用于铁道车辆轴箱中的轴承单元和包括该轴承单元的轴箱制造技术

本发明专利技术涉及用于铁道车辆的轴箱中的包括具有内环（12）、金属外环（14）和布置在两者之间的滚动元件（48）的轴承（10）的轴承单元。所述轴承（10）配置为支撑所述铁道车辆的轴（28）。此外，提供围绕轴承（10）的外环（14）的轴套。被提出的是，所述轴套（16）由非金属材料制成。

【技术实现步骤摘要】

作为例如用在高速列车的转向架中的用于铁道车辆的轴箱壳体包括承载通常为20吨的高的轴负载的轴承单元并且需要在宽范围的温度和环境条件中正常运行。
技术介绍
为了保证包括轴和轮的列车的安全运作，有一套规律的维护计划是必要的，其中举例来说为了探测在悬挂于车辆的悬挂部件之下的部件中的微观裂缝，车辆的非簧载质量，尤其是轴和轮，从簧载质量分离。所述车辆的悬挂部件包括轮、轮轴承、制动电机、卡盘和/或履带，如果有的话。因此，在现代高速列车中的轴箱必须满足他们的机械上将载荷从悬挂系统传递到轴轴承从而传递到轴的首要功能，但是更需要为容易地从车辆或车厢的非簧载质量分离簧载质量提供接口。所以已知的是使用两部分或三部分的轴箱壳体的设计，该设计包括作为第一部分的围绕轴承的轴套，所述轴套能够被容易地从壳体的其余部分分离，当出于维护原因分离轴和/或制动系统时，所述轴套的一部分可以与列车的悬挂系统保持连接。通常这种多部分壳体的轴套基本上为精密地加工过的以及由钢制成的圆柱形环。为了保证良好的配合以及到轴承的外环上的可靠和同源的载荷的传递，同时能够使拆卸简单，轴套和壳体其余部分之间的接口以及轴套和轴承的外环之间的接口必须具有非常高的精度地定尺寸。这个精度仅对于非常简单的、尤其是圆柱形形状能够实际地实现，从而使得轴套的圆周表面和轴承的外环的可能的形状的范围非常有限。
技术实现思路
本专利技术试图解决上述问题并且提出一种根据权利要求1的基本上使轴承的外环和壳体的轴套结合成一个部件的轴承单元，以及包括该轴承单元的轴箱。本专利技术的进一步的有利实施方式能够在从属权利要求中找到。本专利技术始于用在铁道车辆的轴箱中的轴承单元。所述车辆尤其可以是高速列车的车厢、机车或者货运列车的车厢。所述轴承单元包括具有内环、金属外环和布置内环和外环之间的滚动元件的轴承。优选地，当支撑铁道车辆的轴的时候，为了达到极限运行条件所强加的要求，所述轴承单元为根据EN12080或诸如此类制造的具有圆柱形或锥形滚子的双排滚子轴承。所述滚子轴承的外环被优选地覆盖外环的整个径向外表面的轴套围绕。已经提出，轴套由非金属材料制成。专利技术人已经发现传统上在多部分轴箱壳体中对于轴套唯一使用高性能钢的做法是技术偏见的结果，即在极限运行条件下要求这种材料的使用。专利技术人发现使用可以由比如陶瓷或聚合物的较不昂贵的方式所制造的轴套能够达到这一要求。尤其是当轴套由聚合物材料制成时，这种材料的弹性可以保证良好的配合性能同时保持制造成本低廉。此外，聚合物轴套可以用简单的方式以各种可能的形状制造。当轴套直接安装到外环上时，可以得到轴套和外环之间的完美连接。在这种情况下外环可以具有非圆柱形表面，该非圆柱形表面例如可以包括在轴向截面的凹形部分以保证在轴向方向上外环和轴套之间良好和稳定的连接。这可以通过比如外表面的收腰形状来实现，为了良好的加工性能，所述外表面的收腰形状可以具有围绕外环的中轴线的旋转对称性。作为外环的设计的自由度增加的结果，在外环的径向内表面中形成的两个外滚道的宽度上的外环的厚度可以基本上是恒定的，即使该轴承为角接触轴承，例如双排角接触轴承。优选地，为了简化在壳体的其余部分中的旋转固定，所述轴套在它的外表面上具有平的部分。所述轴套可以具有多边形截面，可以是方形的、六边形的或不规则形的。本专利技术的另一方面涉及用于铁道车辆的轴箱，其包括轴承单元和金属轴箱壳体，所述轴承单元具有上面所述的轴承和轴套，金属轴箱壳体容纳具有滚子轴承的轴套，其中当轴由于维护而从铁道车厢分离时，轴箱的至少一部分配置为与铁道车厢的悬挂保持连接。在本专利技术的优选实施方式中，轴套可以包括用于安装轴箱的前盖的装置，例如用于螺钉的孔或诸如此类。在现代应用中，为了保证列车的轴不被阻塞，轴箱的前盖经常设置有探测轴的旋转速度和/或它的温度的电子传感器。