JPS63266334A - 鉄道車輛用軸受の損傷を検知する熱センサ - Google Patents

鉄道車輛用軸受の損傷を検知する熱センサ

Info

Publication number
JPS63266334A
JPS63266334A JP63070911A JP7091188A JPS63266334A JP S63266334 A JPS63266334 A JP S63266334A JP 63070911 A JP63070911 A JP 63070911A JP 7091188 A JP7091188 A JP 7091188A JP S63266334 A JPS63266334 A JP S63266334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bolt
hole
antenna
head
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63070911A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2889575B2 (ja
Inventor
ウイリアム　エム．カウフマン
アルバート　グズマン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KAANEGII MERON UNIV
Original Assignee
KAANEGII MERON UNIV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KAANEGII MERON UNIV filed Critical KAANEGII MERON UNIV
Publication of JPS63266334A publication Critical patent/JPS63266334A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2889575B2 publication Critical patent/JP2889575B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/063—Fixing them on the shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/04—Detectors for indicating the overheating of axle bearings and the like, e.g. associated with the brake system for applying the brakes in case of a fault
    • B61K9/06—Detectors for indicating the overheating of axle bearings and the like, e.g. associated with the brake system for applying the brakes in case of a fault by detecting or indicating heat radiation from overheated axles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F16C19/525—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to temperature and heat, e.g. insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
    • F16C19/383—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • F16C19/385—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
    • F16C19/386—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2226/00—Joining parts; Fastening; Assembling or mounting parts
    • F16C2226/50—Positive connections
    • F16C2226/60—Positive connections with threaded parts, e.g. bolt and nut connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/10—Railway vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １１二次Ｉ 本発明は軸受の損傷を検知するセンサに関する。一層詳
しく言えば、本発明はワックス（Ｗａｘ）作動式装置を
使用して、軸受の温度がそれの損傷の都それを示すレベ
ルに達したときにそのことを示す熱センサに関する。
１旦立１」 鉄道車輌の軸受が過熱したとき、それは脱線という望ま
しくない結果を招く壊滅的な損壊に通じる問題発生の兆
しを示すものである。したがって、車軸が損壊する前に
軸受を交換するためまにあうように、軸受の問題を検知
するのは鉄道業界では大きな関心事であった。トラブル
のある軸受を検知するための方法は種々提案されており
、赤外線検知器、形状記憶材料や易溶性の材料を含む装
置があり、最近では、音響スペクトル分析が提案されて
いる。鉄道産業の主な関心はこれらの検知器の信頼性に
あるようである。誤警報は不必要な列車停とを招く。鉄
道用軸受の故障に関する１９８６年４月のシンポジウム
でサンタフェ鉄道（Ｓａｎｔ、ａ　Ｆｅ　ｌ１ａｉｌｒ
ｏａｄ）によって報告されたデータによれば、（イリノ
イ州立大学における１９８６年の鉄道用軸受の故障検知
・診断シンポジウム、（ｃ　、　ｎ　、カーリン）　（
（：、Ｒ，にａｅｌｉｎ））　、高温ボックス（高温軸
受）検知器（サンタフェ鉄道は１８９個所有している）
