，然后将所述坯料拉直并且如果适用在滚道的位置处研磨，以将内圈24的几何特性和最终表面状态赋予内圈24。
如所示出的，外圈22是实心的，并且在径向上由圆柱形内表面22a和圆柱形外表面22b界定，并且在轴向上由两个相对的正径向表面(frontradialsurfaces)22c、22d界定。
外圈22的圆柱形内表面22a包括形成用于滚动元件的滚道的两个环形槽(toroidalgrooves)22e、22f。
作为另一种选择，用于滚动元件的滚动表面可以设置在外圈22的圆柱形内表面22a上。
外圈22可以通过如下方式制造：旋转或成形钢制坯料，然后将所述坯料拉直并且如果适用在滚道的位置处研磨，以将外圈22的几何特性和最终表面状态赋予外圈22。
如所示出的，滚动轴承20包括在径向上安装在圈22、24之间的密封元件29。作为另一种选择，可以设置两个密封元件，在径向上在滚动元件26a、26b的两侧安装在圈22、24之间。如所示出的，密封元件29是包括径向摩擦接触在内圈24的外表面24b上的密封唇(无参考标号)的径向密封件。作为另一种选择，密封元件的密封唇可以抵着外圈22的内表面22a径向摩擦接触。
如所示出的，滚动轴承20还包括第一涂层30，第一涂层30位于外圈22的内表面22a上，特别是位于形成用于滚动元件的滚道的两个环形槽22e、22f上。
如所示出的，滚动轴承20包括位于内圈24的内表面24a上的第二涂层32。
如所示出的，滚动轴承20包括第三涂层34b、34b，第三涂层34b、34b位于保持架28a、28b中的每个上，特别是位于它们的外表面上。作为另一种选择，第三涂层34b、34b可以位于保持架中的每个的内表面上或位于保持架的横向侧中的一者上。
如所示出的，滚动轴承20包括位于外圈22的外表面22b上的第四涂层36。
如所示出的，滚动轴承20包括位于密封元件29的密封唇上的第五涂层38。
如所示出的，滚动轴承20包括位于滚动元件中的每个滚动元件上的第六涂层39。
涂层30、32、34a、34b、36、38、39中的每个涂层包括集成到所述涂层中的一个或多个纳米传感器(未示出)。例如，传感器可以是纳米粒子的形式。
一个涂层与另一涂层的纳米传感器可以相同或不同。
纳米传感器中的每个纳米传感器被构造为与滚动轴承20外部的接收器(未示出)无线通信。涂层30、32、34a、34b、36、38、39中的每个涂层使用真空沉积技术(例如通过物理气相沉积(pvd)或等离子体辅助化学气相沉积(pacvd))沉积在相关的表面上。同样可以使用其他浸渍技术来浸渍轴承的各个部件中的至少一者。
在图2中示出的示例中，滚动轴承包括多个涂层，所述涂层包括一个或多个纳米传感器。作为另一种选择，滚动轴承可以包括不同数量的涂层，例如仅一个涂层，两个、三个、四个或五个涂层，或者数量大于六个的涂层。
该涂层可以应用于任何类型的轴承或滚动轴承上，诸如，以离合器止推轴承为例。
由于纳米传感器集成到轴承的涂层中，因此减少了将传感器组装到轴承上的时间，并改善了轴承状态的监测。
1.一种轴承(19，20)，包括至少一个涂层(30，32，34a，34b，36，38，39)，所述至少一个涂层(30，32，34a，34b，36，38，39)包括集成到所述涂层中的至少一个传感器，所述传感器是纳米传感器并包括至少一个纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的轴承(20)，其特征在于，所述轴承(20)包括至少一个外圈(22)和一个内圈(24)，所述涂层(30，32，34a，34b，36，38，39)设置在所述轴承的至少一个元件上。
3.根据权利要求2所述的轴承(20)，其特征在于，所述涂层(30)在径向上设置在所述外圈(22)与所述内圈(24)之间。
4.根据权利要求3所述的轴承(20)，其特征在于，所述涂层(30，36)沉积在所述外圈(12)的内表面(22a)和/或外表面(22b)上。
5.根据权利要求3或4所述的轴承(20)，其特征在于，所述涂层(32)沉积在所述内圈(24)的内表面(24a)和/或外表面(24b)上。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的轴承(20)，其特征在于，所述轴承(20)还包括：至少一列滚动元件(26a，26b)，在径向上设置在滚道(24e，24f；22e，22f)中，所述滚道(24e，24f；22e，22f)分别形成在所述内圈(24)的外表面(24b)上和所述外圈(22)的内表面(22a)上；以及保持架(28a，28b)，被构造成保持所述滚动元件之间的周向间隔，所述涂层(39，34a，34b)设置在所述滚动元件中的每个滚动元件上和/或所述保持架(28a，28b)上。
7.根据权利要求6所述的轴承(20)，其特征在于，所述滚动元件是球。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的轴承(20)，其特征在于，所述轴承(20)包括在径向上安装在所述外圈(22)与所述内圈(24)之间的至少一个密封元件(29)，所述涂层(38)位于所述密封元件(29)的至少一部分上。
9.根据权利要求1所述的轴承(20)，其特征在于，所述轴承(20)是平滑轴承，所述涂层设置在所述平滑轴承(19)的外表面(19a)和/或孔(19b)上。
10.一种涂层(30，32，34a，34b，36，38，39)，所述涂层(30，32，34a，34b，36，38，39)被构造成沉积在轴承(19，20)的至少一个元件上，并且包括集成到所述涂层中的至少一个传感器，所述传感器是纳米传感器并包括至少一个纳米粒子。
技术总结