本發(fā)明涉及用于安裝傳感器裝置(尤其是溫度傳感器)的方法和設(shè)備。

本發(fā)明描述了溫度傳感器的具體應(yīng)用，但并不因此限制溫度傳感器。所述應(yīng)用涉及軌道運(yùn)輸領(lǐng)域，并且尤其涉及在軌道交通工具的輪軸的滾動(dòng)軸承的附近的溫度的讀數(shù)和相關(guān)監(jiān)測(cè)。

雖然尤其適合軌道應(yīng)用，但是本發(fā)明能應(yīng)用于任何其他相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，諸如(但不限于)工業(yè)領(lǐng)域或非公路領(lǐng)域。在所有提到的應(yīng)用中，本發(fā)明能夠被用于軸承的內(nèi)圈是旋轉(zhuǎn)的而軸承的外圈是固定的，或者用于軸承的內(nèi)圈是固定的而軸承的外圈是旋轉(zhuǎn)的這兩種情況。此外，本發(fā)明能夠被用于無(wú)論采用什么樣的滾動(dòng)元件(球、滾子、圓錐滾子等)的情況。

背景技術(shù)：

眾所周知，尤其是在軌道交通工具領(lǐng)域，軌道交通工具的輪軸的滾動(dòng)軸要承受高的應(yīng)力。尤其是，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)用于軌道輪軸的軸承是成對(duì)的，介于交通工具的懸架和帶凸緣的車(chē)輪之間。軸承位于殼體或“軸箱”內(nèi)，在運(yùn)行期間，懸架傳遞的應(yīng)力產(chǎn)生顯著的溫度升高。該溫度必須被一直監(jiān)測(cè)，因?yàn)槌瑴刈x數(shù)(over-temperaturereading)表明系統(tǒng)故障。具體地，采用以下三個(gè)報(bào)警閾值：

當(dāng)超過(guò)預(yù)定的絕對(duì)溫度值時(shí)到達(dá)第一報(bào)警閾值；

當(dāng)軸承的溫度和外部環(huán)境的溫度之間的差超過(guò)另一預(yù)定值時(shí)到達(dá)第二報(bào)警閾值；

最后，當(dāng)單一軌道輪軸的兩個(gè)軸承之間超過(guò)預(yù)定的溫度差時(shí)到達(dá)第三報(bào)警閾值。

該要求揭示了明確需要不斷地監(jiān)測(cè)軸承的溫度以確定在靠近軸承的最大應(yīng)力區(qū)域的點(diǎn)處的溫度。

對(duì)每個(gè)軸承采用溫度傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)溫度，溫度傳感器電連接到控制單元，該控制單元用由傳感器讀取的溫度值來(lái)管理與超過(guò)上述溫度閾值相關(guān)的報(bào)警的激活。

溫度傳感器設(shè)有插入包含軸承的殼體內(nèi)的溫度敏感元件，并且讀取所述殼體靠近軸承受到最大應(yīng)力的點(diǎn)的溫度。

傳感器需要穩(wěn)固地附著到殼體上，在裝配期間傳感器的電纜不能旋轉(zhuǎn)，并且傳感器必須適當(dāng)?shù)孛芊狻Ｈ绻茨軡M足這些條件，在溫度信號(hào)的傳輸過(guò)程中會(huì)有明顯的不利的影響。

滿足這些要求使得溫度傳感器的裝配復(fù)雜化，需要遵守非常精確的公差，以及在任何情況下都需要較長(zhǎng)且費(fèi)力的裝配過(guò)程。尤其是，存在兩種已知的解決方案來(lái)確保溫度傳感器和待進(jìn)行溫度讀數(shù)的表面穩(wěn)固地接觸：

第一種解決方案涉及為傳感器提供具有非常專門(mén)的直徑和(特別是)長(zhǎng)度的突起，并且為殼體提供具有同樣精確尺寸的孔，以便保證與傳感器的突起的良好連接。傳感器可以借助于合適的凸緣和固定螺絲附著到殼體。這意味著殼體被設(shè)計(jì)成具有至少三個(gè)孔，其中一個(gè)孔非常精確。

