DE69302214T2

DE69302214T2 - Vorrichtung zur Messung der Temperatur eines Wälzlagers

Info

Publication number: DE69302214T2
Application number: DE69302214T
Authority: DE
Inventors: Dario Bertorelli; Ponte Aniello De; Matteo Genero; Roberto Moretti
Original assignee: SKF Industrie SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1993-05-18
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2013-05-19
Also published as: DE69302214D1; EP0571875A1; ATE136854T1; IT1257207B; ITTO920461A0; EP0571875B1; ITTO920461A1; ES2086821T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Wälzlagern und insbesondere eine Vorrichtung zur Messung der Temperatur von konischen Lagern, die besonders für die Anwendung auf Achsen von Eisenbahnwagen geeignet sind.
Aus ersichtlichen sicherheitstechnischen und wirtschaftlichen Gründen ist das korrekte Funktionieren dieser Art von Lagern sehr wichtig, deshalb ist es wichtig, ihren Zustand regelmäßig zu kontrollieren. Das erste Anzeichen für anormales Funktionieren ist ein Anstieg der Temperatur, der eng verbunden ist mit dem Auftreten unerwünschter Reibung. Aufgrund der Tatsache, daß eine mögliche Überhitzung nur während des Betriebs gemessen werden kann, sieht die tatsächlich bekannte Methode Vorrichtungen mit Infrarotstrahlen vor, die an Schienenseiten angeordnet sind und die Temperatur der Achsiager ablesen, während ein Zug vorbeifährt.
Diese Systeme, die sporadisch über das Schienennetz verteilt sind, haben sich als unzuverlässig und teuer herausgestellt. Außerdem können sie keine ständige Kontrolle durchführen.
FR-A-1188967 beschreibt eine Vorrichtung zur Messung der Temperatur von Wälzlagern, insbesondere zur Verwendung auf Achsen von Eisenbahnwagen. Die Meßvorrichtung umfaßt einen Temperatursensor, der innerhalb des nicht-rotierenden Ringes des Lagers angeordnet ist und mit bordinternen Temperaturanzeigemitteln elektrisch verbunden ist.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Überwachungs- und Diagnose-Vorrichtung an Bord des Zuges vorzusehen, um ständig die Temperatur des Lagers zu messen. Die Vorrichtung ist nicht nur zur Verwendung während Testschritten gedacht, sondern auch während des normalen Betriebs des Lagers.
Die oben genannten und weiteren Ziele und Vorteile, die später ersichtlicher werden, werden erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur von Wälzlagern, insbesondere zur Verwendung auf Achsen von Eisenbahnwagen, erzielt, wobei das Lager einen ringförmigen Dichtungsschild umfaßt, der an dem feststehenden Ring des Lagers befestigt ist, und wobei die Temperaturmeßvorrichtung einen Sensor umfaßt, der mit bordinternen Temperaturanzeigemitteln elektrisch verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor an dem Dichtungsschild durch eine zwischengeschaltete Halterung befestigt ist, die geeignet ist, den Sensor von dem Dichtungsschild zu lösen.
Eine bevorzugte, aber nicht beschränkende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im folgenden mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen
Fig. 1 eine Teilquerschnittsansicht eines konischen Lagers zeigt, das mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist;
Fig. 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einiger Bestandteile des Sensors von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht eines Bestandteils von Fig. 2 in vergrößertem Maßstab;
Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines Bestandteils der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
Fig. 5 ist ein teilweiser Axialguerschnitt eines konischen Lagers, das mit einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist.
Die Lösung der vorstehend erwähnten Probleme besteht grundsätzlich darin, die Temperatur eines Bestandteils des Lagers zu messen, indem man dauerhaft an ihm einen Temperatursensor befestigt. Der Sensor, der durch geeignete Kabel mit bordinternen Instrumenten verbunden ist, zeigt dem Benutzer beständig die Temperatur des Lagers an. Dadurch kann der Benutzer sofort auf jedes mögliche unregelmäßige Funktionieren aufmerksam werden, das unweigerlich einen Anstieg der Temperatur verursacht.
In Fig. 1 ist ein ringförmiger Dichtungsschild 10 aus weichem Stahl im Preßsitz auf dem äußeren feststehenden Ring 11 eines Lagers mit kegelförmigen Walzen 12 befestigt, das von der Art ist wie sie üblicherweise auf Eisenbahnwagen montiert werden.
Gemäß der Erfindung ist eine Temperaturmeßvorrichtung, die als Ganzes mit 20 bezeichnet ist, auf der äußeren radialen Wand des ringförmigen Schilds 10 befestigt.
