轴承壳体和包括这种壳体的用于轨道车辆的转向架的制作方法

本发明涉及旋转轴承的领域，特别地，涉及旨在并入轨道车辆转向架的轴承壳体(/轴承座)中的旋转轴承。

背景技术：

在轨道运输的领域中，诸如客车厢(carriage)的运输工具通常包括一个或多个转向架，每个转向架由紧固到两个车轮的一个或多个轮轴(axle)支撑。这些转向架连接到包括旋转轴承的轴承壳体，旋转轴承被设计为在轴承壳体和轮轴之间提供枢转连接。例如，传统的客车厢包括两个转向架，每个转向架由两个轮轴支撑。在这种情况下，每个转向架包括四个轴承壳体，每个轴承壳体包含旋转轴承。

轴承壳体通常包括圆柱形外壳，至少一个旋转轴承插入在形成于圆柱形外壳的孔中。轴的一端延伸到外壳的后开口中，轴颈从轴端延伸并配置在旋转轴承中。外壳的前开口由盖封闭。

旋转轴承通常包括安装在外壳的孔中的外圈，所述外圈轴向地固定在位于前面的盖与位于后面的紧固到外壳的抵接部之间。旋转轴承还包括安装在轴端轴颈上的内圈，所述内圈轴向地保持在位于前面的固定到轴颈的帽和位于后面的抵靠轴颈的肩部的保持环之间。外圈被固定并且内圈转动，至少一列滚动构件设置在相对可旋转的圈之间。

帽具有大体上环形形状，并且传统上包括实质上圆形的板，圆形的板设置有多个开口，用于固定到轴端轴颈的固定螺丝的通道。该板通常包括中心孔。帽还包括从所述板的缘部径向延伸的环形缘部，所述缘部抵接旋转轴承的内圈。轴颈和所述板在轴向上彼此分开，形成通过缘部在径向方向上封闭的环形开口部分。

此外，已知的是，在轨道车辆的这种应用中设置限定中心孔的中空轴，以减小轴的重量，并因此减小轴承壳体中的配置的重量，从而减少轨道车辆的能量消耗。

然而，在温度变化大的情况下，中空轴中存在的空气可能冷凝并产生液体形式的水。然后，该水可流入在帽和轴端轴颈之间存在的开口部分中。

此外，传统上，在维护操作期间对轴执行超声波检查以检测内部缺陷或裂缝。为了便于在超声探头和轴之间传递声能，将耦合介质注入到中空轴中。该耦合介质通常是油，例如甘油，并且注入的量可以是大约30ml。在检查之后，发现该油被收集在帽和轴端轴颈之间存在的开口部分中。

因此，可发现水、油甚至金属颗粒被收集在所述开口部分中并形成内部污染，在不完全拆除轴承壳体的情况下，该内部污染不能被去除。

当轴承壳体和轴向轴处于操作模式时，冲击和振动会引起该内部污染朝向轴承壳体内部的组件迁移。该内部污染可能导致轴承壳体内部的组件的加速劣化。特别是水会产生腐蚀现象，显著地导致降低滚动构件与旋转轴承的圈之间的接触质量，并且还降低引入到所述旋转轴承中的油脂的润滑性能。这导致降低轴承壳体中设置的机械连接的质量，并降低轴承壳体内部的组件的使用寿命。尤其是在操作模式下，破损的风险也较高。

为了减轻该缺点，已知在外壳的孔的下部设置通孔以排出残留的液态水。然而，这种孔具有为外部污染进入轴承壳体的内部形成通道的缺点。此外，这种孔对于其他类型的内部污染是不可靠的，特别是在超声检查之后的残余油。

相应地，在铁路运输领域中，执行定期维护操作，在此期间拆卸轴承壳体的组件，然后进行清洁和检查。如有必要，可从旋转外壳中排出油脂，以更换油脂。最后，重新组装轴承壳体的组件。然而，这种维护操作是昂贵的、时间相对较长并且需要频繁固定轨道车辆。

技术实现要素：

本发明旨在弥补这些缺点。

更特别地，本发明旨在提供这样一种轴承壳体，其提供可靠的操作、长期良好的可靠性，并且无需进行多次维护操作。

本发明涉及一种轴承壳体(/轴承座)(bearinghousing)，其用于接纳轮轴的轴，并包括圆柱形外壳(casing)、旋转轴承和帽。

圆柱形外壳设置有孔，所述孔具有位于后面(rearface)的能够接纳所述轴的端部的开口以及位于前面(frontface)的由盖封闭的开口。

旋转轴承设置有固定的外圈、转动的内圈和设置在外圈和内圈之间的至少一列滚动构件，所述固定的外圈安装在外壳的孔中，所述转动的内圈适于安装在所述轴的端部的圆柱形外表面上。