が１９８５年中に１０５１７回の列車停止を起こしてい
るということであった。そのうちの４２％が誤警報によ
るものであった。
赤外線検知を使用する高温ボックス検知器（ｈｏｔ　ｂ
ｏｘ　ｄｅｔｅｃｔｏｒ）は現在のところ検知技術の代
表である（イリノイ州立大学における１９８６年の鉄道
用軸受の故障検知・診断シンポジウム、Ｓ、ルッソ（Ｓ
、Ｒｕ５ｓｏ（ＧＲ３）　）およびＪ、Ｅ、パンバラ（
Ｊ、Ｅ。
Ｂａｍｂａｒａ（Ｓｅｒｖｏ　Ｃｏｒｐ、））　）　、
検知器の中核は放射計と光学機塁の組み合わせであり、
車輌の軸受から放射される赤外線エネルギを焦点合わせ
し、測定する。さらに、検知器は信号処理のための電子
モジュールと、望ましくない迷走赤外線放射から赤外線
（Ｉｎ）センサを保護するシャッタと、光学面およびセ
ンサ上に塵埃、雪、水が溜るのを防ぐ装置とを有する。
この技術は近年かなり進歩したが、まだこのような検知
器は高いレベルの信頼性を得ていない。軸受の内部温度
を測定するには軸受の外面温度を精密に知る必要がある
。これは軸受の外面の放射率特性について良く知ってい
なければならないことを意味する。このような特性はさ
び、泥、グリースその他の望ましくない付着物の存在に
よって広い範囲にわたフて変化する可能性があり、軸受
の内部温度の測定が非常に不正確になる。この種の検知
器による３　Ｗ報の別の原因は、車輪が高温であって、
軸受は高温でないということにある。赤外線（ＩＲ）ス
キャナの規格化の問題も種々の使用者に或る種の関心を
惹起するようである。
軸受の過熱から生じる車軸故障による脱線事故を防ぐシ
ステムが２つの米国特許（１９７６年に特許されたＪ、
Ｈ，アームストロング（，１，Ｈ。
Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ）およびＦ、Ｃ，クラーク（Ｆ、Ｃ
，Ｋｌｕｇｅ）の米国特許第３，９３０，６２９号、１
９７７年に特許された同発明者の米国特許第 ４．０２９，８５９号）に開示されている。また、列車
事故低減システム（ＤＯＴ−ＳＴＡＲ）が１９８１年１
０月の国家標準規格事務局（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｂｕｒ
ｅａｕ　ｏｆ　５ｔａｎｄａｒｄｓ）主催の機械故障防
止グループ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｆａｉｌｕｒｅｓ
　ＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎＧｒｏｕｐ）における第３４回
会議で発表された（１９８１年１０月、ＮＢＳ、機械故
障防止グループの第３４回会議会報１．ｊ、Ｊ、リチャ
ードソン（Ｊ、Ｊ、Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ））　。コれ
らノシステムハ熱センサを有することで共通しており、
この熱センサはＮ１ｔｉｎｏｌ　（形状記憶性を持つニ
ッケル・チタン合金）で作った能動素子を持つ。この素
子はトリガとして作用して、軸受が高温になったときに
点火ピンを解除し作動させる。点火ビンはブレーキ管路
に孔をあけ、列車を自動的に停止させる。このようなシ
ステムが鉄道産業に採用されたことはなかった。これら
のシステムについての主な否定的意見は、列車の停止が
乗員によって決定されるべきで、自動警報によるべきで
はないというものである。列車を突然に緊急停止させる
こと自体が危険である。この検知・停止システムは置市
の車輪毎に設けるには高価すぎる。
ころ軸受焼損を防止する別のシステムが合衆国運輸省の
後援のもとにＳＫＦインダストリズ（ＳＫＦＩｎｄｕｓ
ｔ、ｒｉｅｓ）によって開発された。この研究の結果が
１９７９年にアレン、ルーカスおよびトムリンソシによ
り報告された（１９７９年１月、　ＤＯＴ−ＴＳＣ−Ｅ
ＲＡ−７９−５号、Ｇ、Ｅ、Ａ１１ｅｎ　、　Ｊ。
Ｒ，Ｌｕｃａｓ　、　Ｆ、１１．Ｔｏｍｌｉｎｓｏｎ）
。ＳＫＦの概念では、「トランスミッタポルト」（ｔｒ
ａｎｓｍｉｔｔｅｒ　ｂｏｌｔ）を使用しており、これ
は標準の車軸キャップボルトの代りに装着し、軸受の作
動温度が過剰となったときにそれを検知し、脱線の防止
がまにあうよう列車乗員に警告する。「トランスミッタ
ポルト」は内蔵式送信器と、アンテナと、送信器を作動
させる熱電力源とからなる。この報告では、コストにつ
いても言及しており、鉄道産業に受は入れられるには高
すぎるとしている。ＳＫＦでは熱電力源の代りにバッテ
リを用い、温度感応性の抵抗器で温度を検知する。この
概念はＳＫＦによって実演されたが、主要サブシステム
（バッテリ、熱スィッチ、送信器）の監視機能、寿命に
対する疑問には答えがなかった。
転がり軸受の発する音響信号のスペクトルの分析が１９
５０年代に提案された。しかしながら、それは、電子工
学の進歩で、故障の兆しを持った軸受の発する信号の「
リアルタイム」の主な調波の分析が可能となった最近ま
で実現されなかった（１９８６年、イリノイ州立大学に
おける鉄道用軸受の故障検知・診断シンポジウムでのＪ
、フラゾ−（Ｊ、Ｆｒａｒｅｙ）およびＲ，スミス（Ｒ
，Ｓｍ１ｔｈ）（Ｓｈａｋｅｒ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　Ｃ
ｏｒｐ、）の発表）。不良な軸受の置き信号は正常な軸
受の発するものとはっきり異なっている。欠陥のある軸
受は明瞭な音響スペクトルをもつ騒音を発生する。この
スペクトルの性質は欠陥が故障に向って進むにつれて変
化することが多く、この情報は破滅的な故障を防ぐのに
用いることができる。しかしながら、異常状態で作動し
ている軸受の「兆候」を診断する作業は非２常に難しい
。欠陥のある軸受の発する音響パターンを故障のタイプ
、内部損傷の程度と結びつけるのには徹底的な研究プロ
グラムを必要とする。この技術はまだ初期段階にあり、
軸受故障の兆候を検知する別の安全な方法がこの技術に
とってかわるかどうかを評価することは時期尚早である
。
別の方法およびここで使用する方法は、正規の作動時に
鉄道重輪軸受が軸受組立体内の可動部品の摩擦により或
る量の熱を発生し、これが周囲温度以上の温度上昇を招
