專利名稱：用于軌道車輛的配備傳感器的輪對軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軌道車輛的配備傳感器的輪對軸承裝置，其基本 上由一用于一旋轉(zhuǎn)軸的軸承、 一圍繞軸承的軸承殼和一用于軸承狀態(tài) 監(jiān)控的傳感器裝置構(gòu)成。
技術(shù)背景對于專家來說關(guān)于軌道車輛的輪對軸承一般已知，在轉(zhuǎn)向架上對 軸承的機(jī)械損壞大大降低了軌道車輛的安全性并且軸承的失效最終可 能導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。對軸承的機(jī)械損壞的原因是極其多種多樣的， 但其在大多數(shù)情況下可以歸因于軸承的制造或安裝的缺陷、其工作面 上的材料疲勞裂紋或剝落、由于損壞的密封導(dǎo)致的各個軸承元件的過 度腐蝕、由于運(yùn)動的軸承元件的不充分的潤滑導(dǎo)致的軸承的過度發(fā)熱 或者歸因于由于在車輪的滾動面上的扁平點(diǎn)導(dǎo)致的各個軸承元件的振 動疲勞。由于軸承狀態(tài)的檢驗(yàn)方法在過去限于在定期的時間間距內(nèi)進(jìn) 行的維修操作，其中不顧其狀態(tài)地更換軌道車輛的全部軸承，并且這 種處理方法首先已證明成本是很高的，特別是在高速運(yùn)行的現(xiàn)代軌道 車輛中較長時間以來通用地通過相應(yīng)的傳感器持續(xù)地監(jiān)控每一軸承的 狀態(tài)，以便因此能夠及時地預(yù)告或檢測軸承故障的出現(xiàn)并且可以釆取 適用于給定時間的措施。在這樣的配備傳感器的輪對軸承裝置中，其 基本上由一用于旋轉(zhuǎn)軸的軸承、 一圍繞軸承的固定的軸承殼和一傳感 器裝置構(gòu)成，各軸承配備不同的發(fā)送器元件并且在各適當(dāng)?shù)臏y量點(diǎn)配 備相應(yīng)的傳感器，它們經(jīng)由數(shù)據(jù)傳輸電纜連接于軌道車輛中的電子處 理器裝置以便顯示有故障的狀態(tài)。這樣的配備傳感器的輪對軸承裝置例如由SKF公司期刊 "Evolution", 1995年第4期第24至27頁和由同一企業(yè)的DE 41 38 867 C2是已知的。在該輪對軸承裝置中軸承以已知的方式包括一固定在旋轉(zhuǎn)軸上的隨轉(zhuǎn)的元件和一在固定的軸承殼中固定的固定元件以及 在其間滾動的多個滾動體，其中在隨轉(zhuǎn)的與固定的元件之間的間隙軸 向向外由一密封裝置密封，其包括一在軸承的固定元件上固定的密封 圈和一在軸承的隨轉(zhuǎn)元件上固定的密封圏。在固定在軸承的固定元件 上的密封圏的外側(cè)面上然后固定一與軸承上的多個發(fā)送器元件處于接 觸的傳感器模塊，其與一數(shù)據(jù)傳輸電纜和一通向電子處理器裝置的連 接件共同基本上構(gòu)成輪對軸承裝置的傳感器裝置。其中數(shù)據(jù)傳輸電纜 包括一從傳感器模塊導(dǎo)向一插塞凸緣的固定安裝的電纜件和一在兩端構(gòu)成有插塞連接器的可活動的電纜件，利用后者建立在軸承殼中的插 塞凸緣與通向軌道車輛中電子處理器裝置的接頭之間的連接并且在對 輪對軸承裝置進(jìn)行維修工作時通過插塞接點(diǎn)的脫離將其去除。