為避免如此嚴(yán)格的加工公差，第二種已知的解決方案涉及將傳感器擰至殼體的孔內(nèi)。用這種方式，這兩個(gè)部件可以都設(shè)置沒(méi)有限制公差的螺紋。然而，這種解決方案的缺點(diǎn)與以下事實(shí)有關(guān)：為防止電纜在裝配期間旋轉(zhuǎn)，傳感器的電纜不能裝配在傳感器上或內(nèi)置在傳感器中，而是必須只在裝配操作之后才連接到傳感器。這需要為隨后將電纜連接到溫度傳感器采用額外的電連接器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于在殼體上裝配傳感器裝置的方法，尤其是在火車(chē)輪軸的軸箱上的溫度傳感器，其簡(jiǎn)單且低成本地解決了上述技術(shù)問(wèn)題。

因此，根據(jù)本發(fā)明的裝配方法提供用于具有已經(jīng)連接好的電纜的傳感器裝置的使用，傳感器裝置能被擰入殼體，而不需要過(guò)度嚴(yán)格的加工公差，以及在裝配期間不會(huì)旋轉(zhuǎn)電纜。這通過(guò)執(zhí)行根據(jù)所附獨(dú)立方法權(quán)利要求的方法步驟實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)另一方面，本發(fā)明描述了一種裝配用于實(shí)施上述方法的傳感器裝置的設(shè)備，所述設(shè)備包括具有內(nèi)螺紋和外螺紋的襯套和具有在所附獨(dú)立設(shè)備權(quán)利要求中所列的特征。

本發(fā)明其它優(yōu)選和/或特別有利的實(shí)施方式使用在所附從屬權(quán)利要求中所列的特征進(jìn)行描述。

附圖說(shuō)明

下面參考附圖描述本發(fā)明一些非限制性的優(yōu)選實(shí)施方式，在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式示出了在用于在殼體上裝配溫度傳感器的方法的第一階段的溫度傳感器、殼體和用于溫度傳感器的裝配設(shè)備的部分軸向截面圖，

圖2為與圖1相同的部分軸向截面圖，示出裝配方法的第二階段，

圖3a和3b示出從前面附圖中的裝配方法可能的隨后的階段，

圖4示出該裝配方法的最后的階段。

具體實(shí)施方式

下面參考附圖，尤其參考圖1，對(duì)用于將傳感器裝置10裝配到殼體20的方法進(jìn)行描述。優(yōu)選地，傳感器裝置10為用于軌道交通工具的輪軸的滾動(dòng)軸承的溫度傳感器。該溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)軸承受最大應(yīng)力區(qū)域附近的溫度，將讀取的數(shù)據(jù)傳遞到控制單元(該控制單元為已知類型，因此其在附圖中沒(méi)有示出)。如在本發(fā)明的介紹中描述的，控制單元管理這些數(shù)據(jù)并且如果溫度讀數(shù)高于某一閾值則激活適當(dāng)?shù)膱?bào)警。然而，傳感器裝置不一定是溫度傳感器，并且還可以用于軌道領(lǐng)域中的其它應(yīng)用。

傳感器裝置10設(shè)置有主體11，主體11具有包含溫度敏感元件的突起12。突起12具有(如下描述的)用于裝配的外螺紋13和被設(shè)計(jì)成與殼體的待測(cè)量溫度的表面接觸的端壁14。

傳感器裝置10還具有用于與控制單元連接的電纜15。電纜15穩(wěn)固連接至主體11以避免在傳感器和電纜之間采用額外的電連接器，由此保證電信號(hào)的連續(xù)性。

在圖中顯示為具有棱柱形狀的、然而當(dāng)然也可以呈現(xiàn)任何形狀的殼體20優(yōu)選地為前面提到的軸箱，或者為包含火車(chē)輪軸的軸承的殼體。該殼體設(shè)置有適于與傳感器裝置10的突起12形狀配合的盲孔21。特別地，該盲孔21具有用于裝配的(如下描述)內(nèi)螺紋23，和與傳感器的感測(cè)元件或傳感器的端壁14接觸的底壁22。

