KR20000011172A - 철도액슬베어링유니트에센서를장착하기위한장치 - Google Patents

철도액슬베어링유니트에센서를장착하기위한장치 Download PDF

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KR20000011172A
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로베르토모레티
마테오제네로
아니엘로데폰테
파브리지오소찌
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델'안나 리카르도, 베러테티 파올로
에스케이에프 인더스트리에 에스.피.에이.
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Abstract

축방향으로 외측부로 부터 베어링에 구성되고 정치상태를 이루는 외부의 레이스(race)와 고정된 원형의 씰링인서트를 가지는 철도 액슬 베어링유니트에 한 개의 센서를 장착하기 위하여, 센서장착장치는 상기 인서트(10)의 축방향 원통면(13)에 장착하기에 적합한 원형부(14, 14')의 장착수단으로 구성된다. 커넥터블록(19) 및 원형을 이루는 인서트(10)의 상반부에 위치하고, 원형을 이루는 인서트(10)의 하반부에 위치하며, 센서(17)에 연결된 와이어(21) 및 베어링으로 부터 떨어진 또다른 위치에 연결된 케이블(22) 사이에 전기적 연결부를 제공하기 위해 적용되는 센서(17)가 장착수단에 의해 지지된다.

Description

철도 액슬 베어링유니트에 센서를 장착하기 위한 장치{A device for mounting a sensor to a railway axle bearing unit}
본 발명은 축방향으로 외측부에서 베어링에 구성되고 정치상태를 이루는 외부의 레이스(1)와 일체구조를 이루는 원형의 씰링인서트가 구성되는 형태의 철도 액슬 베어링유니트에 센서를 장착하기 위한 장치에 관련된다. 본 발명은 또한 상기 센서장착장치를 구비한 철도액슬 베어링유니트에 관련된다.
공지된 것처럼, 철도대차는 안장모양의 요소들에 의해 액슬베어링에 구성되고 정치상태를 이루는 외부의 레이스들상에 놓여지고, 상기 안장형 요소는 액슬에 구성된 축방향의 외측면의 하반부를 덮히지 않게 유지하며, 일반적으로 액슬베어링의 내부 및 외부레이스들 사이에서 원형간격을 외측부로 부터 밀폐시키도록 씰링장치가 끼워맞춤된다.
본 발명의 목적은 상기 베어링유니트의 상측부분들내에서 베어링의 작동상태를 제어하기 위한 센서, 특히 온도센서(temperature sensor)를 용이하게 끼워맞춤가능한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 특징들중 하나에 따르면 상기 목적 및 다른 목적들이
축방향으로 외측부로 부터, 베어링에 구성되고 정치상태를 이루는 외부의 레이스(race)와 고정된 원형의 씰링인서트를 가지는 철도 액슬 베어링유니트에 한 개이상의 센서를 장착하기 위한 장치를 제공하여,
상기 인서트의 축방향 원통면에 장착하기에 적합한 원형부의 장착수단으로 구성되고, 상기 장착수단은
- 원형을 이루는 인서트의 상반부에 위치하는 센서와,
- 원형을 이루는 인서트의 하반부에 위치하고, 베어링으로 떨어진 또다른 점에 연결된 제 2 커넥터수단에 센서에 연결된 제 1 커넥터수단의 전기적 연결부를 제공하기에 적합한 전기적 연결수단을 지지하기에 적합한 것을 특징으로 하는 철도 액슬 베어링유니트에 센서를 장착하기 위한 장치를 구성하여 이루어진다.
본 발명의 또다른 특징에 따르면, 축방향으로 외측부에서, 베어링에 구성되고 정치상태를 이루는 외부의 레이스와 일체구조를 이루는 원형의 씰링 인서트가 구성되는 형태의 철도액슬을 위한 베어링유니트가 제공되어, 상기 설명에 따라 센서장착장치로 구성된다.
본 발명을 이해하도록, 첨부된 도면을 참고로 하여 예로서 주어진 몇 개의 본 발명의 선호되는 실시예들이 설명된다.
도 1 은 본 발명을 따르는 장치를 장착한 철도 액슬 베어링유니트(railway axle bearing unit)의 축방향 단면도.
도 2 는 도 1 의 화살표(II)방향으로 볼 때 본 발명의 부분측단면도.
도 3 은 도 1 의 세부에 대한 확대도.
도 4 는 도 2 의 세부에 대한 확대도.
도 5 는 본 발명을 따르는 장치의 선택적 실시예와 끼워맞춤되는 베어링유니트의 분해사시도.
