支撑火车轮轴的传感器轴箱轴承单元及相关的传感器盖

摘要

一种用于火车轮轴(2)的轴箱轴承单元(1)，包括固定的轴箱(3)；滚动轴承(4)，用于支撑轮轴；以及传感器单元(10)，包括传感器模块(11)和连接插头(13)；其中轴箱轴承单元的后盖(17)制作为两个独立的环形伸展(20，21)的形状，适于在使用中与轮轴(2)耦合；第一环形伸展(20)由半圆形轮廓凸缘(25)限定，而第二环形伸展(21)由半圆形轮廓箱体(27)限定，箱体(27)内部中空，并具有朝向轴线的圆周开口(33)；其中传感器模块(11)预组装在箱体(27)内，由箱体(27)的径向外圆柱形侧壁(28)承载在径向内侧，而连接插头(13)由箱体(27)整体承载在径向外侧，利用设置在箱体(27)内的电缆(34)连接到传感器模块(11)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于支撑火车轮轴的带有传感器的轴箱轴承单元。本发 明还涉及一种相关的带有传感器的盖。

背景技术

如已知的，例如从US3741614中已知的，火车车辆由若干火车轮轴或仅 仅由轮轴支撑，一对轮子锁于其上；轮轴的各端部由轴箱轴承单元支撑，轴 箱轴承单元包括利用合适的悬架固定到火车车厢的轴箱和滚动轴承。因此， 在这种类型的轮轴中，每个轮轴的轴箱轴承单元，相对于车轮，设置在外侧 面上，即面向火车车辆的外侧，使得轴箱轴承单元可以很容易地从车辆的外 部接近。

还已知，例如从WO2007/065413中，滚动轴承的外环装配在轴箱的， 大致环形并在使用中固定的外壳元件上，其向轴箱的外侧支撑密封垫圈，传 感器模块固定在密封垫圈上，其数据传输电缆横向穿过外壳元件。因此，这 种类型的轮轴和相关的轴箱轴承单元可以不特别困难地带有传感器。

轮轴的类型存在这样的情况，其中车轮压装在轮轴的端部，并且其中轴 箱轴承单元因此相对于车轮设置在火车车辆的内侧面，即面向车辆的内侧。

在这些情况下，将传感器模块组装在轮轴区域中和/或轴箱轴承单元内是 非常困难的，并且维护更是这样，因为火车车辆一般设置在地面上，操作者 不得不在看不见并且空间受限的条件下工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于支撑火车轮轴的带有传感器的轴箱轴承 单元，该轴箱轴承单元紧凑可靠，并且允许以快速简单的方式组装和拆卸传 感器组件。

因此，在本发明的基础上，提供了一种用于支撑火车轮轴的带有传感器 的轴箱轴承单元以及相关的带有传感器的盖，具有在所附权利要求中描述的 特征。

附图说明

现在将参照附图描述本发明，附图示出了本发明的非限制性实施例，其 中：

图1从火车车辆的内侧面，示意性地示出了具有根据本发明制造的轴箱 轴承单元的火车轮轴的透视图；

图2以放大比例示出了图1的轴箱轴承单元的径向截面视图；并且

图3以进一步的放大比例示出了根据本发明的轴箱轴承单元的元件的四 分之三透视俯视图。

具体实施方式

参考图1和2，数字1整体表示用于支撑火车轮轴2的带有传感器的轴 箱轴承单元，包括轴箱3，适于固定在火车车辆下方的固定位置，已知但为 简单起见未示出，和保持在轴箱3内的滚动轴承4，依次包括内环5，适于 在使用中容纳火车轮轴2，使之可相对于轴箱3围绕共同对称轴A旋转，外 环6，固定装配在轴箱3中，和多个滚动体7，设置在环5和6之间；在所 示的例子中，环5利用两个耦合的圆环部5b，5c制造，并整体与轮轴2固 定，其在使用中绕轴线A旋转，并在其相对两侧终止于相应的车轮8(为简 单起见，仅示出一侧和相应的车轮8)；相对于所述车轮8，轴箱1设置在内 侧位置，也就是面向火车车辆的内侧。

