專利名稱：具有傳感器的軸承的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有傳感器的軸承或者用于可旋轉地支撐例如鐵路車輛輪軸的滾柱軸承，尤其涉及一種具有用于傳感軸承的旋轉狀態的傳感器的軸承。
背景技術：
可旋轉地支撐例如貨車的鐵路車輛的輪軸的滾柱軸承，被特殊地設計和生產用于鐵路車輛輪軸的應用，并且它們通常是雙排圓柱滾柱軸承或雙排圓錐滾柱軸承。為了高速行駛的目的，所述鐵路車輛，例如如上所述的火車，需要包括用于每一個車廂、作為安全裝置的ABS(防鎖定剎車系統)裝置。
已經存在一種具有傳感器的軸承，所述傳感器連接到所述軸承用于在鐵路車輛的驅動期間傳感軸承的旋轉狀態，從而允許此ABS裝置被安裝(參見，例如，日本專利待審公開No.Hei 10-224909)。
所述具有此類型的傳感器的軸承具有圖11中所示的結構，其中借助保持器33被可旋轉地保持的多個圓錐滾柱34被容納在內環31與外環32之間，并且油封殼體35配合到外環32的內徑端。傳感器36被連接到油封殼體35，所述傳感器36傳感內環31相對于外環32的旋轉狀態。
日本專利待審公開No.Hei 10-224909中披露的前述具有傳感器的軸承使其油封殼體35具有傳感器36，且所述傳感器36僅被配合到外環32的內徑端內，因此，在傳感器36被連接的端部內，所述油封殼體35的剛性很低。
當所述傳感器36被連接到具有此構件設計的油封殼體35的遠端部時，如果傳感器36是振動傳感器，那么將很難準確地測量軸承中的振動。同樣，如果傳感器36是溫度傳感器，它將測量油封殼體35的溫度但是難以傳感軸承構件的精確的溫度。
發明內容
考慮到上述問題提出本發明，且本發明的目的是提出一種具有傳感器的軸承，所述傳感器能夠準確地傳感軸承的旋轉狀態，例如振動。
作為用于實現上述目的的技術手段，所述根據本發明的具有傳感器的軸承的特征在于多個滾柱容納在內環與外環之間，其中所述多個滾柱利用保持器被可旋轉地保持，且用于傳感所述軸承的旋轉狀態的傳感器被直接連接到所述外環上。這里使用的“軸承的旋轉狀態”是指內環的旋轉數和旋轉方向、軸承的振動、和外環的溫度。因此，用于傳感所述旋轉狀態的傳感器可以是，例如，旋轉傳感器、振動傳感器、或溫度傳感器。所述滾柱(所述軸承構件中的一個)可以是雙排圓柱滾柱或雙排圓錐滾柱。
本發明的具有傳感器的軸承中，因為用于傳感軸承的旋轉狀態的傳感器被直接連接到外環，即所述傳感器被固定地連接到具有很高剛性的外環，所以使用所述傳感器能夠容易地實現對軸承的旋轉狀態例如振動的精確確定。
本發明可以適于用于可旋轉地支撐鐵路車輛的輪軸的軸承，且在所述軸承用于鐵路車輛輪軸的情況下，外殼被設置到外環的外徑上部作為用于將所述軸承連接到所述車輛上的結構的一部分。在外殼被設置到外環的外徑上部的這種結構中，理想的是所述傳感器被布置在外環的外徑下部。借助此設計，所述傳感器能夠容易地與外殼一起被直接連接到外環。
用于將所述傳感器連接到外環上的一個可能的設計可以包括徑向凸出的突起，所述徑向凸出的突起被形成到外環的外徑的一部分上，且所述傳感器被連接到所述突起的端面上。借助此設計，所述形成到外環的外徑上的突起通過與外殼接觸被阻止旋轉，藉此防止了所述傳感器的線路的斷開。
