[发明专利]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

说明书

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。本发明的进一步的有利实施方式能够在从属权利要求中找到。

本发明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。发明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。发明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。

本发明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。

在本发明的优选实施方式中，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。