但在該配備傳感器的輪對軸承裝置中不利的是，傳感器裝置的插 塞連接器設(shè)有確保在軸承殼中的插塞凸緣與通向軌道車輛中電子處理 器裝置的接頭之間的持久可靠的電連接，因?yàn)椴迦B接一般很易受塵埃和水的影響并從而在軌道車輛的惡劣的行駛條件下具有較高的失效 概率。盡管在已知的傳感器裝置的插塞連接器上存在著連接保護(hù)和密封裝置但在實(shí)踐中已表明，特別由于在軌道車輛的行車運(yùn)行中在輪對 軸承裝置，上產(chǎn)生的振動和溫度變化可能導(dǎo)致濕氣和塵埃的侵入或甚 至導(dǎo)致傳感器裝置在軸承殼上和/或在通向電子處理器裝置的接頭上 的插塞連接的松動或脫離，從而在向處理器裝置數(shù)據(jù)傳輸時導(dǎo)致故障 并且軸承上出現(xiàn)的故障的及時的預(yù)告或檢測不再是可能的。此外通過 在軸承殼中固定安裝的插塞凸緣和數(shù)據(jù)傳輸電纜的通向傳感器的電纜 件耗費(fèi)是很大的，在為維修目的拆卸軸承時必須去除傳感器裝置的該 部分，從而使通過簡單地脫開傳感器裝置的可活動的電纜件獲得的在 時間和費(fèi)用上的節(jié)省對于維修工作來說又有局限性。同樣傳感器的可 活動的電纜件上的數(shù)據(jù)傳輸電纜的較薄壁的包皮已證明不足夠地防止 數(shù)據(jù)傳輸電纜的機(jī)械損壞，例如石塊沖擊等。 發(fā)明內(nèi)容從所述的已知的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)出發(fā)，因此本發(fā)明的目的在于，設(shè)計(jì)一種軌道車輛的配備傳感器的輪對軸承裝置，它的傳感器裝置即 使在惡劣的行駛條件下也確保在軸承殼中的傳感器模塊與軌道車輛中 通向電子處理器裝置的接頭之間的持久可靠的電連接和抗機(jī)械損壞的 可靠的保護(hù)，并且它在對軸承進(jìn)行維修工作時可簡單而快速地從其中 脫開。按照本發(fā)明該目的在一種按照權(quán)利要求1前序部分所述的用于軌 道車輛的配備傳感器的輪對軸承裝置中這樣達(dá)到，即，將傳感器裝置 設(shè)計(jì)為無插塞連接的單體的組裝裝置，其傳感器模塊在安裝時可通過 軸承殼插入其中并且其通過一在傳感器模塊與連接件之間在軸承殼上 設(shè)置的凸緣件可持久接觸可靠地固定在輪對軸承裝置上。按照本發(fā)明構(gòu)成的配備傳感器的輪對軸承裝置的優(yōu)選的實(shí)施形式 和有利的進(jìn)一步構(gòu)成描述于諸從屬權(quán)利要求中。依此按照權(quán)利要求2和3在按照本發(fā)明構(gòu)成的輪對軸承裝置中設(shè) 定，傳感器裝置的傳感器模塊可通過一軸承殼中的徑向孔插入其中并 且具有一壓鑄殼體，其最大高度和深度稍小于軸承殼中的徑向孔的直 徑。由于在軸承殼中的這樣的徑向孔在許多軌道車輛中已存在并且用 于插入外部的轉(zhuǎn)速發(fā)送器，因此本發(fā)明的解決方案也與已處于使用的 軌道車輛的輪對軸承裝置相容并且無疑可以在其上補(bǔ)充裝備使用。對 此傳感器模塊在其造型上匹配于徑向孔，即通過其優(yōu)選由壓鑄金屬構(gòu) 成的殼體具有一長形的與其在密封裝置的固定的密封圏上的固定位置 的半徑匹配的基本形狀以及最大高度和深度，其能夠無問題地使傳感 器模塊通過徑向孔。