根據本發明，因為所述用于傳感軸承的旋轉狀態的傳感器被直接連接到外環，即所述傳感器被固定地連接到具有很高剛性的外環，所以使用所述傳感器能夠容易地實現對軸承的旋轉狀態例如振動的精確確定。結果，產品的質量和可靠性得到大幅提高，且所述具有傳感器的軸承當被用于鐵路車輛輪軸時具有優異的安全性能。
圖1是根據本發明的具有傳感器的軸承的一個實施例的橫截面視圖，所述軸承是具有旋轉傳感器的雙排圓錐滾柱軸承，所述旋轉傳感器設置在外環的下部內；圖2是圖1中的軸承的仰視圖；圖3是圖1中的軸承的左視圖；圖4是根據本發明的另一實施例或者具有旋轉傳感器的軸承的橫截面視圖，所述旋轉傳感器使用不同的連接結構連接到外環；圖5是圖4中的軸承的仰視圖；圖6是圖4中的軸承的左視圖；圖7是根據本發明的又一實施例或者具有旋轉傳感器的雙排圓錐滾柱軸承的橫截面視圖，所述旋轉傳感器被設置在外環的上部內；圖8是圖7中的軸承的左視圖，且沒有前蓋；圖9是根據本發明的再一實施例或者具有旋轉傳感器的軸承的橫截面視圖，所述旋轉傳感器使用不同的連接結構連接到外環；圖10是圖9中的軸承的俯視圖；和圖11是具有傳感器的傳統軸承的橫截面示意圖。
具體實施例方式
圖1-圖10被給出用于描述本發明的具有傳感器的軸承的一個實施例，所述具有傳感器的軸承用作例如貨車的鐵路車輛的輪軸軸承；圖1-圖6圖示了一個實施例，其中所述傳感器被連接到外環的外徑下部；且圖7-圖10圖示了另一實施例，其中所述傳感器被連接到外環的外徑上部。所述外殼在圖7-圖10中沒有圖示。
在圖1-圖3示出的實施例中示出的具有傳感器的軸承主要由以下組成彼此軸向鄰近的一對內環2，且隔離件(或隔環)1放置在所述一對內環2之間；外環3，所述外環3布置在內環2的外側；兩排滾柱4(在圖中是圓錐滾柱)，所述兩排滾柱4置于內環2與外環3的滾道之間從而可自由滾動；和保持器5，所述保持器5用于以圓周節距在圓周方向上保持每一排滾柱4。所述軸承被用作鐵路車輛的輪軸軸承，并因此包括外殼13，所述外殼13連接到外環3的外徑上部，用于將所述軸承安裝到鐵路車輛上。
內部具有油封6的油封殼體7在外環3的兩端配合到內圓周表面，且與油封6滑動接觸的油浸部件8布置在每一個內環2的外側。前蓋9布置在軸端處，后蓋10布置在前蓋9的相反側，且前蓋9使用螺栓11被緊固到輪軸12上以將軸承牢固地連接到輪軸12上。
在此實施例中，所述外環3包括在其外徑的下部內徑向凸出的突起14，且旋轉傳感器15被連接到此突起14的端面上。在此實施例中，所述旋轉傳感器15使用兩個螺桿16牢固地連接到外環3的突起14上。所述旋轉傳感器15能夠是反射類型的光電開關等，且編碼器17被布置在前蓋9的外圓周端面上，所述外圓周端面與傳感器的光發射/接收部分相對。
在旋轉傳感器15如上所述地被連接到外環3的情況下，內環2(輪軸)的旋轉數，即相對于固定部件或外環3的旋轉數，能夠被測量。因為旋轉傳感器15被牢固地連接到具有很高剛性的外環3上，借助此旋轉傳感器15，能夠準確地進行對軸承的旋轉數的測量。同樣，因為旋轉傳感器15被連接到外環3的外徑下部，且外殼13沒有連接到所述外徑下部，所以外殼13將不會對旋轉傳感器15的連接產生任何障礙。
盡管此實施例使用如此結構，即旋轉傳感器15借助兩個螺桿16被牢固地連接到外環3的突起14上，但是也可以使用其它的連接結構，例如圖4-圖6中所示的連接結構。圖4-圖6中所示的結構中，兩個通孔18和19沿著軸向方向形成在外環3的突起14內和旋轉傳感器15的凸緣內，且在尖端(或末端)具有螺桿(或螺紋部)的U形部件20的兩端被插入到這兩個通孔18和19內，且相應的端部借助螺母21被緊固，從而旋轉傳感器15被牢固地連接到外環3的突起14。