轴箱轴承单元1还包括传感器单元10(图3)，其包括传感器模块11， 如将看到的，与轴箱3整体安装，靠近轴承4的内环5，并设置有多个的传 输元件12，已知但为简单起见未详细示出，用于监测轮轴2，以及连接插头 13，将连接到电子数据处理单元14，在图1中由虚线示意性示出。

单元1还包括相应的密封组件15，设置为保护滚动轴承4，前盖16和 后盖17，以关闭轴箱3的相对的第一(18)和第二(19)前部圆形入口。

根据本发明，后盖17以两个独立的半环的形式，或以圆周环形伸展20、 21的形式，整体固定在轴箱3的后部入口19，所述入口19在使用中面向轮 轴2的内侧面(即在使用中面向火车车辆的内部)；因此，盖17为面向轮轴 2内侧的那个。

两个环形伸展20、21利用相应的螺钉22和23固定于轴箱3，以关闭入 口19；两个环形伸展20、21还适于在使用中与轮轴2的径向外圆柱形侧面 24耦合。

第一环形伸展20由半圆形轮廓凸缘25限定，半圆形轮廓凸缘25设置 为关闭轴箱3的后部入口19的第一上部圆周部分26；第二环形伸展21由半 圆形轮廓箱体27限定，半圆形轮廓箱体27形状为圆环面的多边形径向截面 圆周伸展，即形状为通过多边形的旋转而产生的圆环面，在实例中示出为不 规则的，而不是围绕单元1，轴箱3，轮轴2和罩17的公共对称轴线A的圆 形。

这里和下文，“半圆形轮廓”是指具有不一定等于圆周的一半的角度范围 的轮廓，但其延伸的圆周圆弧等于，或大于或小于，180°。

箱体27(图3)，其根据本说明书，构成环形圆周段或部分，由与对称 轴线A同轴的径向外圆柱形侧壁28、具有半圆形轮廓并设置为基本垂直于 对称轴线A和侧壁27的相对的第一和第二前壁29和30、和垂直于前壁29、 30且适于与第一环形伸展20相应的径向端部边缘32接触耦合的一对平坦径 向壁31(在图1中仅可看到一个)限定。

以这种方式，箱体27内部是空心的，并且朝向对称轴线A，具有圆周 开口33，面向所述对称轴线A，并由壁31限定，其一起限定了箱体27的径 向开放侧壁。

第二环形伸展21，如将要看到的那样，以从第一环形伸展20独立的方 式，与轴箱3的后部入口19整体固定。

根据本发明的另一方面，传感器模块11由箱体27的径向外圆柱形侧壁 28整体承载在径向内侧，因为其已被就位预组装于箱体27内，位于面向圆 周开口33的位置；类似地，连接插头13由箱体27的径向外圆柱形侧壁28 整体承载在径向外侧，并且通过设置在箱体27内，倚靠箱体27的径向外圆 柱形侧壁28的电缆34连接到传感器模块11，也因为具有电缆34的插头13 直接就位在箱体27内，预组装和测试。

具有半圆形轮廓的相对的第一和第二前壁29、30基本上是平的并垂直 于箱体27的径向外圆柱形侧壁28。

限定了第二环形伸展21的箱体27设置有至少一对轴向孔35(图3)， 通过径向外圆柱形侧壁28的径向厚度，并通过第一和第二前壁29、30相应 的径向外围缘36制成；所述轴向孔35以贯通的方式，通过环形伸展21的 相应的固定螺钉23接合至轴箱3，如清楚地示于图3的那样。

前壁29的径向外围缘36，面向轴箱3，设置有半圆形圆柱突出部37， 具有与箱体27相同的圆周延伸，并且其与轴箱2的第一前部圆形入口19耦 合接触(图2)，作为环形伸展21的支撑和定心。