將這樣構(gòu)成的傳感器模塊在插入軸承殼中以后接 著利用兩個在其壓鑄殼體上成型的固定凸緣用螺釘擰緊在密封裝置的 固定的密封圏的外側(cè)面上并且在其壓鑄殼體內(nèi)具有包括運(yùn)動傳感器、 轉(zhuǎn)向傳感器、溫度傳感器、振動傳感器、角位置傳感器或轉(zhuǎn)速傳感器 的組中的至少一個傳感器，其與在軸承上的相應(yīng)的發(fā)送器元件處于作 用接觸。此外按照權(quán)利要求4按照本發(fā)明構(gòu)成的輪對軸承裝置的特征還在 于，傳感器裝置的凸緣件由一空心圓柱體構(gòu)成，穿過它引導(dǎo)數(shù)據(jù)傳輸電纜并且在其外側(cè)面上成型兩個對置的具有螺釘孔的徑向凸塊，經(jīng)由 它們凸緣件可用螺釘擰緊在軸承殼的外側(cè)面上。對此已證明特別成本 有利的是，凸緣件同樣制成為金屬壓鑄件，因?yàn)橛纱送瑫r不僅可成形件固定在軸承殼上并且只還需;微;的;整。同樣有利的是，、凸緣件 上的各徑向凸塊構(gòu)成有平面的接觸面，其貼緊一在軸承殼上相應(yīng)成型 的平面的對應(yīng)面，因?yàn)橛纱擞糜谙鄳?yīng)的壓鑄成形的費(fèi)用是不多的。但 也有可能，將凸緣件上的各徑向凸塊構(gòu)成為弧形匹配于不具有一單獨(dú) 的對應(yīng)面的軸承殼的半徑。按照本發(fā)明構(gòu)成的輪對軸承裝置的一符合目的的進(jìn)一步構(gòu)成按照權(quán)利要求5和6還在于，將凸緣件的面向軸承殼的空心圓柱體部分構(gòu)成為定心銷，其具有一大致相當(dāng)于軸承殼中的徑向孔的直徑的外徑和 一從徑向孔中略微凸入軸承殼中的長度。利用定心銷將凸緣件在安裝 時插入軸承殼中的徑向孔中，使在凸緣件的各徑向凸塊中的螺釘孔相 對于為固定凸緣件在軸承殼中設(shè)置的各螺紋孔位置固定。此外在凸緣 件的定心銷的外周面中制出至少一個環(huán)繞的環(huán)形槽，為避免污物和濕氣進(jìn)入軸承殼中經(jīng)由徑向孔嵌入一 o型密封圏到該環(huán)形槽中。對此可 以這樣達(dá)到密封效果的進(jìn)一步改善，即在定心銷的外周面內(nèi)制出兩個 或更多個接連設(shè)置的環(huán)形槽并在其中嵌入兩個或更多個密封圏。 最后作為按照本發(fā)明構(gòu)成的輪對軸承裝置的有利的實(shí)施形式按權(quán)利要求7還建議，數(shù)據(jù)傳輸電纜在凸緣件的空心圓柱體的入口和出口 上通過彈性體圈防止磨破以及通過一在凸緣件與通向電子處理器裝置 的連接件之間設(shè)置的柔性的塑料軟管防止機(jī)械損壞。對此各彈性體圏 有利地是已知的各鎖緊螺母的構(gòu)件，在預(yù)組裝傳感器裝置時將各鎖緊 螺母檸到數(shù)據(jù)傳輸電纜上并且檸緊在凸緣件的空心圓柱體的構(gòu)成有相 應(yīng)螺紋的各端上。在軸承殼外部設(shè)置的鎖緊螺母在此如同通向電子處 理器裝置的連接件在背側(cè)還具有一另外的螺紋，在其上接著擰緊同樣 利用已知的鎖緊螺母可固定的柔性的塑料軟管以避免機(jī)械損壞。