Zwei parallele, mit Gewinde versehene Stifte 14 zur Befestigung der Meßvorrichtung 20 erstrecken sich axial von der Wand 13.
In Fig. 2 besteht ein Schuh 21, vorzugsweise aus Kupfer, aus einem abgeflachten und verlängerten Körper. In dem Schuh sind in der Nähe seiner Enden zwei kreisförmige Löcher 22 vorgesehen, durch die die Stifte 14 passen, während ein kreisförmiges Loch 23 mit Gewinde in dem mittleren Abschnitt des Schuhs vorgesehen ist, das einen Sitz für eine zylinderförmige hohle Halterung 24 bildet. Diese Halterung, die im axialen Querschnitt in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt einen mit Gewinde versehenen Abschnitt 31, der zum Einschrauben in das Loch 23 geeignet ist, und einen Hohlraum, der aus zwei zylindrischen Kammern 25 und 27 gebildet ist, die durch einen kegelstumpfförmigen Verbindungsabschnitt 26 verbunden sind. Die Kammer 27, die die innenliegende Kammer ist und einen kleineren Durchmesser hat, ist so konstruiert, daß sie in sich einen kolbenähnlichen Temperatursensor 32 halten kann, wie in Fig. 4 gezeigt, der durch ein Kabel 30 mit einem Anschlußteil 29 verbunden ist. Das Anschlußteil soll in die zylindrische Kammer 25 eingeführt werden und mit der Außenseite durch eine Öffnung 28 kommunizieren.
Das Anschlußteil 29 versiegelt den doppelten Hohlraum, wenn er in diesen eingeführt wird, und ist mit radialen Verschlußzähnen 33 zur federnden Befestigung in einem Anschlußteil 34 ausgestattet, das das gemessene Temperatursignal an die bordinternen Instrumente des Zuges liefert.
Wie der Schuh 21 ist auch die Halterung 24 vorzugsweise aus einem Metall wie z.B. Kupfer gemacht, das ein hervorragender Wärmeleiter ist.
Um zu verhindern, daß durch Vibrationen die mit Gewinde versehenen Kupplungen gelöst werden, können die Halterung 24 und der Schuh 21 zusammengeschweißt sein; dieselbe Lösung kann auch geeignet sein, um die Stifte 14 an dem ringförmigen Schild 10 zu befestigen.
Eine Ausführungsform, die eine Alternative zu der aus den Figuren 1 bis 4 darstellt, ist in Fig. 5 gezeigt, wo der Sensor innerhalb des Schildes 10 in einer Mittelstellung zwischen den Ringen des Lagers und dem ringförmigen Dichtungsschild liegt. In Fig. 5 ist eine Temperaturmeßvorrichtung 120, die eine hohle zylindrische Halterung 124 mit einem Temperatursensor ähnlich dem vorstehend beschriebenen umfaßt, in ein Loch 125 eingeschoben, das eigens in dem Schild 10 enthalten ist. Die Vorrichtung 120 ist mit dem Schild geeigneterweise mittels eines mit Gewinde versehenen Stiftes 114 verbunden, der durch einen seitlichen Stützbolzen 126 derselben Halterung geschoben wird.
Gemäß einer anderen möglichen Ausführungsform (nicht gezeigt) kann der Schuh 21 so abgewandelt sein, daß er auf dem ringförmigen Schild 10 die Halterung 24 und auch einen Stecker verschließt, der mit einer Vorrichtung zum Messen der Umdrehungsgeschwindigkeit verbunden ist, wie in den Dokumenten IT-A-67942/90 und IT-A-67943/90 offenbart, die beide dem vorliegenden Anmelder gehören. Da in diesen Fällen die Meßvorrichtung und relevanter Sensor von außen durch einen ringförmigen Schild 10 geschützt wird, ist letzterer mit einer rechteckigen Öffnung ausgestattet, die zum Halten des Steckers geeignet ist. Daher hat auch der Schuh 21 eine Öffnung, die der anderen entspricht, durch die die Buchse der Meßvorrichtung eingeführt wird und dann verschlossen wird. Bei dieser Variante ist das Loch 23 zum Halten der Halterung 24 vorzugsweise an einer dezentralisierten Position angeordnet, näher an einem der Löcher 22, und überläßt der größeren rechteckigen Öffnung eine Position mehr in der Mitte.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) können die Halterung 24 und ihr Sensor in ein mit Gewinde versehenes Loch eingeschraubt werden, das eigens in der äußeren radialen Wand 13 des ringförmigen Schildes 10 enthalten ist. Dadurch sind die mit Gewinde versehenen Stifte 14 und der Schuh 21 nicht mehr notwendig.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehende Beschreibung, die lediglich als eine Darstellung der besten Methode angesehen werden sollte, die Vorrichtung zu vollenden, und Abwandlungen in Bezug auf Form, Abmessungen und Anordnung der Teile und der konstruktionsbedingten und betriebsbedingten Einzelheiten sind möglich. Die Erfindung umfaßt alle Abwandlungen, die in ihren Schutzumfang fallen, der durch die folgenden Ansprüche definiert wird.