具有或没有传感器的以及具有不同类型传感器的多种类型的前盖可以应用在不同类型的列车中。在特别是由诸如塑料的非金属材料制成的轴套中或轴套上设置安装孔或设置安装工具使得轴承单元对于所述使用的前盖/传感器系统具有简单的适配性。即使使用其他类型的前盖，所述轴承单元的剩余部分和轴箱壳体也可以保持不变。本专利技术的优选实施方式的以下描述和附图以及权利说明在特定的组合中包括多样特征。为使如权利要求中定义的专利技术适应特定的需求，技术人员将会容易地考虑到这些特征的进一步的组合或子组合。本专利技术的以下实施方式的描述不应被解释成限制如权利要求中定义的本专利技术的范围，而是更加能够使得技术人员对于某应用群体实行本专利技术。附图说明图1为根据本专利技术的包括轴承单元的轴箱的分解图；图2为根据图1的轴箱的截面图；图3为根据图1和2的轴箱的轴向正视图；图4为根据本专利技术的轴箱的第二实施方式的截面图；图5为根据本专利技术的轴箱的第二实施方式的透视图；图6为根据本专利技术的轴箱的第三实施方式；图7表示本专利技术的第四实施方式；以及图8为根据本专利技术的轴箱的第六实施方式。具体实施例方式图1为用于铁道车辆的轴箱的分解图，所述轴箱包括具有内环12 (图2)、外环14(图2)和轴套16的双排角接触锥形滚子轴承10。形成为圆柱形或锥形的滚子的滚动元件48设置在内环12和外环14之间。轴箱壳体包括均由铸铁制成的上部18和下部20，一起组成具有轴颈22的摇臂式轴箱，用来连接转向架的枢轴板和轴箱，从而实现围绕轴颈22的枢轴运动。所述上部18和下部20各自包括互补的半圆壳体以形成圆形的衬套，用于围住如图2所示的处于装配状态的轴承单元的轴套16。在这个状态中，为保证稳定的固定，壳体的上部18和下部20施加一定的压力到轴套16上。所述轴套16设置有与在壳体的上部18的板形支撑件的背部上的平的部分(未示出)相匹配的平的部分24，其中支撑件26配置为承载经由布置在其上的悬挂弹簧(未示出)传递的载荷。轴28的端部插入到轴承10的内环12中并且在它的轴向端面上设置有为接收用于固定组件的端板30的螺钉的螺纹孔。所述端板30和定距元件32 (图2)在轴28上固定轴承10的内环12的轴向位置。所述壳体的上部18和下部20设置有用于接收螺钉34的匹配通孔，所述螺钉用来关闭壳体和夹紧轴承单元。轴承单元的前盖36设置有用于以合适的方式测量轴承单元的旋转和/或温度的传感器装置。轴承10的外环14可以设置有用于将数据和/或测量电流传递到设置在前盖36中的传感器(未示出)的接口 38。所述前盖36通过与在轴套16中的对应螺纹孔啮合的螺钉而被连接到轴套16。作为本专利技术的重要特征，轴套16由非金属材料制成，在图示示例中为聚合物材料，其中，该聚合物材料举例来说可以是具有一些纤维加强的PA6.6型的聚合物，比如具有20%至30%的玻璃纤维。在可替代的实施方式中，聚合物材料可以是用碳纤维加强的或由工程陶瓷制成的。此外，虽然轴套16可以配合在外环14上，但是优选的是轴套直接地并且永久地模制到外环上，即通过注射模塑或诸如此类来保证可靠的固定。如图2所示，该实施方式的轴套16设置有径向向内突出并且与外环14的轴向端面邻接的轴肩42，以及具有背盖的端环44被配合到轴套16的端部内，其轴向地突出在外环14的外表面上。内环12配置作为具有布置在它的两个部分之间的定距环的分离环。可替代地，内环12可以是支撑两排滚动元件48的单个部件。图3表示径向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于铁道车辆的轴箱中的轴承单元，包括：?轴承（10），其具有内环（12）、金属外环（14）和布置在两者之间的滚动元件（48），其中所述轴承（10）配置为支撑所述铁道车辆的轴（28），以及?围绕所述轴承（10）的外环（14）的轴套（16）；其特征在于所述轴套（16）由非金属材料制成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：X布兰查德，T莱莫伊格内，
申请(专利权)人：SKF公司，
类型：发明
国别省市：