按照本發(fā)明構(gòu)成的配備傳感器的輪對軸承裝置因此相對于由現(xiàn)有技術(shù)已知配備傳感器的輪對軸承裝置具有優(yōu)點(diǎn)，即其傳感器裝置構(gòu)成 為單體預(yù)制成的組裝裝置包括傳感器模塊、數(shù)據(jù)傳輸電纜、外部的凸緣件、外部的保護(hù)軟管和通向處理器裝置的連接件，在振動技術(shù)上受 高載荷的輪對軸承裝置上的插塞連接是不需要的并因此也確保軌道車 輛中在軸承殼中的傳感器模塊與通向電子處理器裝置的接頭之間的持久可靠的電連接。通過傳感器裝置的單體的實(shí)施形式即使在對軸承進(jìn)行維修工作時也可簡單而快速地將傳感器裝置從軸承中脫開并同時通過外部的保護(hù)軟管和通過針對性設(shè)置的密封件提供更可靠的保護(hù)以防機(jī)械損壞以及防止污物和濕氣的侵入。
以下參照附圖更詳細(xì)地說明按照本發(fā)明構(gòu)成的配備傳感器的輪對軸承裝置的優(yōu)選的實(shí)施形式。其中圖1按照本發(fā)明構(gòu)成的配備傳感器的軌道車輛的輪對軸承裝置 的三維的總圖；圖2按照本發(fā)明構(gòu)成的配備傳感器的輪對軸承裝置按圖1的三 維總圖的放大的部分圖；圖3按照本發(fā)明構(gòu)成的配備傳感器的輪對軸承裝置的傳感器裝 置和軸承的放大的三維圖。
具體實(shí)施方式
由圖1明顯看出軌道車輛的配備傳感器的輪對軸承裝置1，其基 本上由一用于旋轉(zhuǎn)軸2的圖中看不到的軸承、 一圍繞軸承的固定的軸 承殼3和一用于軸承狀態(tài)監(jiān)控的傳感器裝置4構(gòu)成，該傳感器裝置基 本上由一傳感器模塊7、 一數(shù)據(jù)傳輸電纜8和一通向電子處理器裝置 的連接件9組成。軸承對此包括一在旋轉(zhuǎn)軸2固定的未更詳細(xì)示出的 隨轉(zhuǎn)的元件和一在固定的軸承殼3中固定的同樣未示出的固定的元 件，許多未示出的滾動體在這們之間滾動。在該軸承的隨轉(zhuǎn)的元件與 固定的元件之間的間隙軸向向外由至少一個密封裝置5密封，它包括 一在軸承的固定的元件上固定的密封圈6,在其外側(cè)面上固定傳感器 裝置4的與軸承上的多個發(fā)送器元件處于接觸的傳感器模塊7。8此外由圖1中顯而易見的是，傳感器裝置4按照本發(fā)明構(gòu)成為無 插塞連接的單體的組裝單元，該組裝單元的傳感器模塊7在安裝時通 過軸承殼3插入其中并且該組裝單元通過一在傳感器模塊7與連接件 9之間在軸承殼3上設(shè)置的凸緣件IO可持久接觸可靠地固定在輪對軸 承裝置1上。輪對軸承裝置l按圖2的放大圖對此示出，傳感器裝置 4的傳感器模塊7可通過軸承殼3中的一徑向孔11插入該軸承殼中并 且具有一壓鑄殼體12，其最大高度和深度稍小于軸承殼3中徑向孔11 的直徑并因此能夠無問題地使傳感器模塊7通過徑向孔11。將這樣構(gòu) 成的傳感器模塊7在插入軸承殼3中以后接著利用兩個在其壓鑄殼體 12上成型的固定凸緣用螺釘擰緊在密封裝置5的固定的密封圈6的外 側(cè)面上并且在其壓鑄殼體12內(nèi)具有包括運(yùn)動傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、溫 度傳感器、振動傳感器、角位置傳感器或轉(zhuǎn)速傳感器的組中的至少一 個傳感器。此外由圖2和3仍顯而易見的是，傳感器裝置4的凸緣件10由一 空心圓柱體構(gòu)成，穿過它引導(dǎo)數(shù)據(jù)傳輸電纜8并且在它上面成型兩個 對置的具有螺釘孔15、 16的徑向凸塊(Radialstege) 13、 14，經(jīng)由它 們，凸緣件10可用螺釘擰緊在軸承殼3的外側(cè)面17上。