用于监测履带车辆的行走机构的履带辊的轴承的润滑状况的装置的制作方法

本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分的用于通过温度监测来监测履带车辆的行走装置的履带辊的轴承的润滑状况的装置。

背景技术：

1、这种履带车辆可以是用于采矿、建筑、林业、农业、景观美化和材料处理行业的车辆，例如用于移动泥土和其他材料的重型设备、液压和电动挖掘机、反铲挖土机、单斗挖土机和钻机。其例如在采矿或建筑工地使用。这些履带车辆是重型设备，有些一次能够移动数千公斤的材料。这种履带车辆下方的驱动系统包括履带式底盘。履带底盘用于在多种地形上移动重型车辆和大量材料。履带底盘旨在在各种地形条件下运行并且与同等尺寸的轮式组件相比能够应对更高的运行重量。

2、根据国际专利申请wo 2013/148735 a1(“wo 735”)已知一种根据专利权利要求1的前序部分的装置。

3、如wo 735中所解释的，辊部件和轴承衬套受到理想地良好的润滑，并且在轴承衬套与辊之间或者在轴承衬套与轴之间存在低摩擦接触表面。接触表面润滑不足会增加轴承衬套与辊之间的摩擦，导致轴承衬套磨损，并且最终损坏辊组件。即使有足够的润滑，轴承衬套也会随着时间由于与辊或轴的接触而磨损。由于轴承衬套和润滑剂位于辊组件内部，因此难以监测轴承衬套的磨损情况和辊组件中的润滑剂的量。

4、根据wo 735，履带车辆底盘中的辊组件通常由于润滑不足而失效。没有足够的润滑，辊与轴承衬套或轴承衬套与轴之间的摩擦会显著增加，从而导致部件磨损。润滑不足的一个迹象是辊组件内的热量增加。

5、没有对履带车辆行走机构的辊组件的持续监测，润滑问题就会被忽视，而在注意到磨损之前轴承衬套往往就会完全磨损。于是辊在没有轴承衬套的情况下运行。当轴承衬套完全磨损并且辊在没有轴承衬套的情况下继续运行时，辊与辊组件内的其他表面接触时，辊会损坏。辊与辊组件其他表面之间的“金属对金属”接触或“钢对钢”接触将导致辊表面和其他部件表面磨损和退化超过零件仍然可以修复的程度。最终，在没有润滑剂的情况下，辊或轴承衬套会磨损和卡住。

6、当辊意外停止转动时，履带车辆在作业现场失效。履带车辆在运行期间在使用点故障会造成额外的风险和维护问题，并且产生额外的修理和更换成本。但是，如果早期发现润滑剂问题或轴承衬套磨损，则可以及时且经济高效地修理或更换受影响的辊组件(例如，作为定期维护的一部分)，而不会导致履带车辆在作业现场故障。

7、为了能够在早期阶段检测润滑剂的缺乏以及由此即将发生的磨损，wo 735提出通过温度传感器来监测辊组件的温度。

8、根据wo 735的监测装置具有辊组件，该辊组件包括固定辊部件和轴承衬套。在固定辊部件中形成开口。第一传感器设置在轴承衬套上方的固定辊部件的开口中。第一传感器配置为感测轴承衬套的第一物理特性。固定辊部件配置为轴或壳体。第一传感器是温度传感器或霍尔效应传感器。磁体设置在辊组件上。第二传感器设置在轴承衬套上方的固定辊部件的开口中。第二传感器配置为感测轴承衬套的第二物理特性。数据传输装置耦合到第一传感器。从传感器收集数据。由传感器收集的数据传输到接收装置。

9、关于测量数据的进一步处理，在wo 735中描述了以下内容：温度传感器和霍尔效应传感器在监测装置中产生输出信号或输出数据。来自监测装置的输出信号或数据传输到输出该信号或信号的外部接收装置。传输器或连接端口用于将输出信号或数据从监测装置传输到外部接收装置，比如计算机。然后可以将所传输的数据上传到处理该数据的计算机或其他装置。

10、来自监测装置的数据用于监测辊组件的运行状态。例如，当监测装置58测量端盖52和54中的温度以及套筒56的厚度时，监测装置产生经由无线传输器传输到计算机的输出信号或数据。替代地，输出数据经由连接到监测装置58的端口来访问。输出数据被处理并用于确定辊组件50是否在正确的温度和轴承衬套厚度下运行。如果数据表明辊组件50有问题，则可以立即识别出问题。例如，如果温度数据指示辊组件已经达到异常高的温度，则触发手动或自动警报。例如，如果底盘内的辊组件达到一定温度或变得太热，人员可以监测数据并且呼叫设备运行者。替代地，计算机包含一种算法，当辊组件达到一定温度时，该算法会自动触发对设备操作者的警报。当霍尔效应达到一定电压并且指示轴承衬套严重磨损时，将触发手动或自动警报。因此，监测装置58提供关于辊组件50的温度和轴承衬套厚度的实时反馈。