くという事実の利点を採用している。作動時の軸受温度
は回転速度、摺滑剤粘度および軸受に加えられる荷重の
関数である。
もし、軸受がなんらかの外部あるいは内部の原因（たと
えば、腐蝕、機械的損傷、疲労、部品摩耗）によって無
傷な状態から変化した場合、余分な熱が発生し、温度が
上昇することになる。した′がって、軸受温度と故障の
兆しの間にははっきりした相関関係があると考えられる
。過熱した軸受が直ちに壊滅的な故障に通じることはな
いかも知れないが、過熱した軸受は、これになんらかの
不調があり充分な注意を払わなければならない、という
ことの良い指標である。さらに、過剰な熱は潤滑剤の分
解による潤滑剤間層を生じさせ、軸受の焼損を生じさせ
る可能性ある連鎖反応の引き金となることもありうる。
種々の故障の進行過程および温度逸脱との相関関係につ
いて組織立った研究が必要である。しかしながら、経験
によれば、軸受か問題発生のおそれを示す或る限界は、
おそらく２５０°Ｆ　〜３００”Ｆ（１２０℃〜１５０
℃）ニあるということがわかっている。
ころ軸受組立体における空間的な温度分布はリチャード
ソン（Ｒｅａｓｏｎ）とシュワルツ（Ｓｃｈｗａｒｚ）
の述べているようなコンピュータ・モデルを使用して予
測し得る。彼らの研究によれば、熱伝導の解析的技法に
基づく実行可能なコンピュータ・プログラムを作ること
が可能であり、これによって、転がり接触軸受組立体の
温度分布を予測することができる。彼らは、また、予測
した結果が実験的に測定した値と密接な相関関係にある
ことを示した。さらに、種々の条件の丁で鉄道車輌が走
行しているときの軸受温度について貴重なデータが海軍
海上兵器センター（Ｎａｖａｌ　５ｕｒｆａｃｅ　Ｗｅ
ａｐｏｎｓＣｅｎｔｅｒ）のピーコックとスナイダによ
つて報告されている（１９８０年、ＮＴｌ５　ｒｅｐｏ
ｒｔ　＃　Ｆ　ＲＡ　１０ＲＤ−８０／４３、Ｔ、Ｖ、
Ｐｅａｃｏｃｋおよび）１．Ｈ。
５ｎｉｄｅｒ）。　これらの研究者によって発表された
データの予備評価では、この中に提案されているボルト
とセンサの組み合わせはほとんど理想的な位置に配置さ
れているため、この熱センサが適切なものであるという
ことを示していると考えてよい。これは車軸１１０を保
持しているころ輪受組立体１００（第１図）の横断面に
示されている。
この図では、ボルト１０２の本体と内側レース１０４の
間隔が短い。軸受１０６の発する熱が熱伝導性の高い通
路に沿って固体内を伝導しボルト１０２にほとんど伝え
られるため、内側レース１０４とボルト１０２の間の温
度差が非常に小さく、熱伝導の遅延が非常に少ないと当
然考えられる。
上限温度に達したことを示すのには１つの熱センサを用
いればよい。しかしながら、軸受端のキャップ・カバー
プレートを支持しているボルトは３本であるから、３つ
の温度限界を設定しつる。
単一のセンサにまさる一連のセンサの利点は「加熱率」
についての付加的な情報を得ることができるということ
にある。こわら３つの温度検知レベルは連続した沿線の
検知ステーション間において軸受性能を評価できる或る
手段を提供する。「知的な」熱検知システムを使用する
ことによって誤警告を低減することができ、あるいは、
完全になくすことすらできる。
免孔公１」 したがって、本発明の一目的は軸受の故障についての可
能性を示す知的な熱センサを提供することにある。
本発明の別の目的は、ワックス・モータ（ＷａＸｍｏｔ
ｅｒ）を使用する熱センサを提供することにあり、この
モータは狭い所定の温度範囲内で作動し、故障の可能性
を示している軸受に対する注意を促す。
本発明の別の目的は軸受の故障の可能性があることを使
用者に警告する能動的熱センサを提供することにある。
本発明の別の目的は軸受の故障の可能性があることを使
用者に警告する受動的熱センサを提供することにある。
本発明のこれらおよび他の目的は、軸受故障を検知する
熱センサによって達成される。この熱センサは、頭部、
中央部および端部な有していて、頭部および中央部を貫
き、端部で閉鎖された孔を有しているボルトと、ボルト
が或る温度に達するとそれを検知するためにボルトの孔
内に配置された検知手段と、或る温度が検知されたとき
にそれを報知する手段であり、ボルトの孔内に配置され
ていて検知手段によって作動させられる手段とを備えて
いる。
添付図面に関連した以下の詳細な説明から１本発明のよ
り完全な理解およびそれに伴なう利点の多くが容易に理
解されよう。
しい　　　の宝 図面を参照して、ここでは同様の参照符号は同じあるい
は相当する部分を示しており、第２図について一層詳し
く言えば、軸受故障の決定を行なう検知器はボルドー熱
センサ組合体ｌＯの形で示してある。
熱センサ１０は温度検知素子を備えるように改造した標
準のボルト１２からなる。この素子は感温ワックス２４
を含んでおり、これは所定の狭い温度範囲内で膨張し、
突出部２６を露出させているピストン２８の動きを生じ
させる。この突出部２６は受動的にも（反射器としても
）あるいは能動的にも（送信器としても）アンテナ２６
として機能し、非常に高い選択度で沿線から探査され得
る。
一層詳しくは、熱センサ１０はボルト１２からなり、こ
のボルトは頭部１４．中央部１６、端部１８を有する。
ボルト１２は中央部１６を貫く孔２０と、端部１８のと
ころで孔２０を密封しているプラグ２２とを有する。ト
ルク仕様によれば、ボルト１２は無潤滑状態で約５００
　ｆｔ−１ｂ　　（７０ｋｇ−厘）まで耐えることがで
きなければならない。
標準のボルトを内部改造して検知素子を収容しなければ
ならない。中央部１６に孔２０を有するボルトは対応部
分が中空でないものよりも低い引張強さを有する。中空
のボルト１２によって支えられる最大引張荷重は次の式
を用いて近似的に計算できる。
ＰＴ＝　（ＡアーＡ□）ＴＴ ただし、次のように与えられている。
Ｐｙ＝引張荷重（ボンド（ｌｂ）） Ａ？＝引張引張面子方インチ（Ｓｑ、ｉｎ、））Ａ、＝
孔面積（平方インチ（Ｓｑ、ｉｎ、））ＴＴ＝引張強さ
くプサイ（ｐｓｉ）） 加えたトルクから生じた引張荷重は最大値を超えてはな
らない。ボルドーセンサ組合体１２の本体にある孔２０
の存在で生じた強度の低下を補正するために、現在の値
以上に材料引張強さを高める必要があるかも知れない、
Ａｌ５Ｉ４３４０のような合金鋼またはその均等物を使
