背衬设备、轴箱、车辆以及用于安装和拆卸这种背衬设备的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种背衬设备，其适于配备包括轴承单元并且支持轴的轴箱。本发明还涉及一种包括这种背衬设备的轴箱以及一种包括这种轴箱的车辆。本发明还涉及一种用于安装和拆卸这种背衬设备的方法。
【背景技术】
[0002]安装在例如火车、客车和货车的轨道车辆上的轴箱是在旋转的轮副和转向架的准静态构架之间的连接设计元件。轴箱包括容纳轴承单元的壳体。
[0003]此外，已知提出一种轴箱，带有用于支持安装在轴上的轴承单元的设备。通常，背衬设备具有环形形状并且安装在轴的周围、在轴承单元和形成在轴上的支座之间。背衬设备实现轴和轴承单元之间的机械连接。支座设计成具有垂直面以及与轴承单元的直径相关的圆形形状，用以避免应力集中。背衬设备被设计用于平均地分布来自轴承单元的压力以及对支座的轴向力。为了避免微小位移和微动，背衬设备基本上压配在轴上。优选地，与轴箱壳体或后盖相关联的背衬设备具有特殊的形状，用于确保轴承单元和轴箱外部环境之间的密封，从而避免油脂污染。
[0004]实践中，支座必须设计成具有足够的机械强度，以便在轴箱安装在轴上时用合适的安装力按压轴承单元，然后在车辆使用时用以支持来自弯曲和转换点的轴向力。但是，支座过大的直径会负面影响安装在两个轴箱之间的装备的尺寸。实际上，装备(包括车轮、齿轮箱和制动器)的直径必须大于背衬设备的中心直径，以避免装配时的机械干涉。
[0005]因此，背衬设备的直径是轴承单元直径和装备直径之间的折衷。它通常导致具有潜在缺点的优化设计，即在背衬设备和轴之间的接触界面上的表面变形、在轴的某些区域的应力集中、由于变形风险的轴承单元的安装力不足。此外，在一些轴箱上，装备和轮过大，从而允许它们安装在轴上。
[0006]US-B-6 561 559和US-B-7 219 938公开了适于配备包括安装在轴上的轴承单元的轴箱的背衬设备的若干实例。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种改进的背衬设备和改进的轴箱。
[0008]为此，本发明涉及一种适于配备轴箱的背衬设备，所述轴箱包括轴承单元并且支持轴。所述背衬设备包括:内环，其具有内表面和至少一个外表面；以及至少一个外环，其具有面对所述内环的外表面的内表面。根据本发明，所述背衬环包括被插入到所述内环和/或所述外环内的紧固装置，并且在被致动时所述紧固装置将所述外环的内表面和所述内环的外表面彼此按压并且通过其弹性变形使所述内环的内表面变窄。
[0009]由于本发明，所述背衬设备可以快速容易地被锁定在轴上适当位置或者从轴上解锁。不再需要提供带有用于背衬设备的支座的轴，从而使得轴的加工得以简化。施加在所述背衬设备的内环上的轴向压力得以减少或者甚至被阻止。安装在背衬设备后面的轴上的部件直径可以减小。轴的大小、重量和成本可以减少。另外，本发明对于设计定位在轴箱壳体和背衬设备之间的密封装置提供了更多的可能性。
[0010]根据本发明的有利但非必需的其它方面，所述背衬设备可合并以下特征中的一个或多个:
[0011]-所述内环具有至少一个截头圆锥形外表面；所述外环具有截头圆锥形内表面；并且所述紧固装置被插入到所述内环和所述外环内，并且在被致动时将所述外环的截头圆锥形内表面压靠着所述内环的截头圆锥形外表面且通过其弹性变形使所述内环的内表面变窄。
[0012]-所述紧固装置包括至少一个螺钉，所述螺钉延伸通过形成在所述内环和所述外环之中的第一环中的孔并且其具有插入在带螺纹钻孔中的带螺纹部分，所述带螺纹钻孔形成在所述内环和所述外环之中的第二环中；并且所述紧固装置通过紧固一个或多个螺钉被致动。
[0013]-所述内环具有两个截头圆锥形外表面；所述背衬设备包括两个外环，每一个具有截头圆锥形内表面；并且所述紧固装置被插入到所述两个外环内，并且在被致动时将所述外环的截头圆锥形内表面压靠着所述内环的截头圆锥形外表面并且通过其弹性变形使所述内环的内表面变窄。