帽具有大体上环形形状，并设置有径向的板和环形的缘部(/边缘)(rim)，所述板具有多个开口，专用的固定螺丝(/保持螺丝)(retainingscrews)穿过所述多个开口以被固定到所述轴的端部处的端面，所述缘部从所述板的外周轴向地延伸，所述缘部在前面(frontface)抵接所述旋转轴承的内圈。

根据本发明，所述轴承壳体还包括安装在所述帽中的密封环，所述密封环径向地配置在所述帽的环形的缘部中，并旨在被轴向地夹在所述轴的端部处的端面与所述帽的板之间。

根据本发明的轴承壳体的其他有利但非强制性的特征，分别地或组合地：

-所述轴承壳体包括密封环，所述密封环安装在所述轴的端部，在后面上轴向地位于所述轴的肩部和所述旋转轴承的内圈之间。

-所述轴承壳体包括在所述后面(rearface)紧固到所述外壳的抵接部，所述旋转轴承的外圈轴向地固定在所述盖和所述抵接部之间。

-所述抵接部包括在后面(rearface)的多个开口，固定到所述外壳的固定螺丝穿过所述多个开口。

-所述盖包括在前面(frontface)的多个开口，固定到所述外壳的固定螺丝穿过所述多个开口。

-所述滚动构件是圆柱滚子。

-所述滚动构件通过保持架被规则地间隔开。

-所述旋转轴承包括两列滚动构件。

-所述外圈以单件形成。

-所述内圈由两部分形成，每个部分支撑一列滚动构件，间隔件轴向地布置在所述两部分之间。

-所述旋转轴承包括第一密封部件和第二密封部件，所述第一密封部件在所述轴承的前轴向端处设置在所述外圈和所述内圈之间，所述第二密封部件在所述轴承的后轴向端处设置在所述外圈和所述内圈之间。

-所述帽的板包括中心孔。

-所述密封环包括中心孔。

-所述密封环的中心孔的内径和所述帽的板的中心孔的内径大体上相等。

-所述密封环是实心的，不包括孔。

-所述密封环包括轴向地面对所述帽的板的开口的多个开口，所述密封环的所述开口和所述帽的所述开口使专用的固定螺丝穿过它们，专用的固定螺丝被固定到在所述轴的端部处的端面。

-所述密封环由聚合材料(polymermaterial)制成。

-所述密封环由丁二烯-丙烯腈共聚物(也称为“丁腈橡胶”)制成。

本发明还涉及一种轨道车辆转向架，包括设置有轴的至少一个轮轴以及安装在所述轴的一端上的根据前述实施方案中的任意实施方案中的至少一个轴承壳体。

有利地，所述轴是空心的并具有孔。

附图说明

通过阅读仅作为非限制性示例给出的以下描述，将更好地理解本发明。

参考附图给出描述，其中：

-图1是根据本发明的一个实施方式的轴承壳体的立体图；

-图2是图1中的轴承壳体的轴向截面图；以及

-图3是用于图2的轴承壳体的帽和密封环的分解透视图。

具体实施方式

参照图1和图2，轴承壳体(/轴承座)(bearinghousing)1旨在以如下方式被紧固到轨道车辆的转向架(bogie)：经由枢转连接支撑紧固到轨道车辆的车轮的轮轴(axle)。

对于说明书的其余部分，术语“前”和“后”是针对轴承壳体相对于转向架的位置而定义的。前位置是壳体的面朝向转向架的外部轴向定位的位置，而后位置是壳体的面朝向转向架的内部定位的位置。

轴承壳体1包括两个固定端1-1和1-2，使壳体能够被固定到轨道车辆转向架(未示出)。这种固定可以以传统方式实现，每个端1-1和1-2固定到连接到悬架(未示出)的阻尼器的杆的一端。

轮轴包括中空轴2，中空轴2设置有圆柱形中心孔2-1。中空轴2在其端部由轴颈(journal)2-2延伸。

壳体1包括圆柱形外壳3，外壳3具有带轴线x4的圆柱形中心孔4。外壳3在后面上包括孔4的开口5，以这种方式接纳轴2。外壳3在前面包括孔4的开口6，所述前开口6由盖7封闭。