* 부호설명
1 ... 레이스2a, 2b ... 레이스 구성부
5 ... 단부캡6 ... 고정요소
8 ... 안장요소9 ... 씰링장치
10 ... 인서트13 ... 원통형 벽
14 ... 스트립20 ... 간격
22 ... 케이블
우선 도 1 을 참고할 때, 철도 액슬 베어링 유니트(railway axle bearing unit)는 반경방향으로 외측에서 정치상태를 이루는 레이스(race)(1)와 반경방향으로 내측에서 회전하는 한쌍의 레이스구성부(2a, 2b) 및 각각의 상기 레이스(1) 및 레이스구성부(2a, 2b) 사이에서 축방향으로 이격되고 반경방향으로 삽입되는 두 세트의 테이퍼롤러(tapered roller)(3a, 3b)로 구성된다. 공지된 방법에 의해, 내부의 레이스구성부들이 회전하는 액슬(axle)(4)에 끼워맞춤된다. 나사구조의 고정요소(6)에 의하여 액슬(4)에 끼워맞춤되는 단부캡(end cap)(5)에 의하여 원통형구조를 가지며 삽입된 스페이서(spacer)(7)를 통해, 레이스구성부(2a, 2b)가 정확한 축방향위치내에 유지된다.
(단순화하기 위해 도면에 도시되지 않은) 종래기술의 철도 대차(railway bogie)에 구성되고, 오목한 구조를 가지며 안장형태 또는 역전된 U자모양의 안장요소(8)가 베어링상부 레이스상부에 놓여진다. 도 2 를 참고할 때, 안장요소(8)는 약 180도의 원주크기를 가지고, 외측의 레이스(1)에 구성되고 상부 및 반경방향으로 외측에 놓이는 반원통형 표면과 일치되는 구조를 이룬다. 전달되는 수직하중에 기인하여 안장요소(8)에 의해 외측의 레이스(1)가 정확한 위치에 고정된다.
베어링에 구성되고 축방향으로 외측에 위치한 측면으로 부터 레이스(1) 및 내부의 레이스구성부(2b) 사이에서 원형을 이루는 간격(20)을 씰링(sealing)하기 위한 종래기술의 씰링장치(9)가 도 1 에 도시된다. 정치상태를 이루는 외측의 레이스(1)와 일체로 구성되는 원형의 씰링 인서트(sealing insert)(10)와, 베어링유니트의 다른 한쪽의 회전부품 및 액슬과의 회전운동을 위해 고정되는 원형의 인서트(11)로 상기 씰링장치(9)가 구성된다. 금속재질 또는 다른 강성재료로 제조되고 정치상태를 이루는 원형의 인서트(10)는 축방향 원통형 벽(13)에 인접한 반경방향 벽(12)을 형성하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 베어링유니트에 한 개 또는 두 개이상의 센서(sensor)들을 부착하기 위한 장치를 위한 지지표면으로서 원통형벽(13)이 작용한다. 외측으로 부터 원통형 벽(13)을 둘러싸는 원형의 스트립(strip)(14)이 장착장치에 구성된다. 고정장치(15)에 의하여 스트립(14)이 원주방향으로 고정된다. 도면의 선호되는 실시예에 있어서, 스트립(14)은 원형을 이루고 개방상태인 링(ring)이며, 스트립의 단부들은 볼트(15a)와 같은 고정수단에 의해 연결된다. 당업자에게 알려진 것처럼, 스트립(14)의 고정상태가 현재 공개된 실시예의 고정상태와 등가한 방법으로 서로 다른 배열로 이루어질 수 있다.
스트립(14)의 상부에서, 구리와 같은 전기전도체로 제조되는 것이 선호되는 센서몸체 또는 센서하우징(sensor housing)(16)에 상기 스트립(14)이 고정되고 지지된다. 센서(17)가 센서몸체(16)에 장착되고, 선호되는 실시예에서 센서(17)는 (도 3 의) 원통형 벽(13)내에서 형성된 개구부(18)를 통해 간격(20)내에서 돌출구조를 이룬다. 상기 배열은 온도센서(17)를 위치설정하기 위한 이상적인 배열이다. 공지된 바와 같이, 구름마찰(rolling friction)에 의해 발생되는 대부분의 열은 베어링(bearing)의 가장 높은 부분 즉, 철도 대차의 안장요소(8)에 의해 수직하중을 받는 부분내에서 발생된다.