Claims

1. Eine Vorrichtung zur Messung der Temperatur von Wälzlagern, insbesondere zur Verwendung auf Achsen von Eisenbahnwagen, wobei das Lager einen ringförmigen Dichtungsschild (10) umfaßt, der an dem feststehenden Ring (11) des Lagers befestigt ist, und wobei die Temperaturmeßvorrichtung einen Sensor (32) umfaßt, der mit bordinternen Temperaturanzeigemitteln elektrisch verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (32) an dem Dichtungsschild (10) durch eine zwischengeschaltete Halterung (24, 124) befestigt ist, die geeignet ist, den Sensor von dem Dichtungsschild zu lösen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (24) nahe einer äußeren radialen Wand (13) des ringförmigen Dichtungsschilds (10) montiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (24) auf einer äußeren radialen Wand (13) des ringförmigen Dichtungsschilds (10) montiert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (24) ein hohler zylindrischer Körper ist, der geeignet ist, den Sensor (32) in sich zu halten; und daß die Halterung (24) an einem Loch (23) eines Schuhs (21) montiert ist, der an dem Schild (10) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (24) einen mit Gewinde versehenen Endabschnitt (31) zum Einschrauben in das Loch (23) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (24) mit einem Hohlraum versehen ist, der an dem Ende gegenüber dem mit dem Gewinde versehenen Ende offen ist (28), wobei der Hohlraum aus zwei zylindrischen Kammern (25, 27) zusammengesetzt ist, die durch einen Verbindungsabschnitt (26) verbunden sind und geeignet sind, den Sensor (32) zu halten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (32) in einer (27) der zwei zylindrischen Kammern angeordnet ist und mit einem Anschlußteil (29) verbunden ist, das in der zweiten zylindrischen Kammer (25) angeordnet sein soll; und daß das Anschlußteil (29) mit Verschlußmitteln (34) zur federnden Befestigung an einem weiteren Anschlußteil ausgestattet ist, das das gemessene Temperatursignal an die bordinternen Instrumente liefert.

8. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schuh (21) mit weiteren Löchern (22) versehen ist, um ihn über Stifte (14) des Schilds (10) zu stülpen, auf dem er befestigt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (124) durch ein in dem Schild (10) enthaltenes Loch (125) zwischen den feststehenden Ring (11) und den Schild (10) eingeschoben wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (32) in einer Mittelstellung zwischen den Ringen des Lagers und dem ringförmigen Dichtungsschild (10) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (24, 124) aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie z.B. Kupfer besteht.