用するとよい。
上述したように、軸受組立体１００内の温度は軸受の無
傷な状態の指標になる。ボルト１２か或る温度、たとえ
ば、２５０℃乃至３５０　’Ｃに達したときにそれを検
知する手段２４がボルト１２の孔２０内に配置してある
。検知手段は、たとえばワックス・モータ２４であって
もよく、このワックス・モータ２４は、第２図の格子状
に示した債域で示すように非作動状態にある。ワックス
・モータ２４は精密な幅の狭い温度範囲内で膨張する組
成の感温ワックスを利用している。ワックス・モータの
作動温度範囲はワックスの組成を選ぶことによって選定
できる。ワックス・モータは、もちろん、たとえば、孔
２０を囲んでいる周面に沿ってボルトの全長を通じてい
かなるところにも設置できる。ワックス・モータが膨張
したとき、それはそこに連結したピストンに力を加える
。ここで重要なのは、ピストン２８に力が加わり、ピス
トンをボルト１２の頭部１４に向って移動させるという
ことでる。
センサ１０内の或る温度を検知し、この検知温度が軸受
の故障の可能性を示していることを軸受のユーザに報知
手段２６を用いて知らせる、任意の検知手段２４が使用
し得る。孔２０内に設置した報知手段２６は、たとえば
、アンテナ２６を取りつけたピストン２８からなる。こ
のような報知はアンテナ２６がボルト１２の頭部１４か
ら突出したときに行なわれる。作動にあたっては、予め
選んだ温度にボルト１２が達すると、ワックス・モータ
２４が膨張し、ピストン２８かボルト１２の頭部１４に
向って移動する。次いで、アンテナ２６がボルト１２の
頭部１４から突出する。
第２図を参照すると、ここにはワックス・モータ２４Ａ
が膨張した状態で示してある。このように膨張してしま
うと、もはや格子領域内に圧縮されることはない。アン
テナ２６（破線で示す）は、モータ２４内のワックスか
膨張したときにピストン２８が位置２８Ａまで移動する
のと同時に位置２６Ａまで移動する。
受動モードでは、ボルト１２の頭部１４から突出するア
ンテナ２６Ａは、たとえば、列車の沿線に設置した光線
検知器あるいはレーダー検知器のような装置の作動を開
始させる。周知のように、アンテナ２６Ａかレーダー、
光線等を通過すると、信号が発生する。アンテナ２６か
突出していなければ、受動的検知装置は作動しない。
無線信号を発生する電子モジュール３２を、センサ１０
の能動モードで、用いることができる。
モジュール３２は、ボルト頭部１４とピストン２８の間
でボルト１２の孔２０内に設置してある。モジュール３
２は孔３４を有し、ワックス・モータ２４が膨張し、ピ
ストン２８を押したときにこの孔３４をアンテナ２６が
通る。アンテナ２６がモジュール３２を通ると、モジュ
ール３２は作動状態になり、無線信号を発し、この無線
信号はアンテナ２６を経て受信器（図示せず）に送られ
る。こうして、軸受１０６に問題がある可能性を使用者
に知らせる。モジュールは、たとえば、第３図に示すよ
うに、スイッチ３８からなり、このスイッチは、アンテ
ナ２６がモジュール３２を通って移動したときに接続さ
れ、バッテリ４０から電流を流して発振器４４およびそ
れに接続した変調器４２を動作させ、信号を発生させる
。信号を予めコード化して軸受が欠陥を持っている可能
性があることを特に示すようにすることもできる。
上記の例示内容を考慮して本発明の・数々の修正、変更
が可能である。したがって、特許請求の範囲内で、本発
明を上述した以外の用途にも実施できることは了解され
たい。
【図面の簡単な説明】
第１図はころ軸受組立体の横断面図である。 第２図はボルドーセンサ組合体の横断面図である。　− 第３図は電子モジュールの概略図である。 図面において、１０−−−一熱センサ、１２−−−−ボ
ルト、１４−−−一頭部、１６−−−−中央部、１８−
−−一端部、２０−−−一孔、２２−−−−プラグ、２
４−−−一検知手段、２６−−−−アンテナ、２８−−
−−ピストン、３２−−−一電子モジュール、３４−−
−一孔、３８−−−−スイッチ、４０−−−−バッテリ
、４２−−−一変調器、４４−−−一発振器、１０６−
−−一軸受。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、軸受の損傷を検知するための熱センサであって、 頭部、中央部および端部を有し、頭部と中央部を貫いて
    延びており、端部のところで閉じている孔を有するボル
    トと、 ボルトが或る温度になるとそれを検知するために、ボル
    トの孔内に配置してある検知手段と、 或る温度が検知されたときにそれを報知するために、ボ
    ルトの孔内に配置してあって検知手段によって作動させ
    られる報知手段と を包含することを特徴とする熱センサ。 ２、軸受の損傷を検知する熱センサであって、頭部、中
    央部および端部を有し、頭部および中央部を貫いて延び
    ており、端部のところで閉じている孔を有するボルトと
    、 このボルトの孔内に位置し第１側面と第２側面を有する
    ピストンと、 ボルトが或る温度に達したときにそれを検知する検知手
    段であり、ボルトの孔内に配置してあり、ピストンの第
    １側面に接続してある検知手段と、 ボルトの孔内に配置してあり、ピストンの第２側面に取
    り付けたアンテナと を包含し、検知手段が軸受が或る温度に達したことを検
    知したときに、ピストンを頭部に向って押し、ボルトの
    頭部からアンテナを突出させることを特徴とする熱セン
    サ。 ３、軸受の損傷を検知する熱センサであって、頭部、中
    央部および端部を有し、頭部および中央部を貫いて延び
    ており、端部のところで閉じている孔を有するボルトと
    、 このボルトの孔内に位置し第１側面と第２側面を有する
    ピストンと、 ボルトの孔内に設置してあり、ピストンの第１側面に接
    続してあるワックス・モータと、ボルトの孔内に配置し
    てあり、ピストンの第２側面に取り付けたアンテナと を包含し、前記ピストンがアンテナとワックス・モータ
    の間に設置してあり、軸受が或る温度に達した後にワッ
    クス・モータが膨張すると、それによってピストンを頭
    部に向って押し、アンテナをボルトの頭部から突出させ