스트립(14)에 구성된 하부의 반원형부분의 위치에서 그결과 안장요소(8)에 의해 비어있는 영역내에서 그결과 용이하게 접근가능하여, 스트립은 커넥터블록(connector block)(19)을 지지한다. (동일한 스트립상에 장착된 다른 센서(들) 또는 ) 센서(17)로 부터 한 개 또는 두 개이상의 와이어(21)와 상기 센서에 의하여 이격된 위치, 예를 들어 대차의 보드(board)상에 위치한 (도면에 도시되지 않은) 처리유니트(processing unit)로 신호를 전달하는 케이블(cable)(22)이 커넥터블록(19)에 의해 전기적으로 연결된다. 가능한 변형예에 의해 탈착가능하게 예를 들어 (도면에 도시되지 않은) 커넥터에 의해, 커넥터블록(19)이 케이블(22)을 연결하기 위해 적응된다.
센서몸체(16) 및 커넥터블록(19) 사이에서 스트립(14)의 아크(arc)를 따라 구성되는 와이어 전기 연결부(21)가 상기 와이어의 외측덮개를 스트립에 상호 몰딩(moulding)에 의해 개선될 수 있다. 선택적으로 센서몸체(16) 및 커넥터블록(19)은 용접과 같은 다른 방법으로 스트립(14)에 고정될 수 있다.
도면에 도시된 선호되는 실시예에 있어서, 예를 들어 안장요소(8)의 오목측면의 상부를 밀링(milling)가공에 의해 형성된 반경방향요홈(23)내에서 센서몸체(16)가 반경방향으로 외측으로 돌출구조를 이룬다. 상기 배열의 장점을 보면, 외측 레이스(1) 및 대차사이의 경미한 상대회전운동조차도 저항하는 정지수단이 센서몸체(16)에 구성된다. 예를 들어 열차가 상기 위치를 통과하고 수직방향의 흔들림을 겪을 때, 상기 상대회전운동이 발생할 수 있다. 실제로 커넥터블록(connector block)(19)이 탈착가능한 커넥터일 경우 외측 레이스의 회전운동은 케이블(cable)(22)에 과도한 응력을 주거나 심지어 뜯어내거나 분리시킬 수도 있다.
원통형 벽(13)의 외측면위에 스트립(strip)(14)을 안전하게 유지하기 위하여, 특히 스트립을 상기 벽에 축방향으로 구속하기 위하여, (도 4 를 참고할 때) 예를 들어 원통형 벽(13)내에 형성된 요홈(25) 또는 개구부와 스트립(14)으로 형성된 돌출부(24)를 형성하는 결합수단 및 해당 씨트(seat)가 제공되는 것이 선호된다. 도 2 에 도시된 것처럼, 특히 유리한 실시예에 있어서, 요구사항에 따라 장착장치가 케이블(22)과 함께 도시된 것처럼 우측으로 또는 좌측으로 동일하게 장착되도록, 축방향 수직면(P)에 대하여 상기 축방향 지지수단 및 씨트는 대칭적으로 배치된다. 지지씨트가 반경방향의 개구부형태로 제공되는 경우에 있어서, 상기 개구부에서 스트립(14)은 (도면에 도시되지 않은) 고무 또는 중합체재질의 가스켓이 적합하게 장착된다.
도 5 를 참고하면, 상기 두 개의 장치들 사이에서 센서(17), 커넥터블록(19) 및 커넥터와이어(21)를 지지하는 장착수단은 하부에서 개방상태를 이루는 링(14')형태의 요소인 본 발명의 선택적 실시예가 도시된다. 상부에서, 커넥터와이어(21)를 포함하기 위해 우측의 가지부분에서 (단순화하기 위해 도시되지 않는) 센서하우징부분(16') 및 내부 또는 후방채널이 개방된 링(14')과 일체로 형성된다. 도 1 및 도 2 의 실시예를 참고로 하여 상기 설명에서와 같이, 수직면(P)에 대해 대칭을 이루는 위치에서 인서트(10) 내부에 형성되는 고정 구멍(25')을 결합하는 고정요소(24')에 의해, 개방상태의 링(14')이 원형의 인서트(10)에 고정된다.
본 발명을 따르는 장착장치는 (전자식, 써모커플(thermo couple), 플라티늄(platinum), 자성-저항식 등) 온도센서 및 다른 형태의 센서들을 지지하기 위해 적용된다. 예를 들어, 베어링유니트의 상부에 끼워맞춤되는 온도센서 대신에 또는 온도센서 이외에, 베어링유니트에 구성되고 내부에 위치하는 레이스구성부의 회전속도 또는 각변위를 측정하기 위한 센서가 제공될 수 있다. 도 2 에 있어서, 센서(17)는 회전속도를 측정하기 위한 센서이고, 액슬(4)과 회전하기 위해 고정되는 임펄스 링(impulse ring)(26)을 향하며, 원주방향으로 이격되고 자성화된 섹터(sector) 또는 금속치형부(metal teeth)와 장착되는 형태의 실시예가 도시된다.
