特别是用于轨道车辆的车轮组的测量轴承制造技术

本发明专利技术涉及一种测量轴承，特别是用于轨道车辆的车轮组的测量轴承，包括一旋转轴和至少一个第一轴承环（１０３，其中第一轴承环（１０３）限定主支承方向和横向于主支承方向延伸的圆周方向，第一轴承环（１０３；２０３）构造成用于承受承载力，所述承载力具有至少一个沿主支承方向的力分量，并且所述承载力在运行中通过多个滚动体（１０４）导入第一轴承环（１０３）中。第一轴承环（１０３）具有至少一个第一凹口（１０５；２０５），在所述第一凹口中设置传感器装置（１１０），其中传感器装置（１１０）构造成用于检测代表导入第一轴承环（１０３）中的承载力的检测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种特别是用于轨道车辆的车轮组的测量轴承，包括一旋转轴和至少 一个第一轴承环。所述第一轴承环限定主支承方向和横向于主支承方向延伸的圆周方向。 此外，第一轴承环构造成用于承受承载力，所述承载力具有至少一个沿主支承方向的力分 量并在运行中通过多个滚动体导入第一轴承环中。本专利技术还涉及一种用于轨道车辆的行驶 机构，包括所述测量轴承。最后，本专利技术还涉及一种用于检测测量轴承的机械载荷的方法。
技术介绍
滚动轴承以多种不同的构型使用，以便在能相对于彼此旋转的构件之间传递径向 和/或轴向载荷。这里，根据应用场合，滚动轴承的部件可能经受不同的载荷工况(例如静 态和/或动态的载荷，环绕(循环)的和/或静止的载荷等)，针对这些载荷工况必须相应 地设计轴承。特别是可以在很大程度上对轴承和可预期的载荷工况进行模型化并根据模拟 计算进行这种轴承的设计。但和以往一样，问题在于，预期的载荷工况必须强制性地进行一 定简化。此外在这种模型计算中还难以考虑制造公差和安装公差。此外还已知，通过分析所采用的轴承的承载分布或损伤分布来估计在轴承运行中 实际出现的载荷工况。但这同样难以得出在运行中的实际载荷状态的结论。上面所述的滚动轴承的模型此外还用在用于识别这种类型的滚动轴承的(损伤) 状态的方法中。这种方法例如由EP1197415B1已知。这里由在一轴承的区域内(通过加速 传感器进行)的动态测量借助该轴承的模型得到关于其损失程度的结论。尽管可以通过以后对测量的轴承的分析重新对模型进行细化。但和以往一样仍存 在这样的问题，即，只能获得关于轴承实际载荷的二次信息/衍生信息。轨道车辆的车轮组轴承通常一方面受到较高的载荷，同时另一方面对这种车轮组 轴承还要求高的耐久性。这一点特别是适用于高速车辆的车轮组轴承。尽管在车轮组轴承 的设计和高质量的制造中付出了较高的花费，但有时仍会出现原因不明的损伤。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，提供开头所述类型的测量轴承和方法，所述测量轴承或 方法克服了前面所述的缺点并且特别是在结构简单的同时实现了对轴承实际载荷的可靠 的测量。本专利技术基于根据权利要求1的前序部分的测量轴承通过权利要求1的特征部分给 出的特征来实现所述目的。本专利技术还基于根根据权利要求25的前序部分的方法通过权利 要求25的特征部分给出的特征来实现所述目的。本专利技术基于这样的技术教导，S卩，在轴承的一轴承环中加工出一凹口，在所述凹口 中设置相应的传感器装置(具有一个或多个传感器或类似部件)，以便在轴承运行时尽可 能实时的记录一个或多个检测量，所述检测量代表在该区域内作用在轴承上的载荷，由此 可以在结构简单的同时实现对轴承实际载荷的可靠的测量。已经证明，可以以这样的方式形成所述布置形式，特别是形成所述凹口，S卩，由此 不会造成对轴承明显的削弱，特别是不会造成轴承刚度的明显降低。即，所述测量轴承因此 可以设计成，使得其机械特性与(如设定为用于相关的应用场合的)标准轴承的机械特性 至少基本上相当。因此，由在测量轴承上进行的测量能够以高精度得出关于在标准轴承的 运行中的实际载荷状态的结论。因此在测量轴承上得到的测量值能够有利地应用与所述标 准轴承的设计，从而可以优化所述标准轴承的构型。此外，根据本专利技术的一个方面设定了一种特别是用于轨道车辆的车轮组的测量轴 承，该测量装置包括一旋转轴和至少一个第一轴承环。所述第一轴承环限定主支承方向和 横向于主支承方向延伸的圆周方向。此外，第一轴承环构造成用于承受承载力，所述承载力 具有至少一个沿主支承方向的力分量并在运行中通过第一轴承环中的多个滚动体导入第 一轴承环中。所述第一轴承环具有至少一个第一凹口，在所述凹口中设置传感器装置，所述 传感器装置构造成用于检测代表导入轴承环中的承载力的检测量。