    ることを特徴とする熱センサ。 ４、請求項１記載の熱センサにおいて、無線信号を発生
    する電子モジュールを包含し、このモジュールはボルト
    の孔内に設置してあり、また、前記モジュールはそれを
    貫く孔を有し、この孔にアンテナを通すことができ、ワ
    ックス・モータが膨張してアンテナをモジュールの孔を
    通して慴動させたときに、前記モジュールが作動させら
    れてアンテナを通して無線信号を発信することを特徴と
    する熱センサ。 ５、請求項２記載の熱センサにおいて、モジュールがス
    イッチを有し、ワックス・モータが膨張し、アンテナが
    モジュールの孔を通って摺動したときに前記スイッチが
    入り、バッテリから電流を流して発振器およびそれに接
    続した変調器を作動させ、次いで、発振器がアンテナを
    通して無線信号を送信するようになっており、前記バッ
    テリ、発振器および変調器が前記モジュール内に収容さ
    れていることを特徴とする熱センサ。 ６、車軸を収容した内側レースを有し、３本のボルトに
    よって車軸に取り付けてあるころがり軸受組立体におい
    て、 各々が頭部、中央部および端部を有し、頭部および中央
    部を貫いて延び、端部のところで閉じている孔を有する
    ボルトと、 前記ボルトの孔内に設置した第１側面、第２側面を有す
    るピストンと、 各々が異なった温度で膨張し、それぞれ１つのボルトの
    孔内に設置してあり、ピストンの第１側面に接続してあ
    る３つの個別のワックス・モータと、 ボルトの孔内に配置してあり、ピストンの第２の側面に
    取り付けてあるアンテナと を包含し、ワックス・モータが溶融したときにピストン
    を頭部に向って押し、ボルトの頭部からアンテナを突出
    させるようにしたことを特徴とするころ軸受組立体。 ７、請求項６記載のころ軸受組立体において、各ボルト
    が無線信号を発生する電子モジュールを有し、このモジ
    ュールがボルトの孔内に設置してあり、また、このモジ
    ュールがそれを貫く孔を有し、この孔にアンテナを通す
    ことができ、ワックス・モータが膨張し、アンテナをモ
    ジュールの孔を通して摺動させたときに前記モジュール
    が作動させられて無線信号を発振するころ軸受組立体。
JP63070911A 1987-03-26 1988-03-26 鉄道車輛用軸受の損傷を検知する熱センサ Expired - Lifetime JP2889575B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US031,236 1987-03-26
US07/031,236 US4812826A (en) 1987-03-26 1987-03-26 Thermal sensor for detection of railroad bearing failures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63266334A true JPS63266334A (ja) 1988-11-02
JP2889575B2 JP2889575B2 (ja) 1999-05-10

Family

ID=21858340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63070911A Expired - Lifetime JP2889575B2 (ja) 1987-03-26 1988-03-26 鉄道車輛用軸受の損傷を検知する熱センサ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4812826A (ja)
EP (1) EP0288155A3 (ja)
JP (1) JP2889575B2 (ja)
AU (1) AU600807B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013504073A (ja) * 2009-09-09 2013-02-04 クノル−ブレムゼ ジステーメ フューア シーネンファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 鉄道車両の輪軸の輪軸ベアリングの温度を推定するための方法および装置
CN112763091A (zh) * 2020-12-30 2021-05-07 西南交通大学 地铁螺栓的温度信号智能检测装置以及测验方法

Families Citing this family (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2645268B1 (fr) * 1989-04-03 1991-07-12 Toupin Joseph Dispositif de detection de franchissement d'un seuil de temperature
GB9123936D0 (en) * 1991-11-11 1992-01-02 Huwood Ltd Bearing alarm
US5315954A (en) * 1990-12-12 1994-05-31 Huwood Limited Hot bearing alarm
US5203278A (en) * 1991-12-31 1993-04-20 Commonwealth Technology Inc. Temperature warning device
DE4207493A1 (de) * 1992-03-10 1993-11-18 Telefunken Microelectron Vorrichtung zur berührungslosen Überwachung der Temperatur eines Meßkörpers
FR2697582B1 (fr) * 1992-11-04 1994-12-02 Snecma Dispositif de détection de carburant dans un réservoir à huile d'un turboréacteur.
