ITTO980646A1 - Dispositivo per il montaggio di un sensore ad un gruppo cuscinetto di un assile ferroviario. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo per il montaggio di un sensore ad un gruppo cuscinetto di un assile ferroviario"
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo per il montaggio di un sensore ad un gruppo cuscinetto di un assile ferroviario del tipo dotato di un inserto anulare di tenuta solidale all'anello esterno stazionario del cuscinetto dal lato assialmente esterno. L'invenzione si riferisce inoltre ad un gruppo cuscinetto dotate di .un tale dispositivo .
È noto che i carrelli ferroviari poggiano sugli anelli esterni stazionari dei cuscinetti degli assili per mezzo di formazioni a sella che lasciano scoperta la metà inferiore della faccia assialmente esterna dell'assile, in corrispondenza della quale è solitamente previsto un dispositivo di tenuta che chiude dall'esterno l'intercapedine tra l'anello esterno e quello interno del cuscinetto.
Uno scopo della presente invenzione è di realizzare un dispositivo che permetta di montare agevolmente nella parte superiore di tali gruppi cuscinetto un sensore atto a monitoràre le condizioni di funzionamento del cuscinetto, in particolare ma non esclusivamente un sensore di temperatura.
Questo ed altri scopi e vantaggi sono raggiunti, secondo un primo aspetto della presente invenzione, da un dispositivo di montaggio avente le caratteristiche enunciate nella rivendicazione 1.
Secondo un altro aspetto della presente invenzione, si propone di realizzare un gruppo cuscinetto avente le caratteristiche richiamate nella rivendicazione 9.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di alcuni suoi esempi di realizzazione fatta con riferimento ai disegni allegati, dati a titolo indicativo e non limitativo, in cui:
la FIG.l è una vista in sezione assiale di un gruppo cuscinetto di un assile ferroviario dotato di un dispositivo secondo la presente invenzione; la FIG.2 è una vista in alzato laterale ed in parziale sezione secondo la freccia II di FIG.l; la FIG.3 è una vista in scala ingrandita di un dettaglio di FIG.l;
la FIG.4 è una vista in scala ingrandita di un dettaglio di FIG.2; e
la FIG.5 è una vista prospettica in esploso del gruppo cuscinetto dotato di un dispositivo secondo l'invenzione in una sua forma di realizzazione alternativa .
Facendo inizialmente riferimento alla FIG.l, un gruppo cuscinetto di un assile ferroviario comprende un anello stazionario radialmente esterno 1, una coppia di semi-anelli rotanti radialmente interni 2a, 2b, e due serie di rulli conici 3a, 3b assialmente distanziati ed interposti tra l'anello esterno 1 ed i semi-anelli interni 2a, 2b, rispettivamente. I semi-anelli interni sono calzati in modo noto sul fusello rotante 4; una calotta terminale esterna 5, fissata al fusello mediante elementi di fissaggio filettati 6 , trattiene i semi-anelli interni nella posizione assiale corretta attraverso un distanziale cilindrico 7.
Sull'anello esterno del cuscinetto poggia superiormente una porzione concava a forma di sella 8 appartenente ad un carrello ferroviario di tipo convenzionale (non illustrato per semplicità); come visibile in FIG.2, la porzione a sella 8 ha uno sviluppo circonferenziale di circa 180° di forma congruente alla superficie semicilindrica superiore ed esterna dell'anello esterno 1 e lo trattiene nella posizione corretta per effetto del carico verticale trasmesso.
Con il numero di riferimento 9 è indicato complessivamente in FIG.l un dispositivo di tenuta, di tipo convenzionale, atto a sigillare l'intercapedine anulare 20 tra l'anello esterno 1 e il semianello interno 2b dal lato assialmente esterno del cuscinetto. Il dispositivo di tenuta 9 comprende un inserto anulare 10 solidale all'anello esterno stazionario 1 ed un inserto anulare 11 solidale in rotazione al fusello ed alle altre parti rotanti del gruppo. L'inserto anulare stazionario 10, di materiale metallico o comunque rigido, è sagomato in modo da individuare una parete radiale 12 adiacente ad una parete cilindrica assiale 13.