11、从wo 735中已知的行走机构的监测装置的缺点在于，固定辊部件必须具有特别适合的开口以容纳传感器，并且传感器直接与轴承衬套相互作用以记录可用的温度读数。因此，从wo 735中已知的解决方案在没有行走机构监测装置的情况下不能容易地改装到现有的履带车辆。此外，由于为了将该解决方案集成到履带车辆的行走机构中，必须对多个部件进行机械加工并且使其相互适应，因此已知的解决方案在装备新车辆方面也很昂贵。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是提供一种用于通过温度监测来监测履带车辆的行走装置的履带辊的轴承的润滑状况的装置，通过该装置既能够对现有的履带车辆进行改装，也能够以简单且成本高效的方式装备新车辆。

2、根据本发明，该目的通过具有专利权利要求1的特征的装置来达到。在从属权利要求中指出了本发明的有利的进一步发展。

3、根据本发明，已经认识到，用于将履带辊的轴承轴颈紧固到履带车辆的框架的元件的紧固螺钉可以用作传感器装置的温度传感器和rfid应答器两者的承载元件。这使得用根据本发明的温度监测装置对不具有温度监测装置的现有履带车辆进行改装变得非常容易。同样，为新车装备温度监测装置也非常容易。

4、根据本发明，不需要对容纳履带辊的轴承轴颈的壳体进行具体的修改。特别地，在容纳履带辊的轴承轴颈的壳体中不需要提供用于容纳温度传感器的开口。根据本发明，温度监测所需的所有部件都由安装螺钉承载。因此，根据本发明，提供装备有这些部件的紧固螺钉就足够了。

5、用根据本发明的温度监测装置对现有的履带车辆进行改装可以例如简单地通过用承载温度传感器和rfid应答器的紧固螺钉替换原始紧固螺钉来完成。

6、为新车装备根据本发明的装置相对简单。履带辊的现有设计、容纳履带辊轴承轴颈的壳体的现有设计以及履带辊在车架上的已知安装不需要修改。设置根据本发明设计的紧固螺钉(即，其承载温度传感器和rfid应答器)作为紧固螺钉就足够了。

7、在本发明中，可以使用市场上容易且廉价可用的传感器装置。在这些传感器装置中，温度传感器和rfid应答器例如可以作为模块单元一起布置在单个壳体中。

8、因此，由于以下几个原因，本发明使得将温度监测装置改装到现有的履带车辆上并且将这种装置集成到新车辆中变得容易且廉价：

9、1)履带车辆底盘的任何部件都不需要进行结构修改。用承载传感器装置的根据本发明的紧固螺钉替换先前的紧固螺钉足以测量和记录温度和磨损监测所需的温度数据。

10、2)用于从rfid应答器读取温度数据的读取器独立于传感器装置，并且可以在合适的位置附接到履带车辆。例如，读取器可以位于距车架的部件上的rfid应答器适当的读取距离处。

11、3)进一步处理装置既独立于传感器装置，又独立于读取器装置。进一步处理装置例如可以是比如智能手机的便携装置、比如平板电脑的便携计算机等。对于新车辆，进一步处理装置可以集成到履带车辆的驾驶舱或驾驶室中的显示器和仪表板中。对于现有的车辆，进一步处理装置可以作为单独的装置随后安装在车辆的驾驶舱或驾驶室中。

12、根据本发明的一个实施例设置为，紧固螺钉具有螺钉头，其中，rfid应答器设置在螺钉头处。在该实施例中，紧固螺钉本身不必在结构上进行修改。例如，rfid应答器可以胶黏到螺钉头。替代地，rfid应答器也可以旋拧或以其他方式机械附接到螺钉头。在另一个替代方案中，rfid应答器可以锡焊或焊接到螺钉头。

13、根据本发明的一个实施例设置为，紧固螺钉的螺钉头具有凹部，至少rfid应答器布置在该凹部中。通过将rfid应答器布置在紧固螺钉头部中的凹部中，以受保护的方式容纳rfid应答器。因此，在使用履带车辆、特别是工程车辆的恶劣运行环境中，其不会如此迅速地损坏。