US5331311A (en) * 1992-12-09 1994-07-19 Servo Corporation Of America Railroad wheel temperature sensor with infrared array
US5446452A (en) * 1993-02-05 1995-08-29 Litton; Charles J. Temperature monitoring system
US5356098A (en) * 1993-07-15 1994-10-18 General Railway Signal Corporation Communication system for transmitting RF signals representative of defects or hazards in a railway system having frangible glass activation
US5438322A (en) * 1994-06-09 1995-08-01 General Railway Signal Corporation Thermal sensor for detection of potential mechanical failures and transmission of temperature warning signals
WO1996002903A1 (en) * 1994-07-18 1996-02-01 General Railway Signal Corporation Smart bolt device having communications system in separate housing from bolt
ES2109861B1 (es) 1994-12-16 1998-08-16 Talgo Patentes Dispositivo para la transmision de una señal de temperatura por medios mecanicos.
US5691707A (en) * 1995-12-15 1997-11-25 Security Operating Systems, Inc. Sensory fitting for monitoring bearing performance
US5633628A (en) * 1996-01-03 1997-05-27 General Railway Signal Corporation Wheelset monitoring system
US6161962A (en) * 1996-09-13 2000-12-19 The Timken Company Bearing with sensor module
US6305313B1 (en) * 1998-11-10 2001-10-23 Westinghouse Air Brake Company Pop-up temperature indicator for use in a 3-CD type air compressor or similar device
GB2346180A (en) * 1999-01-27 2000-08-02 Wabash National Corp A temperature indicator for bearings
US6203114B1 (en) 1999-01-27 2001-03-20 Wabash Technology Corporation Temperature indicator for a semi-fluid synthetic grease filled axle
US6670890B2 (en) * 2000-02-03 2003-12-30 Meritor Heavy Vehicle Technology Llc Thermally activated sensor system
US6237877B1 (en) 2000-02-07 2001-05-29 James L. Wallace Failed bearing indicator
US6236328B1 (en) 2000-04-26 2001-05-22 Scientific Operating Systems, Inc. Sensory fitting and integrated electronics for monitoring bearing performance
US6535135B1 (en) 2000-06-23 2003-03-18 The Timken Company Bearing with wireless self-powered sensor unit
US6632252B1 (en) * 2000-06-23 2003-10-14 Meritor Heavy Vehicle Technology, Llc Thermally activated power supply for sensor system
US6634441B2 (en) 2000-08-21 2003-10-21 Halliburton Energy Services, Inc. System and method for detecting roller bit bearing wear through cessation of roller element rotation
US6631772B2 (en) 2000-08-21 2003-10-14 Halliburton Energy Services, Inc. Roller bit rearing wear detection system and method
US6373394B1 (en) 2000-08-24 2002-04-16 Ming Zhang Heat dissipation and thermal indication for wheel set assembly
US6722450B2 (en) 2000-11-07 2004-04-20 Halliburton Energy Svcs. Inc. Adaptive filter prediction method and system for detecting drill bit failure and signaling surface operator
US7357197B2 (en) 2000-11-07 2008-04-15 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for monitoring the condition of a downhole drill bit, and communicating the condition to the surface
US6712160B1 (en) 2000-11-07 2004-03-30 Halliburton Energy Services Inc. Leadless sub assembly for downhole detection system
US6648082B2 (en) 2000-11-07 2003-11-18 Halliburton Energy Services, Inc. Differential sensor measurement method and apparatus to detect a drill bit failure and signal surface operator
US6817425B2 (en) 2000-11-07 2004-11-16 Halliburton Energy Serv Inc Mean strain ratio analysis method and system for detecting drill bit failure and signaling surface operator
US6759963B2 (en) * 2001-05-08 2004-07-06 Meritor Heavy Vehicle Technology, Llc Wheel bearing temperature indicator
US20030006655A1 (en) * 2001-05-10 2003-01-09 Ming (Jason) Zhang Heat dispersion, heat dissipation and thermal indication for wheel set assembly
EP1357010A1 (de) * 2002-04-23 2003-10-29 Siemens SGP Verkehrstechnik GmbH Temperaturmesseinrichtung für Radsatzlager bei Schienenfahrzeugen
