本发明专利技术涉及一种用于铁路车辆的轮轴(11)，具有包括金属成分的包层(13)，其中，所述金属成分若非与所述轮轴的材料同样精炼择优选地比所述轮轴的材料电化学较差地精制炼。由此，可以有利地防止轮轴上的腐蚀。所述包层的金属材料也能够有效地保护所述轮轴免受石块撞击。根据本发明专利技术，所述包层可有利地通过冷气喷镀来施加，或者套筒可绕所述轮轴(11)弯折以形成包层。有利地，所述包层可包括颗粒，所述颗粒使所述包层更能抵抗石块撞击。所述颗粒可以例如由硬质材料制成，尤其是由韧性颗粒，或者由形状记忆合金制成的颗粒制成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于铁路车辆的轮轴，所述轮轴具有包层作为石块防护装置。本专利技术还涉及在用于铁路车辆的此种轮轴上形成包层作为石块防护装置的不同方法。
技术介绍
设有石块防护装置的轮轴是已知的并例如由Bochumer Verein Verkehrstechnik公司提供，如2010年4月28日在其网站www. bochumer-verein. de/s542. html上所述。涂覆法通常用于这种石块防护装置的施加。因此，铁路车辆的轮轴被防止由于来自道碴的石块撞击导致的破坏和/或破坏的效果因此受到限制。具体地，扰动的道碴石块以高达IOOm/s的相对速度被驱动至轮轴的旋转侧面，从而在钢中产生几毫米深的撞击凹坑。因此，希望的是，借助屏蔽来保护车轴侧面的暴露部分免受石块撞击。然而，其它一些观点则认为不宜采用屏蔽。例如，这样的屏蔽会妨碍出于检测目的的轮轴的目视检查。另外，所述屏蔽导致转向架的重量增加。最后，会促发所述屏蔽与所述轴之间的边界面中的腐蚀。由此，在许多情况下，出于操作安全的原因省略了轮轴的屏蔽，取而代之被接受的是，由于石块撞击所引起的破坏，必需更为经常地更换轮轴。厚的涂料层已确立作为石块防护装置，尽管其防止石块撞击的保护效果很有限，因为涂料层没有表现出对石块撞击过程中产生的力有足够的机械抗力。
技术实现思路
本专利技术的目的是以这样的程度改进轮轴包层形式的石块防护装置，使得实现了有效防止石块撞击，并且同时防止轮轴的腐蚀。本专利技术的另一个目的是公开一种在前言部分中所述的轮轴上形成包层作为石块防护装置的方法，可以借助所述方法形成包层，具有令人满意的石块撞击保护和有效的腐蚀保护的特性。根据本专利技术，关于前言部分中所公开的轮轴，第一个目的是通过下述实现的包层具有金属成分，所述金属成分至多与形成轮轴的界面的金属材料一样精炼。在本专利技术的含义中，金属材料和金属成分应当理解成金属或金属合金。金属成分至多与轮轴的金属材料一样精炼或者不如所述金属材料精炼意味着，换句话说，金属成分比轮轴的金属材料具有更低的标准氢电极电位。包层可100%由这种金属成分制成。然而，金属成分也可以形成仅只包层的一部分，例如仅仅是包层的与轮轴的界面邻接的区域。然而，还可以设想，金属成分形成金属基体，其中分布有其他结构相。在最广泛的意义上，任何覆盖轮轴的表面的组件应理解成包层。特别地，其可以是位于轮轴上的涂层。然而，其也可以是独立自支撑壳体。由于包层由金属成分组成，因此，与例如保护涂料涂层相比，可以实现更高的机械稳定性。由此，包层可确保对于石块撞击的有效防护。在这种情况下，金属成分的韧性也确保包层不会在石块撞击时由于脆性破裂而失效。石块撞击仅会导致包层的局部塑性变形，其中，包层的防护一直保持到塑性变形导致所述包层破损至轮轴的表面。由于包层至少在轮轴的界面处至多与轮轴的金属材料一样精炼这一事实，还可以确保在包层和轮轴之间的界面处不会形成电化学微电池，所述电化学微电池可能会导致分解以及因此轮轴的腐蚀。利用金属成分的标准氢电极电位，其近似对应于轮轴的金属材料的标准氢电极电位，因此将不会形成有效的微电池。如果带有其金属成分的包层远不如轮轴的金属材料精炼，那么包层用作阳电极，并且会伴随腐蚀的发生而相应地分解，而轮轴仍然保持受到防护不受腐蚀侵害。如果包层由于石块撞击破裂，使得里层的轮轴以不受防护的方式暴露于周围的环境，情况也是如此。这导致包层对于石块撞击以及还有轮轴处的腐蚀侵害的双重保护效果。作为第二个目的陈述的上述目的也通过用于在轮轴上形成包层的方法来实现，其中所述包层通过冷气喷镀将包括金属成分的第一种类型的颗粒施加于轮轴来形成，所述金属成分至多与形成轮轴的界面的金属材料一样精炼。另外，该目的也可以通过这样一种方法实现，其中将包层制作为缠绕在轮轴上的外壳来制作。在前一种情况下，提供了根据本专利技术的涂覆法，也就是说，包层在轮轴上形成层。在另一种情况下，包层是形成为外壳的自支撑部件。外壳随后绕所述轮轴弯曲，其中，在外壳的两端之间产生了对接边，该对接边必需密封，使得没有湿气能渗入外壳里面。优选地，密封处理也可以通过冷气喷镀来进行。冷气喷镀是一种本身公知的方法，其中提供用于覆层的颗粒借助汇聚-扩散喷嘴予以加速，使得它们由于它们被施加的动能而保持附着于要被涂覆的表面。