Secondo la presente invenzione, la parete cilindrica 13 fa da superficie di supporto per un dispositivo di montaggio di uno o più sensori da applicare al cuscinetto. Il dispositivo di montaggio comprende una fascetta anulare 14 che avvolge esternamente la parete cilindrica 13 ed è serrata circonferenzialmente mediante un dispositivo di serraggio indicato con 15. Nella forma di realizzazione illustrata, la fascetta 14 è un anello circolare aperto le cui estremità sono accoppiate da un dispositivo di serraggio del tipo a bullone 16. Agli esperti del settore apparirà ovvio che il serraggio della fascetta potrà essere-effettuato mediante configurazioni diverse ma equivalenti a quella dell'esempio illustrato.
Nella propria parte superiore la fascetta 14 supporta solidalmente un corpo 16 porta-sensore, preferibilmente realizzato in materiale elettricamente conduttivo quale il rame, in cui è montato un sensore 17, che nella forma di realizzazione preferita sporge all'interno dell'intercapedine 20 attraverso un'apertura 18 ottenuta nella parete cilindrica 13 (FIG.3). Questa configurazione è ideale per il posizionamento di un sensore 17 di temperatura; come noto, il calore dovuto all'attrito di rotolamento si sviluppa maggiormente nella zona alta del cuscinetto, cioè la parte caricata verticalmente dalla porzione a sella 8 del carrello ferroviario .
In un punto situato lungo la semicirconferenza inferiore della fascetta, e quindi in una zona lasciata libera dalla sella 8 e quindi facilmente accessibile, la fascetta monta una scatola di derivazione 19; la scatola 19 collega elettricamente uno o più fili 21 provenienti dal sensore 17 (e/o da altri sensori montati sulla fascetta stessa) con un cavo 22 che trasmette il segnale generato da tale/i sensore/i ad una centralina (non illustrata) situata in posizione remota, ad esempio posta a bordo del carrello. In una possibile variante, la scatola di derivazione 19 potrà anche essere predisposta per collegare il cavo 22 in modo staccabile, ad esempio tramite un connettore.
Il collegamento elettrico a filo 21 che corre lungo l'arco della fascetta tra il corpo portasensore 16 e la scatola 19 può essere perfezionato costampando la guaina esterna di tale filo alla fascetta. Il corpo sensore 16 e la scatola 19 potranno essere fissati in diversi modi alla fascetta 14, ad esempio mediante saldatura.
Nella forma di realizzazione preferita illustrata nei disegni, il corpo porta-sensore 16 sporge radialmente verso l'esterno in un recesso radiale 23 ottenuto per fresatura alla sommità della concavità della sella 8. Questa configurazione è vantaggiosa in quanto il corpo porta-sensore costituisce un elemento di arresto che impedisce minime rotazioni relative tra l'anello esterno 1 ed il carrello, che si possono verificare ad esempio quando il treno transita si scambi ed è sollecitato da scossoni verticali. Una rotazione dell'anello esterno potrebbe infatti tendere il cavo 22 o addirittura provocarne il tranelamento o il distacco, soprattutto nel caso in cui la scatola di derivazione 19 includa un connettore staccabile.
Per trattenere stabilmente la fascetta sulla superficie esterna della parete cilindrica 13, sono preferibilmente predisposti mezzi e corrispondenti sedi di trattenimento assiale, ad esempio in forma di protuberanze 24 formate sulla fascetta e aperture o recessi 25 corrispondenti ottenute nella parete cilindrica 13 (FIG.4). In una forma di attuazione particolarmente vantaggiosa, come illustrato in FIG.2, tali mezzi e sedi di trattenimento assiale sono realizzati simmetricamente rispetto al piano verticale assiale P, in modo tale che il dispositivo di montaggio si possa indifferentemente montare con il cavo 22 a destra come illustrato, o a sinistra, a seconda delle esigenze. Nel caso in cui si realizzino sedi a forma di aperture radiali, la fascetta è opportunamente dotata di guarnizioni di tenuta in gomma o simili in corrispondenza di tali aperture .
Facendo riferimento alla FIG.5, è illustrata una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione, in cui il mezzo di montaggio che supporta il sensore 17, la scatola di derivazione o connessione elettrica 19 e il filo conduttore 21 tra questi due componenti è un elemento a forma di anello 14' aperto nella propria parte inferiore. L'anello aperto 14' forma integralmente nella propria parte superiore una porzione 16' porta-sensore ed un canale interno o posteriore (non illustrato per semplicità) nel proprio ramo di destra per accogliere il conduttore 21. L'elemento ad anello aperto 14' è fissato allo schermo anulare 10 tramite elementi di fissaggio 24' impegnati in fori di fissaggio 25' ricavati nello schermo 10 in posizioni simmetriche rispetto al piano verticale P, come sopra discusso con riferimento alla forma di realizzazione delle FIGG.l e 2.