US20040002835A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-01 Nelson Matthew A. Wireless, battery-less, asset sensor and communication system: apparatus and method
US6861836B2 (en) * 2002-09-23 2005-03-01 Sikorsky Aircraft Corporation Bearing overtemperature indicator
US6872945B2 (en) 2002-11-08 2005-03-29 General Electric Company Apparatus and method for detection of railroad wheel and bearing temperature
US20040190591A1 (en) * 2003-02-20 2004-09-30 Ming Zhang Irreversible indication of overheated railway vehicle components
DE10311851B4 (de) * 2003-03-17 2011-03-03 Aktiebolaget Skf Schwenklagerung
US6892778B2 (en) * 2003-09-09 2005-05-17 Mark K. Hennig Wheel end assembly high-temperature warning system
AU2014200555B2 (en) * 2003-09-09 2016-05-19 Equalaire Systems, Inc. Wheel end assembly high-temperature warning system
US7299703B2 (en) * 2004-09-24 2007-11-27 Balasu Mircea G Bearing balls escape and wear annunciator arrangement for ball screw
RU2274572C1 (ru) * 2004-11-10 2006-04-20 Закрытое акционерное общество "Энергет и Ко" Устройство для дистанционного контроля и идентификации букс транспортных средств
US7688218B2 (en) * 2005-12-23 2010-03-30 Amsted Rail Company, Inc. Railroad train monitoring system
US7705743B2 (en) * 2006-03-01 2010-04-27 L-3 Communications Corporation Self-assembling wireless network, vehicle communications system, railroad wheel and bearing monitoring system and methods therefor
DE102006020247B4 (de) * 2006-04-27 2013-07-04 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Sensorsystem für ein Getriebe
US7698962B2 (en) * 2006-04-28 2010-04-20 Amsted Rail Company, Inc. Flexible sensor interface for a railcar truck
US7693673B2 (en) * 2007-06-06 2010-04-06 General Electric Company Apparatus and method for identifying a defect and/or operating characteristic of a system
EP2765402B1 (en) * 2008-03-05 2017-01-04 Ab Skf Device for fixing the axle of a railway vehicle to a rotating part
DE202008018608U1 (de) 2008-03-05 2016-08-29 Ab Skf Vorrichtung zur Anbringung an ein rotierendes Teil einer Eisenbahnfahrzeugachse
US7845217B2 (en) * 2008-12-01 2010-12-07 Watson & Chalin Manufacturing, Inc. Tractor/trailer suspension with hub temperature indicating device
WO2010135087A2 (en) 2009-05-18 2010-11-25 Sikorsky Aircraft Corporation Sealed bearing assembly failure detection
IT1399071B1 (it) * 2010-03-23 2013-04-05 Torino Politecnico Dispositivo per diagnostica di carrelli ferroviari mediante l'applicazione di una vite di misura e trasmissione ad autonomia energetica e relativo metodo di controllo
CN103209842B (zh) 2010-07-29 2016-04-13 伊夸莱尔系统公司 转向车桥高温报警系统
US9365223B2 (en) 2010-08-23 2016-06-14 Amsted Rail Company, Inc. System and method for monitoring railcar performance
EP2602168B1 (en) 2011-12-07 2015-07-22 Railway Metrics and Dynamics Sweden AB Method and system for detection and analysis of railway bogie operational problems
US9291203B2 (en) * 2013-03-12 2016-03-22 Regal Beloit America, Inc. Temperature sensing grease fitting with alarm
US9849893B2 (en) * 2013-03-27 2017-12-26 Aktiebolaget Skf Hub unit
ITTO20130625A1 (it) * 2013-07-23 2015-01-24 Skf Ab Sistema di misura della temperatura di un cuscinetto di rotolamento in una boccola ferroviaria e metodo associato
CA2954609A1 (en) 2016-01-15 2017-07-15 Justin C. Ellis Wheel hub safety devices, systems and methods
EP3246688A1 (en) 2016-05-19 2017-11-22 ABB Schweiz AG A condition monitoring device and a system for the condition monitoring of industrial machinery
KR101898098B1 (ko) * 2016-12-26 2018-09-13 한국철도기술연구원 차축베어링 온도 감지 장치
WO2019119623A1 (zh) * 2017-12-18 2019-06-27 中车长江车辆有限公司 一种铁路货车及其监控系统
US12371077B2 (en) 2018-01-24 2025-07-29 Amsted Rail Company, Inc. Sensing method, system and assembly for railway assets
MX2020007708A (es) 2018-01-24 2020-12-09 Amsted Rail Co Inc Metodo, sistema y ensamble de deteccion de compuerta de descarga.