凸緣件10 的面向傳感器模塊7的空心圓柱體部分明顯可見地構(gòu)成為定心銷18， 該定心銷可插入軸承殼3中的徑向孔中并且利用該定心銷使在凸緣件 10的徑向凸塊13、 14中的螺釘孔15、 16相對于其在軸承殼3中的各 螺紋孔位置固定。該定心銷18明顯地具有一大致相當(dāng)于軸承殼3中徑 向孔ll的直徑的外徑并且在該定心銷上構(gòu)成有兩個圖3中可見的環(huán)繞 的環(huán)形槽19、 19'，在環(huán)形槽中嵌入兩個密封軸承殼3以防污物和濕氣 的O型密封圈20、 20'。最后只暗示地由圖1至3仍看出，數(shù)據(jù)傳輸電纜8在凸緣件10 的空心圓柱體的入口和出口上通過彈性體圏防止磨破以及通過一在凸 緣件10與通向電子處理器裝置的連接件9之間設(shè)置的在圖1中示出的 柔性的塑料軟管21防止機(jī)械損壞。對此各彈性體圏是在圖中未更詳細(xì) 標(biāo)記的已知的各鎖緊螺母在傳感器裝置4的凸緣件10上的構(gòu)件，在預(yù)組裝傳感器裝置4時將各鎖緊螺母擰到數(shù)據(jù)傳輸電纜8上并且擰緊到 凸緣件10的空心圓柱體的構(gòu)成有相應(yīng)螺紋的各端部上。附圖標(biāo)記清單1輪對軸承裝置1513IO上的徑向凸塊2軸14IO上的徑向凸塊3軸承殼1513中的螺釘孔4傳感器裝置1614中的螺釘孔5密封裝置173的外側(cè)面6密封圏201810的定心銷7傳感器模塊1916中的環(huán)形槽8數(shù)據(jù)傳輸電纜19'16中的環(huán)形槽9連接件20O型密封圈10凸緣件20'O型密封圈113中的徑向孔2521塑料軟管127的壓鑄殼體
權(quán)利要求
1.用于軌道車輛的配備傳感器的輪對軸承裝置，它基本上由一用于旋轉(zhuǎn)軸(2)的軸承、一圍繞軸承的固定的軸承殼(3)和一用于軸承狀態(tài)監(jiān)控的傳感器裝置(4)構(gòu)成，其中軸承至少包括一在旋轉(zhuǎn)軸(2)上固定的隨轉(zhuǎn)的元件和一在固定的軸承殼(3)上固定的固定元件并且軸向向外由至少一個密封裝置(5)密封，該密封裝置包括一在軸承的固定元件上固定的密封圈(6)，在密封圈的外側(cè)面上固定一與軸承上的多個發(fā)送器元件處于接觸的傳感器模塊(7)，該傳感器模塊與一數(shù)據(jù)傳輸電纜(8)和一通向電子處理器裝置的連接件(9)共同地基本上構(gòu)成傳感器裝置(4)；其特征在于，傳感器裝置(4)構(gòu)成為無插塞連接的單體的組裝單元，該組裝單元的傳感器模塊(7)在安裝時可通過軸承殼(3)插入該軸承殼中并且該組裝單元通過一在傳感器模塊(7)與連接件(9)之間在軸承殼(3)上設(shè)置的凸緣件(10)可持久接觸可靠地固定在輪對軸承裝置(1)上。
2. 按照權(quán)利要求l所述的配備傳感器的輪對軸承裝置，其特征在 于，傳感器裝置(4)的傳感器模塊(7)可通過軸承殼(3)中的一徑 向孔(11)插入該軸承殼中并且具有一壓鑄殼體(12)，其最大高度和 深度稍小于軸承殼(3)中的徑向孔(11)的直徑。