为了在轮轴和轴承壳体1之间提供枢转连接，壳体1包括具有轴线x8的旋转轴承8，旋转轴承8具有外圈9、内圈10和径向地设置在外圈9和内圈10之间的滚动构件11。在轴承壳体1的正常操作模式中，轴线x4和x8重合。在该实施方式中，旋转轴承8包括作为滚动构件11的两列圆锥滚子。有利地，滚动构件通过保持架被保持为规则地间隔开。可在不脱离本发明的范围的情况下使用不同的轴承，例如，仅具有一列或多于两列的滚动构件，具有其他类型的滚动构件，诸如圆柱滚子、滚针或球。

有利地，旋转轴承8包括在轴承8的前轴向端处设置在外圈9和内圈10之间的第一密封凸缘17-1和在轴承8的后轴向端处设置在外圈9和内圈10之间的第二密封凸缘17-2。因此，在两个圈9、10之间容纳滚动构件11的滚动空间与外部环形隔离并且可包含润滑流体，例如油脂。

外圈9安装在形成于外壳3中的圆柱形孔4中。外圈9在一侧由抵接部(abutment)12且在另一侧由盖7轴向地保持。抵接部12通过多个固定螺丝18被紧固到外壳3的后端表面，盖7通过多个固定螺丝19被紧固到外壳3的前端表面。外圈9被固定并紧固到外壳3。

内圈10安装在轴2的轴颈2-2的外圆柱表面上。在该实施方式中，内圈10由两个部分10-1和10-2组成，间隔件10-3轴向地设置在所述两个部分之间。内圈10轴向地保持在保持环13和帽14之间。

保持环13安装在轴2的轴颈2-2上，在后面上轴向地位于轴的肩部2-3和旋转轴承8的内圈10之间。

帽14具有大体上环形形状并设置有径向的板14-1，径向的板14-1具有圆柱形孔14-2和多个开口14-3，固定到轴2的轴颈端部2-2的前端面2-4的固定螺丝15穿过多个开口14-3。帽14还设置有环形的缘部(rim)14-4，环形的缘部14-4从所述板14-1的外缘部轴向地延伸。所述缘部14-4在前面抵接旋转轴承8的内圈10。

根据本发明，轴承壳体1还包括图3中示出的密封环16。

密封环16是环形的，且为实质上圆筒形体。密封环16安装在帽14中，所述密封环16径向配置于帽14的环形缘部14-4。

密封环16包括多个开口16-1，该多个开口16-1轴向面对帽14的板14-1的开口14-3。密封环16的所述开口16-1和帽14的所述开口14-3分别使固定到轴2的端面2-4的固定螺丝15穿过它们。密封环16轴向地配置在轴2的端面2-4和帽14的板14-1之间。

密封环16还包括圆柱形中心孔16-2。有利地，密封环16的孔16-2的内径与帽14的板14-1的孔14-3的内径大体上相等。

密封环16由聚合材料制成。作为一种特别有利的方式，密封环16由丁二烯-丙烯腈共聚物(也称为“丁腈橡胶”)制成。

由于本发明，帽14和轴2的端部2-2之间的所有开口部分都是敞开的。没有任何内部污染(诸如水、油或金属颗粒)会发现自身被捕获在这些元件之间。

在维护操作期间，仅需要拆卸外壳3的前面上的盖7，以清洁轴承壳体1的内部，壳体1的所有内部区域均易于从前开口6访问(/进入)(accessible)。

此外，帽14和密封环16分别设置有中心孔14-2和16-2，使清洁中空轴2的圆柱形孔2-1是可行的。

由于在维护操作期间对根据本发明的轴承壳体1进行完全清洁，因此避免运动部件(诸如旋转轴承8的圈9、10和滚动构件11)的冷凝的风险和污染的风险。然后，保持接触表面之间的接触质量和油脂的性质。其结果是改善在轴承壳体中设置的机械连接的质量，并提高轴承壳体的内部组件的使用寿命。破损风险(尤其是在操作模式下)也较低。

根据未示出的替代方案，密封环16是实心的，不包括孔。因此，密封环能够封闭中空轴2的孔2-1并防止任何来自中空轴的内部污染进入轴承壳体1的内部体积。

此外，各个实施方式的一些或所有技术特征可彼此组合。因此，轴承壳体可根据成本、性能和实施的简单性而进行调整。