EP4137375B1 (en) 2018-07-12 2024-12-18 Amsted Rail Company, Inc. Brake monitoring systems for railcars
AU2019314415A1 (en) 2018-07-31 2021-02-18 Pressure Systems International, Llc Digital wheel end assembly temperature monitoring system
US11228172B2 (en) * 2018-09-10 2022-01-18 TE Connectivity Services Gmbh Electrical contact thermal sensing system and method
DE102019118555A1 (de) * 2019-07-09 2021-01-14 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Überwachung eines Gleitlagers
CN115835829B (zh) * 2020-04-02 2025-12-12 直观外科手术操作公司 用于器械使用记录的设备、记录器械再处理事件的设备及相关系统和方法
CN113640301B (zh) * 2021-08-03 2024-02-09 江苏省特种设备安全监督检验研究院 特种设备的螺栓检测方法
US12338848B2 (en) 2022-06-30 2025-06-24 Hellermanntyton Corporation Anti-wobble fir tree mount

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60242331A (ja) * 1984-05-16 1985-12-02 Furukawa Electric Co Ltd:The 温度上昇検出器

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE64941C (de) * A. backhaus in Altenburg, S.-A., Ernststrafse 21 Wärmemelder zum Anzeigen des Heifslaufens von Wellen, insbesondere von Eisenbahnachsen
FR1258880A (fr) * 1960-03-07 1961-04-21 Lacroix Soc Détecteur mécanique d'une température critique
US3226540A (en) * 1961-10-24 1965-12-28 Servo Electronic Switch And Si Hot box detector alarm circuit
FR1334400A (fr) * 1962-06-23 1963-08-09 Dispositif avertisseur d'échauffement excessif
FR91610E (fr) * 1962-06-23 1968-07-19 Dispositif avertisseur d'échauffement excessif
US3442249A (en) * 1967-11-08 1969-05-06 Standard Pressed Steel Co Temperature indicating means
CA850969A (en) * 1968-03-27 1970-09-08 Canadian Pacific Railway Company Hot box sensor
US3737912A (en) * 1971-09-16 1973-06-05 Nasa Collapsible high gain antenna
US3792434A (en) * 1972-07-14 1974-02-12 J Williams Bearing temperature sensing apparatus for use on a trailer
US3924687A (en) * 1974-02-20 1975-12-09 Viking Corp Valve and sprinkler head for automatic fire extinguishing systems
US3930629A (en) * 1974-08-07 1976-01-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Overheated journal bearing derailment prevention system
DE2530160C3 (de) * 1975-07-05 1978-11-23 Kugelfischer Georg Schaefer & Co, 8720 Schweinfurt Pneumatischer Temperaturwächter
DE2638416C3 (de) * 1976-08-26 1981-03-19 Fa. Wilhelm Giesen, 4010 Hilden Anzeigevorrichtung, welche die Erreichung eines Temperaturwertes anzeigt
US4119284A (en) * 1977-09-01 1978-10-10 Belmont Norman J Railroad hotbox indicator
US4311653A (en) * 1977-11-10 1982-01-19 Texas Instruments Incorporated Fast idle carburetor system
US4223646A (en) * 1978-02-16 1980-09-23 Trw Inc. Hydraulic fan drive system
JPS54159316U (ja) * 1978-04-28 1979-11-07
US4501006A (en) * 1980-08-14 1985-02-19 Michael Korenberg Hot-box signalling devices
US4483287A (en) * 1982-05-10 1984-11-20 Kysor Industrial Corporation Mechanical engine protection system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60242331A (ja) * 1984-05-16 1985-12-02 Furukawa Electric Co Ltd:The 温度上昇検出器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013504073A (ja) * 2009-09-09 2013-02-04 クノル−ブレムゼ ジステーメ フューア シーネンファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 鉄道車両の輪軸の輪軸ベアリングの温度を推定するための方法および装置
CN112763091A (zh) * 2020-12-30 2021-05-07 西南交通大学 地铁螺栓的温度信号智能检测装置以及测验方法
CN112763091B (zh) * 2020-12-30 2022-04-15 西南交通大学 地铁螺栓的温度信号智能检测装置以及测验方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0288155A3 (en) 1989-03-08
AU600807B2 (en) 1990-08-23
EP0288155A2 (en) 1988-10-26
AU1373388A (en) 1988-09-29
JP2889575B2 (ja) 1999-05-10
US4812826A (en) 1989-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS63266334A (ja) 鉄道車輛用軸受の損傷を検知する熱センサ
US11926357B2 (en) Transport and rail infrastructure monitoring system
EP2602168B1 (en) Method and system for detection and analysis of railway bogie operational problems
US4119284A (en) Railroad hotbox indicator
US5806988A (en) Auxiliary bearing system
US4818119A (en) Hot bearing warning bolt
US20140088801A1 (en) System and method for testing train brakes
CN105501249A (zh) 用于检测车轮状况的系统和方法
CA2754964C (en) Method and device for monitoring the presence of a rail
US10737616B1 (en) Safety and alert system for a child seat of a vehicle
US6373394B1 (en) Heat dissipation and thermal indication for wheel set assembly
US20040190591A1 (en) Irreversible indication of overheated railway vehicle components
US3790777A (en) Indicator for overheated bearings
US5833371A (en) Device for transmitting a temperature signal by mechanical means
WO1996002903A1 (en) Smart bolt device having communications system in separate housing from bolt
Tarawneh et al. Historical implications of wayside detector systems and their ability to detect hot bearing derailments
RU2340496C2 (ru) Способ обнаружения заторможенных колесных пар рельсового подвижного состава при движении
O'Connor Smart sensors ride the rails
O'Steen DEPARTMENT OF TRANSPORTATION SYSTEM FOR TRAIN ACCIDENT REDUCTION (DOT-STAR)
US3235723A (en) Hot-box detector alarm circuit
RU8666U1 (ru) Сигнализатор нагрева подшипникового узла (сигнализатор айюпова)
US2970210A (en) Hot-box detector
RU114927U1 (ru) Устройство бесконтактного контроля температуры вращающегося элемента ходовой части транспортного средства
Sugiana et al. Infrared system for intermittent Automatic train protection
Petrović et al. Development of wireless system for temperature measuring in axle-bearings of railway vehicles