3. 按照權(quán)利要求2所述的配備傳感器的輪對軸承裝置，其特征在 于，傳感器模塊(7)以其壓鑄殼體(12)用螺釘擰緊在密封裝置(5) 的固定的密封圏(6)的外側(cè)面上，并且具有包括運(yùn)動傳感器、轉(zhuǎn)向傳 感器、溫度傳感器、振動傳感器、角位置傳感器或轉(zhuǎn)速傳感器的組中 的至少一個傳感器。
4. 按照權(quán)利要求l所述的配備傳感器的輪對軸承裝置，其特征在 于，傳感器裝置(4)的凸緣件(10)由一空心圓柱體構(gòu)成，穿過該空 心圓柱體引導(dǎo)數(shù)據(jù)傳輸電纜(8 )并且在該空心圓柱體上成型兩個對置 的具有螺釘孔(15、 16)的徑向凸塊(13、 14)，經(jīng)由它們凸緣件(IO) 可用螺釘擰緊在軸承殼(3)的外側(cè)面(17)上。
5. 按照權(quán)利要求2和4所述的配備傳感器的輪對軸承裝置，其特 征在于，凸緣件(10)的面向傳感器模塊(7)的空心圓柱體部分構(gòu)成 為定心銷(18),該定心銷可插入軸承殼(3)中的徑向孔(11)中并 且利用該定心銷所述凸緣件(10)的徑向凸塊(13、 14)中的螺釘孔(15、 16)可相對于其在軸承殼(3)中的各螺紋孔位置固定。
6. 按照權(quán)利要求5所述的配備傳感器的輪對軸承裝置，其特征在 于，定心銷(18)具有一大致相當(dāng)于軸承殼(3)中徑向孔(11)的直 徑的外徑并且在該定心銷上構(gòu)成有至少一個環(huán)繞的環(huán)形槽(19 )，在環(huán) 形槽中嵌入密封軸承殼(3)以防污物和濕氣的O型密封圈(20)。
7. 按照權(quán)利要求l所述的配備傳感器的輪對軸承裝置，其特征在 于，數(shù)據(jù)傳輸電纜(8)在凸緣件(10)的空心圓柱體的入口和出口上 通過彈性體圏防止磨破以及通過一在凸緣件(10)與通向電子處理器 裝置的連接件(9)之間設(shè)置的柔性的塑料軟管(21)防止機(jī)械損壞。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于軌道車輛的配備傳感器的輪對軸承裝置，它基本上由一用于旋轉(zhuǎn)軸(2)的軸承、一圍繞軸承的固定的軸承殼(3)和一用于軸承狀態(tài)監(jiān)控的傳感器裝置(4)構(gòu)成，其中軸承至少包括一在旋轉(zhuǎn)軸(2)上固定的隨轉(zhuǎn)的元件和一在固定的軸承殼(3)上固定的固定元件并且軸向向外由至少一個密封裝置(5)密封，該密封裝置包括一在軸承的固定元件上固定的密封圈(6)，在密封圈的外側(cè)面上固定一與軸承上的多個發(fā)送器元件處于接觸的傳感器模塊(7)，該傳感器模塊與一數(shù)據(jù)傳輸電纜(8)和一通向電子處理器裝置的連接件(9)共同地基本上構(gòu)成傳感器裝置(4)；按照本發(fā)明傳感器裝置(4)構(gòu)成為無插塞連接的單體的組裝單元，該組裝單元的傳感器模塊(7)在安裝時可通過軸承殼(3)插入該軸承殼中并且該組裝單元通過一在傳感器模塊(7)與連接件(9)之間在軸承殼(3)上設(shè)置的凸緣件(10)可持久接觸可靠地固定在輪對軸承裝置(1)上。
文檔編號B61F15/20GK101326087SQ200680046108
公開日2008年12月17日 申請日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者阿納·雷奎約, 魯珀特·施蒂青格爾 申請人:謝夫勒兩合公司