轴承的主支承方向这里表示这样的方向，根据轴承的使用目的，轴承应主要在该 方向上承受载荷。在单纯的径向轴承中，所述主支承方向是轴承的径向方向，而对于单纯的 轴向轴承，所述主支承方向构成轴承的轴向方向。对于混合形式(例如圆锥滚子轴承、鼓形 滚子轴承等)，主支承方向必要时可能具有相对于径向方向或轴向方向的相应的斜度。对 于具有在(保含滚动体轴线的)剖面中直线延伸的包络线的滚动体，主支承方向通常通过 (配设给相关轴承环的)滚动体的工作面上的面法线限定。所述第一凹口原则上能够在任意合适的位置设置在第一轴承环中。第一凹口优选 设置在第一轴承环的承载区域中，即第一轴承环在轴承工作中主要承受载荷的区域。所述 承载区域通常位于滚动体沿主支承方向的投影中，其中，滚动体的运动空间对应于一圆环 形，该圆环形通过在运行中绕旋转轴环绕运行的滚动体限定。为了确保第一凹口的易于接近性，特别是使得能够简单地安装传感器装置，凹口 优选朝轴承环的一侧敞开。这优选是指第一轴承环不朝向滚动体的工作面的侧面。优选第 一凹口朝第一轴承环的背向滚动体的侧面敞开，因为由此可以以特别简单的方式实现在轴 承环中将传感器装置定位在任意位置中，而不必在第一轴承环中设置大的凹口并由此不会 出现第一轴承环相应的削弱。根据应用场合，原则上在第一轴承环中设置带有第一传感器装置的第一凹口作为 唯一的凹口就足够了。但优选在第一轴承环中设置至少一个第二凹口，以便在考察轴承中 的实际载荷时实现较高的空间分辨率/解析度。因此根据本专利技术的测量轴承的优选实施方 案的特征在于，第一轴承环具有至少一个第二凹口，在该第二凹口中设置另外的传感器装 置，其中所述另外的传感器装置构造成用于检测代表导入轴承环中的承载力的检测量。这里可以理解，除了两个传感器装置以外，还可以设置另外的传感器装置，以便提 高测量的空间分辨率。但这里应注意，通过附加的凹口出现的轴承的机械削弱，特别是由此 出现的刚度降低应仍保持在可接受的范围，以便能够得到关于标准轴承的运行中的实际载 荷状态的可靠结论。为了保持在相应凹口的区域内对轴承环的局部削弱尽可能小，第一凹口和第二凹 口具有相应的间距。此时优选设定，第一凹口和第二凹口相互间沿圆周方向和/或横向于 圆周方向隔开地设置。第一凹口和第二凹口优选沿圆周方向相互隔开第一圆周角Ci1设置，其中滚动体 在运行中限定一节距，该节距对应于第二圆周角α 2，第一圆周角α工大于第二圆周角α2。 第二圆周角α2这里用滚动体的数量N来计算(1) 第一圆周角Ci1优选为第二圆周角α2的至少110%，优选为第二圆周角的至少 130%，更为优选地为第二圆周角的至少150%，因为由此可以在对第一轴承环的削弱较小 的同时实现传感器装置的有利的布置。在这种情况下应注意，两个凹口的较小的间距在以 较短的路径实现从轴承环中(例如通过相应的信号线路)导出传感器信号方面是有利的。在根据本专利技术测量轴承的另一个优选的实施方案中，第一凹口和第二凹口设置在 滚动体的运动空间沿主支承方向的投影的区域中，其中第一凹口和第二凹口沿横向于圆周 方向延伸的间隔方向相互隔开横向间距a设置。滚动体的运动空间也对应于一圆环形，该 圆环形通过在运行中绕旋转轴环绕运行的滚动体限定。所述运动空间在所述间隔方向上具 有横向尺寸b。横向间距a为横向尺寸b的30 %至70 %，优选为横向尺寸b的40 %至60 %， 更为优选地为横向尺寸b的45%至55%。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
测量轴承，特别是用于轨道车辆的车轮组的测量轴承，包括一旋转轴和至少一个第一轴承环（１０３；２０３），其中第一轴承环（１０３；２０３）限定主支承方向和横向于主支承方向延伸的圆周方向，第一轴承环（１０３；２０３）构造成用于承受承载力，所述承载力具有至少一个沿主支承方向的力分量，并且所述承载力在运行中通过多个滚动体（１０４；２０４）导入第一轴承环（１０３；２０３）中，其特征在于，第一轴承环（１０３；２０３）具有至少一个第一凹口（１０５；２０５），在所述第一凹口中设置传感器装置（１１０；２１０），其中传感器装置（１１０；２１０）构造成用于检测代表导入第一轴承环（１０３；２０３）中的承载力的检测量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2008-3-31 102008016592.11.