[0014]-所述两个截头圆锥形内表面形成面对所述内环的钝角；所述紧固装置包括至少一个螺钉，所述螺钉延伸通过形成在所述两个外环之中的第一环中的孔并且其具有插入在带螺纹钻孔中的带螺纹部分，所述带螺纹钻孔形成在所述两个外环之中的第二环中；并且所述紧固装置通过紧固一个或多个螺钉被致动。
[0015]-所述紧固装置包括形成在所述内环内的至少一个腔和插入在所述内环内的、与所述腔流体连通的阀；并且所述紧固装置在通过用流体填充一个或多个腔被致动时，将所述内环的外表面和所述外环的内表面彼此按压并且通过其弹性变形使所述内环的内表面变窄。
[0016]本发明还涉及一种适于支持轴的轴箱，其中，所述轴箱包括轴承单元和如上所述的背衬设备。
[0017]根据本发明的有利但非必需的其它方面，所述轴箱可合并以下特征中的一个或多个:
[0018]-所述背衬设备的内环具有与所述轴承单元的内环相接触的侧表面。
[0019]-所述背衬设备的内环具有与形成在所述轴上的支座相接触的侧表面。
[0020]-所述轴箱包括与所述背衬设备限定密封迷宫的壳体。
[0021]本发明还涉及一种车辆，其包括至少一个如上所述的轴箱。特别地，本发明涉及一种轨道车辆，比如火车。优选地，所述车辆包括用于每个轮副的两个轴箱。
[0022]本发明还涉及一种用于将背衬设备安装在轴上的方法。所述背衬设备是如上所述的背衬设备，并且所述方法包括以下步骤:
[0023]a)将所述背衬设备定位在所述轴上，邻近属于所述轴箱的轴承单元；
[0024]b)致动所述紧固装置，以将所述外环的内表面和所述内环的外表面彼此按压并且使得在所述轴上弹性变形的内环的内表面变窄。
[0025]根据特定的实施方式，所述安装方法包括步骤bl):紧固一个或多个螺钉，以将所述外环的内表面和所述内环的外表面彼此按压并且使得在所述轴上弹性变形的内环的内表面变窄。
[0026]根据另一特定的实施方式，所述安装方法包括步骤b2):用流体填充一个或多个腔，以将所述内环的外表面和所述外环的内表面彼此按压并且使得在所述轴上弹性变形的内环的内表面变窄。
[0027]本发明还涉及一种用于从轴拆卸背衬设备的方法。所述背衬设备是如上所述的背衬设备，并且所述方法包括以下步骤:
[0028]c)松开所述紧固装置，以释放所述外环的内表面和所述内环的外表面之间的压力并且使得围绕所述轴弹性变形的内环的内表面扩展；
[0029]d)将所述背衬设备从所述轴移除。
[0030]根据特定的实施方式，所述拆卸方法包括步骤Cl):松开所述螺钉。
[0031]根据另一特定的实施方式，所述拆卸方法包括步骤c2):将流体排出所述一个或多个腔。
[0032]步骤bl)和b2)是步骤b)的特定实施方式，而步骤cl)和c2)是步骤c)的特定实施方式。
【附图说明】
[0033]本发明现将按照附图解释并且作为示例性实例而不限制本发明的目标。在附图中:
[0034]-图1是属于轨道车辆的转向架的局部透视图；
[0035]-图2是示出根据本发明的轴箱的以另一角度的另一透视图，其属于同样根据本发明的轨道车辆，轴箱支承轴和轮；
[0036]-图3是沿着图2的箭头III的轴箱的侧视图，为简化起见，轮没有示出；
[0037]-图4是沿着图3上的线IV-1V的截面图，轴箱包括壳体、轴承单元和根据本发明所述的背衬设备，为简化起见，轴箱被局部地示出；
[0038]-图5是图4的细节图V的更大比例的视图；
[0039]-图6是配备图2至5的轴箱的背衬设备的透视图；
[0040]-图7和8是分别与图5和6相似的视图，表示根据本发明第二实施方式所述的轴箱；以及
[0041]-图9是与图5和7相似的截面图，表示根据本发明第三实施方式所述的轴箱。
【具体实施方式】
[0042]图1表示属于轨道车辆I的转向架2 (为简化起见仅部分示出)。转向架2包括构架3、两个轮副4和四个轴箱9。为简化起见，图1中仅示出了一个轮副4和一个轴箱9。轮副4包括由轴6支持的两个轮5，该轴被构架3和其中一