圖1還示出能夠?qū)嵤└鶕?jù)本發(fā)明的裝配方法的裝配設(shè)備30。該設(shè)備基本通過(guò)襯套31和夾緊裝置34(諸如傳統(tǒng)的六角夾緊螺母)形成。襯套31為與溫度傳感器(或與通用傳感器裝置10)同軸的中空的有螺紋的襯套。該襯套具有：外螺紋32，其與殼體20內(nèi)的盲孔21的內(nèi)螺紋23配合；和內(nèi)螺紋33，其與傳感器裝置10的突起12的外螺紋13配合。

該設(shè)備的基本特征為：襯套31的外螺紋32和內(nèi)螺紋33具有相同的螺距。因此，傳感器的突起的外螺紋13和殼體20內(nèi)的盲孔21的內(nèi)螺紋23也具有相同的螺距。換句話說(shuō)，所有的螺紋13、23、32、33具有相同的螺距。優(yōu)選地，螺紋共用的螺距可以為常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)值1.5mm。因此，襯套31具有兩個(gè)同軸的螺紋，外螺紋用于使襯套穩(wěn)固附著到殼體，內(nèi)螺紋用于將傳感器裝置保持在合適的位置。已經(jīng)證實(shí)，襯套的兩個(gè)螺紋具有相同的螺距的事實(shí)能夠使得當(dāng)襯套被擰入殼體時(shí)，傳感器裝置的突起12被保持在合適的軸向位置，而不會(huì)旋轉(zhuǎn)傳感器裝置，因此不會(huì)旋轉(zhuǎn)用于連接至控制單元的電纜15。

下面參考圖1至圖4對(duì)用于裝配傳感器裝置的方法進(jìn)行描述，具體為：

圖1示出將傳感器裝置裝配至殼體的第一階段(a)，包括將突起12插入(其可以是手動(dòng)的)殼體20的孔21內(nèi)，使突起12的端壁14與盲孔21的底壁22接觸。在所述方法的這一階段，襯套31保持靜止，即未擰至殼體20的內(nèi)螺紋23。

圖2示出所述方法的下一階段(b)，其包括將襯套31擰至殼體20上直至第一收緊力矩值，換句話說(shuō)，使襯套31的端壁35與殼體20的端壁24接觸。襯套的外螺紋32和內(nèi)螺紋33具有相同螺距的事實(shí)確保了傳感器裝置10被保持在合適的軸向位置，而不會(huì)旋轉(zhuǎn)傳感器裝置10，因此不會(huì)旋轉(zhuǎn)用于連接至控制單元的電纜15。

優(yōu)選地，如圖3a和圖3b所示，在該階段完成時(shí)，通過(guò)使用主體11的六角頭16輕輕地旋轉(zhuǎn)傳感器裝置10，使突起12的端壁14與盲孔21的底壁22接觸。

最后，圖4示出所述裝配方法的最后階段(c)包括將夾緊裝置34(諸如裝配設(shè)備30的六角螺母)緊固至第二收緊力矩值，使夾緊裝置與襯套31接觸。

上述裝配方法和相關(guān)設(shè)備的益處是明顯的。首先，該方法避免了任何對(duì)需要精確公差的部件進(jìn)行加工的需求。此外，傳感器可以裝配有用于連接到已安裝好的控制單元的電纜。實(shí)際上，帶有具有相同螺距的內(nèi)螺紋和外螺紋的襯套的使用使得有可能在殼體上緊固傳感器而不引起傳感器任何宏觀可見(jiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)。傳感器潛在的微觀旋轉(zhuǎn)對(duì)于電纜不會(huì)產(chǎn)生任何問(wèn)題，且隨后能夠通過(guò)作用于傳感器的主體的六角螺母解決。最后，該裝配方法簡(jiǎn)單且執(zhí)行快速，且需要同樣易于制造的裝配設(shè)備。最終，該方法在經(jīng)濟(jì)方面也是有益的。

除了上述實(shí)施方式之外，本發(fā)明的很多其他的變形也是可能的。所述實(shí)施方式僅通過(guò)舉例的方式提供且不限制本發(fā)明的范圍、應(yīng)用或可能構(gòu)造。實(shí)際上，雖然上面提供的描述使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠至少根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例構(gòu)造來(lái)實(shí)施本發(fā)明，但是可以使用所描述的部件的許多變化(如在附加權(quán)利要求的字面解釋中所描述的和/或根據(jù)其法律上等同物)，而不脫離本發(fā)明的范圍。