Il dispositivo di montaggio della presente invenzione si presta per il supporto di un sensore di temperatura di tipo qualsiasi (elettronico, a termocoppia, al platino, a magnetoresistenza, ecc.), ed anche per sensori di tipo diverso. Ad esempio, in sostituzione o in aggiunta al sensore di temperatura posto nella parte alta del cuscinetto, potrà essere previsto un sensore di rilevamento della velocità o della posizione dei semianelli interni del cuscinetto. In FIG.2 è illustrato schematicamente un esempio in cui il sensore 17 è un sensore per il rilevamento della velocità di rotazione, affacciato ad una ruota fonica 26 del tipo ad anello a settori magnetici o a denti metallici solidale in rotazione al fusello 4.
Come apparirà chiaro agli esperti del settore, si potranno montare sensori indifferentemente sensori di velocità, di posizione, di direzione, di vibrazione, o sensori per segnalare il verificarsi di condizioni di emergenza, quali il deragliamento, o il bloccaggio dell'asse. I dati trasmessi alla centralina a bordo del carrello potranno anche essere sfruttati per trarre informazioni sulle condizioni del grasso di lubrificazione del cuscinetto.
Come si potrà apprezzare, la facilità di montaggio e di accesso del dispositivo della presente invenzione lo rende ideale per l'applicazione di sensori su assili dotati di boccole per il collegamento elettrico a terra.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio e non limitativo, senza uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il montaggio di almeno un sensore (17) ad un gruppo cuscinetto di un assile ferroviario del tipo dotato di un inserto anulare di tenuta (10) solidale all'anello esterno stazionario del cuscinetto dal lato assialmente esterno, caratterizzato dal fatto di comprendere un mezzo di montaggio di forma sostanzialmente anulare (14, 14') atto ad essere montato su una parete cilindrica assiale (13) di detto inserto (10), detto mezzo di montaggio (14, 14') essendo predisposto per supportare: un sensore (17) da posizionare nella metà superiore dell'inserto anulare (10); mezzi di connessione elettrica (19), situati nella metà inferiore dell'inserto anulare (10), atti a connettere elettricamente primi mezzi conduttori (21), collegati al sensore (17), con secondi mezzi conduttori (22) collegati ad un ulteriore punto situato in posizione remota dal cuscinetto.
- 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto sensore (17) è supportato da detto mezzo di montaggio (14, 14') in una posizione atta a collocarlo sostanzialmente alla sommità dell'inserto anulare (10).
- 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto sensore (17) è scelto da gruppo costituito da: sensori di temperatura, sensori di velocità di rotazione del fusello, sensori di posizione angolare del fusello, sensori di vibrazione, sensori per segnalare condizioni di deragliamento, sensori per segnalare condizioni di bloccaggio del fusello.
- 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto mezzo di montaggio (14, 14') è predisposto per supportare inoltre detti primi mezzi conduttori (21).
- 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto mezzo di montaggio (14, 14') e detto inserto (10) sono dotati di mezzi di impegno reciproco (24, 25; 24', 25') per trattenere assialmente detto mezzo di montaggio su detto inserto .
- 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto sensore (17) e detti mezzi di impegno reciproco (24, 25; 24', 25’) sono disposti lungo detto mezzo di montaggio (14, 14') in modo tale da essere montati su detto gruppo cuscinetto simmetricamente rispetto ad un piano verticale assiale (P) dell'assile (4).
- 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto mezzo di montaggio (14) comprende una fascetta anulare atta ad essere serrata (15) su una parete cilindrica assiale (13) di detto inserto (10).
- 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto mezzo di montaggio comprende un elemento a forma di anello (14') aperto nella propria parte inferiore.
- 9. Gruppo cuscinetto per un assile ferroviario (4) del tipo dotato di un inserto anulare di tenuta (10) solidale all'anello esterno stazionario (1) del cuscinetto dal lato assialmente esterno, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di montaggio per sensori secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni.
- 10. Gruppo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto sensore è montato in un corpo porta-sensore (16) sporgente radialmente verso l'esterno in un recesso radiale (23) ottenuto in una porzione a sella (8) di un carrello gravante sull'anello esterno (1) del cuscinetto.
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