根据本发明的一个方面，由箱体27限定的第二环形伸展21的圆周延伸 小于180°；因此，箱体27的平坦径向壁31设置为不相互平行，但形成钝角。 第一环形伸展20的圆周延伸因而大于180°，使得当环形伸展20、21组装在 轴箱3上时，其端部边缘32与平坦径向壁31接触，使入口19由耦合以形 成盖17的环形伸展20、21完全关闭。实际上，已经注意到，该结构便于在 环形伸展21的使用中拆卸和重新组装。

为了同样的目的，传感器模块11和连接插头13承载固定在箱体27上， 在不同的径向位置限定了第二环形伸展21，在相对于对称轴线A箱体27的 相对两侧38、39上(图3)。

连接插头13安装在箱体27的径向外圆柱形侧壁28的径向外圆周平坦 突出部40上，并且包括母接头41和用于在使用中固定在第二环形伸展21 上的一对双头螺栓42(图3)，公接头43(图1)，已知的，设置有数据传输 电缆44或向处理单元14无线传输的单元。

限定第二环形伸展21的箱体27最后设置有径向穿过径向外圆柱形侧壁 28的排出孔45(图2)，排出孔45设置在传感器模块11和连接插头13之间 的角位置。

侧壁28的径向内侧面46承载固定于其上的传感器模块11，并接触容纳 电缆34，并获得与突出部37的径向内侧面47基本齐平；以这种方式，传感 器模块11在使用中整体固定到轴箱3非常接近轴承4的固定位置，特别是 固定到内环5并且靠近相应的轮轴2，并且因此能够以高效率同时监测两者， 检测温度、旋转速度和其他感兴趣的参数。

在提供的描述的基础上，显而易见的是，所述的轴箱轴承单元1是一种 传统类型的单元，后盖由单独的传感器盖17替换，以形成两个环形伸展20、 21，其中一个，在此情况下为环形伸展21，形状像半环形箱体27(即限定 为圆环面的周向伸展)，并包含传感器模块11，具有相应的电连接。

因此，本发明也涉及一种用于轴箱轴承单元1的带有传感器的盖17，轴 箱轴承单元1支撑火车轮轴2，带有传感器的盖17选定为后盖，并设计成装 在轮轴2内侧上的轴箱轴承单元1上，并制造为“裂开”形式，以彼此独立的 第一环形伸展20和第二环形伸展21的形式，设计为关闭轴箱轴承单元1的 后部入口19，并适于在使用中与轮轴2的径向外圆柱形侧面24耦合。

如已经描述的，第一环形伸展20由半圆形轮廓凸缘25限定，适于关闭 后部入口19的第一圆周部分26；而第二环形伸展21由半圆形轮廓箱体27 限定，形状为多边形径向截面圆环面28的段或部分或区域，由径向外圆柱 形侧壁28，具有半圆形轮廓并基本垂直于侧壁28设置的相对的第一和第二 前壁29、30，和垂直于前壁29、30，且适于与第一环形伸展20相应的径向 端部边缘32接触耦合的一对平坦径向壁31限定，以关闭由环形伸展20剩 下的入口19的圆周部分。

箱体27内部中空，并具有朝向其对称轴线A的圆周开口33，由圆柱形 侧壁28整体承载在径向内侧的传感器模块11，固定于其径向内表面46，预 组装在箱体内面向圆周开口33的位置，而传感器模块11的连接插头13由 圆柱形侧壁28整体承载在径向外侧，利用设置在箱体27内靠在侧壁28上 的电缆34连接到传感器模块11。

以这种方式，传感器模块11在箱体27内方便地就位安装并测试；然后 后者像通常那样组装在轴箱3上用作传统的盖，例如，在耦合公接头43之 后；这意味着，入口19被有效地关闭，并且传感器模块11以一种简单的方 式，利用环形伸展21的固定螺钉23，固定到轴箱3轮轴2的区域，以简单 紧凑的解决方案减小了整体尺寸，易于组装和拆卸。

因此实现本发明的所有目的。