14、根据本发明的一个实施例设置为，紧固螺钉具有纵向孔，传感器装置的至少一部分、特别是温度传感器布置在纵向孔中。通过将温度传感器布置在紧固螺钉的纵向孔中，可以提高温度测量的精度，因为与没有用于插入温度传感器的纵向孔的情况相比，传感器布置得更靠近轴承部件，相对于轴承部件的润滑剂的供应将被监测，并且在润滑剂供应不足的情况下，磨损迹象出现在轴承部件处。

15、根据本发明的一个实施例设置为，纵向孔形成为通孔，其中，温度传感器设置在与螺钉头间隔开的通孔的端部处。通过这种布置，可以进一步提高温度测量的精度，因为传感器布置得更靠近轴承部件，相对于轴承部件的润滑剂的供应将被监测，并且在润滑剂供应不足的情况下，磨损迹象出现在轴承部件处。

16、根据本发明的一个实施例设置为，读取器配置为射频天线。

17、根据本发明的一个实施例，传感器装置设计为具有能量源或能量收集系统的有源传感器装置，并且rfid应答器能够由能量源或能源收集系统供应能量。由于其自身的能量源，这种传感器装置工作非常可靠。读取测量数据时很少出现信息漏失。

18、根据本发明的一个实施例设置为，传感器装置配置为没有其自身的能量源的无源传感器装置，其中，读取器具有能量源，并且传感器装置配置为能够由读取器激发。在该实施例中，传感器装置设计为维护成本非常低、坚固且不易受故障影响。当能量源布置在读取器上时，其可以比当能量源布置在传感器装置上时更容易更换或维护，因为读取器通常可以布置在履带车辆上比传感器装置更容易接近的位置。如果一个读取器配置为读取多个履带辊的多个传感器装置的测量数据，则与每个相应的传感器装置都包括能量源的装置相比，也减少了维护要求和更换能量源的劳动。

19、根据本发明的一个实施例设置为，温度传感器设计为热电偶。这使得传感器装置坚固且不易发生故障，因此非常适合在恶劣和脏的运行环境中使用。热电偶也很便宜并且容易在市场上获取。

20、本发明的目的还在于提供一种用于通过温度监测来监测履带车辆的行走装置的履带辊的轴承的润滑状况的方法，该方法能够以简单且经济高效的方式用于现有履带车辆和新车辆。

21、该目的通过具有专利权利要求10的特征的方法来达到。

22、根据本发明的方法的有利的另外的实施例在参照独立方法权利要求的从属权利要求中指出。

23、关于该方法，本发明利用了这样的知识：可以通过布置在用于将履带辊紧固到车架的紧固螺钉上的传感器装置来进行足够精确的温度测量，这允许得出关于向履带车辆的行走机构中的履带辊的轴承供应润滑剂的足够结论。这使得不必将温度传感器设置得尽可能靠近轴承轴颈，从而可以省去特殊的开口，其中温度传感器尽可能直接布置在履带辊的轴承轴颈或轴承衬套的旁边或上方。

24、根据根据本发明的方法的一个实施例设置为，rfid应答器设置在紧固螺钉的自由端上，并且读取器设置在框架上。这使得根据本发明的温度监测装置能够容易且快速地安装。

25、根据根据本发明的方法的一个实施例设置为，紧固螺钉包括纵向孔，其中，温度数据由至少部分地设置在纵向孔中的温度传感器来感测。通过这种方式，可以提高温度测量的精度，因为温度传感器可以布置得靠近轴承部件，润滑剂的供应相对于轴承部件被监测，并且在润滑剂供应不足的情况下在轴承部件上出现磨损迹象。

26、如果纵向孔设计为通孔并且温度传感器在与紧固螺钉的自由端间隔开的通孔的端部处测量温度数据，则与温度传感器布置在设计为盲孔的纵向孔中的方案相比，测量精度甚至进一步提高。

27、根据根据本发明的方法的一个实施例设置为，传感器装置设计为具有能量源或能量收集系统的有源传感器装置，并且rfid应答器由能量源或能源收集系统供应能量。这种方法工作非常可靠，并且不太容易出现故障。

28、根据根据本发明的方法的一个实施例设置为，传感器装置配置为没有其自身的能量源的无源传感器装置，其中，读取器包括能量源，并且传感器装置由读取器激发。以这种方式设计的方法运行非常可靠，并且不太容易出现故障。因为能量源布置在读取器上，因此与将能量源布置在相应的传感器装置上相比，可以更容易地更换或维护能量源。读取器通常可以位于履带车辆上比传感器装置更容易接近的位置。此外，如果一个读取器配置为读取多个传感器装置的测量数据，则与相应的传感器装置包括能量源的装置相比，也减少了维护要求和更换能量源的劳动。