盡管在上述實施例中所述軸承具有被連接到外環3的下部的旋轉傳感器15，但是本發明不限于此，且如圖7和圖8中所示，旋轉傳感器15能夠被連接到外環3的上部。所述旋轉傳感器15的連接結構，與圖1-圖3中所示的實施例相似，包括突起14和兩個螺桿(或螺釘)16，所述突起14從外環3的外徑上部徑向凸出，所述兩個螺桿16用于將旋轉傳感器15牢固地連接到突起14的端面。
在此實施例中，所述外殼(沒有示出)被連接到外環3的外徑上部，且所述突起14(被形成到外環3的外徑上部且旋轉傳感器15連接到其上)通過與外殼接觸被阻止旋轉，藉此防止了旋轉傳感器15的線路的斷開。
另外，在用于旋轉傳感器15的其它連接結構中，與圖4-圖6中所示的實施例相似，通孔18和19如圖10中所示可以被形成在外環3的突起14和旋轉傳感器15的凸緣內，且U形部件20的兩端可以被插入這些通孔18和19內，且相應的端部借助螺母21被緊固，從而旋轉傳感器15被牢固地連接到外環3的突起14。
盡管在此實施例中旋轉傳感器15被連接作為用于傳感旋轉傳感器，但是除了旋轉傳感器15，也可以使用用于傳感軸承的振動的振動傳感器和用于傳感軸承的內部溫度的溫度傳感器。因為這些傳感器如上所述地直接地和固定地連接到外環3，所以借助振動傳感器能夠準確地測量軸承內的振動，且借助溫度傳感器能夠準確地測量軸承構件的溫度。
權利要求
1.一種具有傳感器的軸承，其特征在于利用保持器被可旋轉地保持的多個滾柱被容納在內環與外環之間，且用于傳感所述軸承的旋轉狀態的傳感器被直接連接到所述外環上。
2.根據權利要求1所述的具有傳感器的軸承，其特征在于所述傳感器被布置在所述外環的外徑下部內，其中外殼被設置到所述外環的外徑上部。
3.根據權利要求1或2所述的具有傳感器的軸承，其特征在于多個徑向凸出的突起被設置到所述外環的外徑的一部分上，且所述傳感器被連接到所述突起的端面。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的具有傳感器的軸承，其特征在于所述傳感器是從由振動傳感器、旋轉傳感器、和溫度傳感器組成的組中選擇的至少一個傳感器。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的具有傳感器的軸承，其特征在于所述滾柱是雙排圓柱滾柱和雙排圓錐滾柱中的任一個。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的具有傳感器的軸承，其特征在于所述軸承是用于可旋轉地支撐鐵路車輛的輪軸的軸承。
全文摘要
一種具有傳感器的軸承，其中所述軸承的旋轉狀態，例如振動，被準確地傳感。利用保持器被可旋轉地保持的多個滾柱容納在內環與外環之間，且用于傳感所述軸承的旋轉狀態的傳感器被直接連接到所述外環上。更具體地，具有連接到其外徑上部的外殼的外環包括在外徑下部內徑向凸出的突起，且所述傳感器被連接到所述突起的端面上。
文檔編號F16C33/58GK1954156SQ20058001561
公開日2007年4月25日 申請日期2005年5月18日 優先權日2004年5月19日
發明者石川司郎, 竹田幸浩 申請人:Ntn株式會社