发明内容

本发明的目的是说明与所提及的现有技术相比在轨道车辆的轮对轴承中附接和操作传感器系统的进一步改进的可能性。

根据本发明，该目的是通过设计用于在具有权利要求1的特征的轨道车辆中使用的轮对轴承实现的。该目的还通过一种用于操作根据权利要求10的轮对轴承的传感器系统的方法来实现。下面结合操作方法解释的本发明的构型和优点也类似地适用于装置、即轮对轴承，并且下面结合装置、即轮对轴承解释的本发明的构型和优点也类似地适用于操作方法。

轮对轴承包括：发电机，该发电机设计为爪极发电机，该爪极发电机具有非旋转的爪环；以及传感器系统，该传感器系统由爪极发电机提供电能量，该传感器系统包括多个传感器系统模块，所述多个传感器系统模块至少部分附接至放置在爪环上的传感器承载件并且连接至公共数据线路。

根据文献DE 10 2010 021 160 A1和EP 2 572 114 B1原则上已知不同的爪极发电机。在这些情况下，两个爪极发电机结合在滚动轴承中。

在DE 10 2014 207 209 A1中描述了具有成一体的爪极发电机的另一滚动轴承，在这种情况下，导磁爪仅沿着滚动轴承的轴承环的周向分段布置。

在根据本发明的轮对轴承的情况下，传感器承载件或者完全地或者仅部分地覆盖环形盘形状的爪环。在任何情况下，通过将传感器承载件附接至爪环，传感器系统模块在轮对轴承内的节省空间的布置是可能的。爪极发电机可以包括或者单个爪环或者多个爪环、特别是两个爪环，其中，在爪极发电机包括两个爪环的情况下，两个爪环优选地位于轮对轴承的滚动轴承的同一端部面上。

传感器承载件或者直接附接至爪环或者附接至轮对轴承的另一非旋转部分。爪环本身也可以用作传感器承载件。在任何情况下，传感器承载件都位于与爪环所在的平面平行的平面中。在优选实施方式中，传感器承载件沿径向方向既不向内也不向外突出超过爪环。在爪环的周向方向上，传感器承载件优选地在不超过180度的弧度上延伸、特别地最多在90度的角度上延伸。

布置在传感器承载件上的传感器系统模块根据个别情况的要求进行选择并且能够易于更换，其中，传感器系统模块所要连接的公共数据线路对传感器系统的生产友好型、多功能、可配置的结构具有重大贡献。在特别优选的实施方式中，共用数据线也向传感器系统模块供应能量，至少只要传感器系统模块布置在传感器承载件上的情况下，共用数据线也向传感器系统模块供应能量。

一种用于对轮对轴承的传感器系统进行操作的方法的特征通常在于借助于爪极发电机产生电能量，该爪极发电机包括非旋转的爪环，并且该爪极发电机用于对传感器系统进行操作，该传感器系统包括多个传感器系统模块，所述多个传感器系统模块至少部分地布置在环形空间内的爪极发电机上，并且其中，由传感器系统模块提供的数据经由也用作电源线的线路传输。

布置在传感器承载件上的传感器系统模块例如被设计成用于空间分辨率、温度测量、加速度测量和/或用于检测润滑剂的存在和可能的性质。就空间分辨传感器系统模块而言，空间分辨传感器系统模块原则上可以设计为增量式或绝对式传感器。空间分辨传感器可以集成到里程计系统中，该里程计系统是使用推进系统对位置进行估算的系统。可以使用相同的空间分辨传感器或单独的传感器作为速度传感器。

在文献DE 10 2017 121 010 A1和DE 10 2017 112 029 B3中描述了不同应用中的加速度传感器的示例。关于润滑剂传感器，参照了文献DE 10 2013 211 486 A1和DE 102010 015 722 A1中的技术背景。

根据可能的改进，压缩传感器和/或力传感器与定位在爪环上的传感器承载件在空间上分开并且集成到轮对轴承的传感器系统中。力传感器呈应变计的形式，例如，该应变计布置在轮对轴承的相对于爪环静止的滚动轴承环的外环上。

在所有情况下，结合在轮对轴承中的爪极发电机为传感器系统提供不间断的电源，一旦轨道车辆移动，该爪极发电机就提供电能量。可选地，爪极发电机耦合至能量存储器、例如呈蓄电池和/或电容器的形式的能量存储器，以便即使在轨道车辆处于停滞状态时也将传感器系统的能量供应保持了有限的时间。由爪极发电机提供的能量还可以用于由传感器检测到的数据的无线传输。