당업자에게 공지된 것처럼, 본 발명에 의해 속도, 위치 변위센서와 같은 형태의 센서 또는 진동센서 또는 열차탈선 또는 액슬구속(axle locking)과 같은 긴급상황의 발생을 감지하기 위한 센서를 장착가능하다. 철도대차의 보드(board)위에 위치한 처리유니트(processing unit)에 전달되는 데이타(data)가, 베어링유니트 내부에 포함된 윤활유의 상태에 관한 정보를 수집하기 위해 이용될 수 있다. 본 발명의 장치는 외부로 부터 용이하게 장착 및 접근가능하고, 그결과 접지기능을 하는 부싱(bushing)과 끼워맞춤되는 액슬에 센서들을 부착하기에 가장 적합하다.
본 발명의 실시예들이 공개될지라도, 상기 실시예들은 단지 설명을 위해 제공되고, 본 발명은 상기 실시예들에 국한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 상기 실시예들을 고려하여 당업자들에 의해 다양한 수정예들이 가능하며, 본 발명의 보호범위는 첨부된 청구항들에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (10)

  1. 축방향으로 외측부로 부터, 베어링에 구성되고 정치상태를 이루는 외부의 레이스(race)와 고정된 원형의 씰링인서트를 가지는 철도 액슬 베어링유니트에 한 개이상의 센서(17)를 장착하기 위한 장치에 있어서,
    상기 인서트(10)의 축방향 원통형(13)에 장착하기에 적합한 원형부(14, 14')의 장착수단으로 구성되고, 상기 장착수단은
    - 원형을 이루는 인서트(10)의 상반부에 위치하는 센서(17)와,
    - 원형을 이루는 인서트(10)의 하반부에 위치하고, 베어링으로 떨어진 또다른 점에 연결된 제 2 커넥터수단(22)에 센서(17)에 연결된 제 1 커넥터수단(21)의 전기적 연결부를 제공하기에 적합한 전기적 연결수단(19)을 지지하기에 적합한 것을 특징으로 하는 철도 액슬 베어링유니트에 센서를 장착하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 원형의 인서트(10)의 상부에 센서를 위치설정하기에 적합한 위치에서, 상기 센서(17)가 상기 장착수단(14, 14')에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 철도 액슬 베어링유니트에 센서를 장착하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 센서는 온도센서, 액슬의 회전속도 또는 각위치를 측정하기 위한 센서들, 진동센서, 열차탈선상태를 감지하기 위한 센서들, 액슬의 구속상태를 감지하기 위한 센서들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 철도 액슬 베어링유니트에 센서를 장착하기 위한 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전도수단(21)을 지지하기 위해 상기 장착수단(14, 14')이 적용되는 것을 특징으로 하는 철도 액슬 베어링유니트에 센서를 장착하기 위한 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 인서트상에 상기 장착수단을 축방향으로 지지하기 위하여, 상기 장착수단(14, 14') 및 상기 인서트(10)는 왕복운동하는 결합수단(24, 25, 24', 25')가 구성되는 것을 특징으로 하는 철도 액슬 베어링유니트에 센서를 장착하기 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 액슬(4)에 구성된 축방향의 수직면(P)에 대하여 상기 베어링유니트에 대칭이 되도록 장착되기 위하여, 상기 센서(17) 및 상기 결합수단(24, 25, 24', 25')이 상기 장착수단(14, 14')을 따라 위치하는 것을 특징으로 하는 철도 액슬 베어링유니트에 센서를 장착하기 위한 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 원형의 인서트(10)에 구성된 축방향의 원통형 벽(13)위에서 고정장치(15)에 의해 고정되는 원형의 스트립이 상기 장착수단(14)에 구성되는 것을 특징으로 하는 철도 액슬 베어링유니트에 센서를 장착하기 위한 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 장착수단은 하부에서 개방되는 링모양의 요소(14')로 구성되는 것을 특징으로 하는 철도 액슬 베어링유니트에 센서를 장착하기 위한 장치.
  9. 축방향으로 외측부에서, 베어링에 구성되고 정치상태를 이루는 외부의 레이스(1)와 일체구조를 이루는 원형의 씰링 인서트(10)가 구성되는 형태의 철도 액슬(4)을 위한 베어링유니트에 있어서,
    전항들중 한 항을 따르는 센서장착장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 철도액슬을 위한 베어링유니트.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 센서(17)가 반경방향의 요홈(23) 내부에서 반경방향으로 외측으로 돌출하는 센서몸체(16)에 장착되고, 상기 반경방향 요홈(23)은 베어링의 외측 레이스(1)에 놓여진 철도대차에 구성되고 U자모양을 이루는 안장요소(8)내에 형성되는 것을 특징으로 하는 철도액슬을 위한 베어링유니트.
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