测量轴承，特别是用于轨道车辆的车轮组的测量轴承，包括一旋转轴和至少一个第 一轴承环(103 ;203)，其中第一轴承环(103;203)限定主支承方向和横向于主支承方向延 伸的圆周方向，第一轴承环(103;203)构造成用于承受承载力，所述承载力具有至少一个 沿主支承方向的力分量，并且所述承载力在运行中通过多个滚动体(104;204)导入第一 轴承环(103 ；203)中，其特征在于，第一轴承环(103 ；203)具有至少一个第一凹口(105 ； 205)，在所述第一凹口中设置传感器装置(110 ；210)，其中传感器装置(110 ；210)构造成用 于检测代表导入第一轴承环(103 ；203)中的承载力的检测量。2.根据权利要求1所述的测量轴承，其特征在于，第一凹口(105;20幻设置在滚动体 (104 ；204)的运动空间沿主支承方向的投影的区域内，其中，滚动体(104 ；204)的运动空间 对应于一圆环形，该圆环形通过在运行中绕旋转轴环绕运行的滚动体(104;204)限定。3.根据权利要求1或2所述的测量轴承，其特征在于，第一凹口(105;20幻朝第一轴 承环(103 ；203)的背向滚动体(104 ；204)侧面敞开。4.根据前述权利要求中任一项所述的测量轴承，其特征在于，第一轴承环(103;203) 具有至少一个第二凹口(106 ；206)，在所述第二凹口中设置另外的传感器装置(111 ；211)， 其中所述另外的传感器装置(111 ；211)用于检测代表导入第一轴承环(103 ；203)中的承 载力的检测量。5.根据权利要求4所述的测量轴承，其特征在于，第一凹口(105;20幻和第二凹口 (106 ；206)沿圆周方向和/或横向于圆周方向相互隔开地设置。6.根据权利要求4或5所述的测量轴承，其特征在于，第一凹口(105;205)和第二凹 口(106 ；206)沿圆周方向相互隔开一第一圆周角地设置，滚动体(104 ；204)在运行中限定 一节距，该节距对应于一第二圆周角，其中第一圆周角大于第二圆周角。7.根据权利要求6所述的测量轴承，其特征在于，第一圆周角为第二圆周角的至少 110%，优选为第二圆周角的至少130%，更为优选地为第二圆周角的至少150%。8.根据权利要求4至7中任一项所述的测量轴承，其特征在于，第一凹口(105；205)和 第二凹口(106;206)设置在滚动体(104;204)的运动空间沿主支承方向的投影的区域内， 其中，第一凹口(105 ；205)和第二凹口(106 ；206)沿横向于圆周方向延伸的间隔方向相互 隔开一横向间距地设置，滚动体(104;204)的运动空间对应于一圆环形，该圆环形通过在 运行中绕旋转轴环绕运行的滚动体(104;204)限定并在间隔方向上具有一横向尺寸，横向 间距为横向尺寸的30%至70%，优选为横向尺寸的40%至60%，更为优选地为横向尺寸的 45%至 55%。9.根据前述权利要求中任一项所述的测量轴承，其特征在于，第一凹口(105;205)在 主支承方向上具有深度尺寸，第一轴承环(103;20；3)在主支承方向上具有厚度尺寸，其中 深度尺寸为厚度尺寸的30 %至70 %，优选为厚度尺寸的40 %至60 %，更为优选地为厚度尺 寸的45%至55%。10.根据前述权利要求中任一项所述的测量轴承，其特征在于，设有至少一个通入第一 凹口(105 ；205)中的导线通道(107 ；207)，所述导线通道构造成用于从第一轴承环(103 ； 203)中导出与第一传感器装置(110 ；210)相连的信号导线。11.根据前述权利要求中任一项所述的测量轴承，其特征在于，在第一轴承环(103; 203)设有至少一个沿圆周方向环绕并通入第一凹口(105 ；205)的第一槽(107 ；207) 。12.根据权利要求11所述的测量轴承，其特征在于，设有至少一个横向于圆周方向延 伸的另外的槽(109)，所述另外的槽通入第一槽中。13.根据权利要求12所述的测量轴承，其特征在于，第一凹口(105;20幻和所述另外 的槽(109)沿圆周方向相互隔开一第三圆周角地设置，滚动体(104 ；204)在运行中限定一 节距，该节距对应于一第二圆周角，并且第三圆周角大于第二圆周角，其中第三圆周角尤其 为第二圆周角的至少110%，优选为第二圆周角的至少130%，更为优选地为第二圆周角的 至少150%。14.根据前述权利要求中任一项所述的测量轴承，其特征在于，第一轴承环(103;203) 限定一径向方向，主支承方向对应于该径向方向。15....

【专利技术属性】
技术研发人员：R施耐德，A卢齐，HD德尔纳，J洛伊施，
申请(专利权)人：勃姆巴迪尔运输有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]