在这种情况下，颗粒的动能被利用，导致颗粒的塑性形变，其中，覆层颗粒在接触仅仅在其表面处融化。因为这种方法在相对低的温度下进行，覆层颗粒在所述温度下基本上被固定，由此，与其它的热喷镀方法相对照，这种方法被称为冷气喷镀。对于也被称为动力喷镀的冷气喷镀，优选地使用具有用于加热气体的气体加热装置的冷气喷镀系统。停滞室连接于气体加热装置，并且在输出侧连接于汇聚-扩散喷嘴，所述汇聚-扩散喷嘴优选地是德拉伐尔喷嘴。所述汇聚-扩散喷嘴具有通过喷嘴颈连接的汇聚部分和发散部分。所述汇聚-扩散喷嘴在输出侧产生其中具有高速颗粒的、气流形式的粉末射流。冷气喷镀可以例如从DE 10 2005 007 588 Al获知。根据这种方法，可用将诸如NiTi等称为“形状记忆合金”的材料沉积在表面上。IN0VATI公司也于2010年4月28日在其网站 www.1novat1. com/coatings/shapememoryalloy. html 上提供了有关借助冷气喷镀将形状记忆合金沉积在表面上的可能性的信息。正如可以例如从D. Y. Li的文章“一种新型的耐磨材料伪弹性TiNi合 金，，(“A new type of wear-resi stant material: pseudo-elastic TiNialloy), WEAR221 (1998), 116-123页中所推知的那样，诸如TiNi之类的形状记忆合金也特别适合作为耐磨涂层，因为由于它们的伪弹性行为，它们的磨损低。在根据本专利技术用作石块防护装置的情况下也是如此，因为伪弹性的TiNi在受到来自轨道的碎石床的石块撞击时，以近似10倍于金属弹性沉陷，并且包层的变形是可逆的(下文中会更详细地讨论)。正如已经提到的，包层的冷气喷镀的替代方案是作为外壳制作包层。根据US5, 531, 369,可知一种适于将这种外壳可靠地连接于轮轴的方法。这通过爆炸复合实现，其中，将外壳固定地附着于轮轴的优点是，可以减小缝隙中的腐蚀侵害。作为本专利技术的续补，此时还应当指出，为了可靠地防止所述缝隙中的腐蚀，需要在包层和轮轴之间设置金属，所述包层不如轮轴的材料精炼，其中，在本
技术实现思路
中，这种次精炼的材料被认为是根据本专利技术的包层的一部分，并且形成金属成分，所述金属成分至多与形成轮轴的界面的金属材料一样精炼。当然，其它材料也可以借助根据本专利技术的方法作为形状记忆合金沉积在轮轴上，或者可以把所述轮轴包罩起来。在这种情况下，除了例如第一种类型的颗粒一其形成至多与形成轮轴界面的金属材料一样精炼的成分一之外，第二种类型的颗粒一其形成(由第一种类型的颗粒形成的)结构基体中的分布的结构相一也可以借助根据本专利技术的冷气喷镀方法有利地进行沉积。因此，包层可以有利地产生于轮轴上，所述包层由复合材料构成。例如，可以制作这样一种轮轴包层中的金属成分例如由与轮轴自身相同的金属材料，特别是钢，组成。因此，可能的是，包层的金属成分与形成轮轴界面的金属材料本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.31 DE 102010022594.01.一种用于铁路车辆的轮轴(11)，所述轮轴具有包层(13)作为石块防护装置，其特征在于，所述包层(13)具有金属成分(14)，所述金属成分(14)至多与形成所述轮轴的界面(17)的金属材料一样精炼。2.如权利要求1所述的轮轴(11)，其特征在于，所述包层(13)的金属成分(14)由与所述轮轴(11)相同的金属材料，特别是钢，构成。3.如前述权利要求中任一项所述的轮轴(11)，其特征在于，增强包层对于石块冲击的抗力的结构相(15、18)包含在所述包层(13)的金属成分(14)中。4.如权利要求3所述的轮轴(11)，其特征在于，所述结构相由硬质颗粒(18)形成，其中，所述硬质颗粒(18)埋置于包层(13)的金属成分(14)中。5.如权利要求3所述的轮轴(11)，其特征在于，所述结构相由伪塑性或伪弹性金属颗粒(15)、或者由其弹性模量至多为包层(13)的金属成分(14)的弹性模量的1/10的材料的颗粒形成，其中，所述颗粒(15)埋置于所述包层的金属成分(14)中。6.如权利要求1至4中任一项所述的轮轴(11)，其特征在于，所述包层(13)的金属成分(14)涂覆有伪弹性或伪塑性合金。7.如前述权利要求中任一项所述的轮轴(11)，其特征在于，所述轮轴(11)的界面(17)与所述包层(13)之间设有隔离覆层，所述隔离覆层由与形成所述轮轴(11)的界面的金属材料相比电化学较差精炼的材料形成，或者由电化学惰性材料形成。8.如权利要求1至6中任一项所述的轮轴(11)，其特征在于，所述包层(13)的金属成分(14)与形成轮轴(11)...
【专利技术属性】
技术研发人员：E卢本，O斯蒂尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：
国别省市：
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