本发明涉及一种球式支承设备，该球式支承设备作为在两个车辆或车辆部分之间的铰接机构，该球式支承设备包括凸出的第一支承元件和凹进的第二支承元件，支承元件以相对彼此可动的方式相互连接，在支承元件之间布置有至少一个滑动面，该至少一个滑动面通过至少一个环绕的密封件密封，该至少一个环绕的密封件与两个支承元件连接。
背景技术：
文献wo2013/143582公开了这种作为在两个铰接地相互连接的车辆——例如铰接式客车或轨道车辆——之间的铰接机构的一部分的球式支承设备。在此设有内部的凸出的支承元件，该支承元件被外部的凹进的支承元件围绕。在两个支承元件之间存在滑动面。滑动面在两侧通过各一个环绕的密封件密封。两个密封件以相同的方式分别与外部的凹进的支承元件和内部的凸出的支承元件连接。为了与外部的支承元件连接而规定，支承元件具有环绕的缺口，在该缺口中放置有密封件的一个端部。为了在外部的支承元件相对于内部的支承元件运动时能够屈从于/顺应相应的运动，具有蜿蜒形的密封储备装置的密封件能在相应的槽中夹紧地固定在凸出的支承元件中。在凸出的支承元件与密封件之间，在槽中设有滑环，该滑环相应于凸出的支承元件中的槽形成。具有u形的缺口的滑环利用布置在密封件上的延长部分能夹紧地接纳密封件。现在被证明的是，一方面在滑环与凸出的支承元件之间和另一方面在滑环与密封件之间在被由此密封的具有滑动面的空间中可能有湿气侵入，这导致在凸出的支承元件与凹进的支承元件之间的滑动面被侵蚀。如果在滑动面的区域中形成锈蚀，便导致这种作为在两个车辆或车辆部分之间的铰接机构的部分的球式支承设备必须被更换。
技术实现要素：
因此，本发明的目的是，在开头所述类型的球式支承设备中实现在凸出的第一支承元件与凹进的第二支承元件之间的滑动面的密封，所述密封持久地避免湿气侵入具有滑动面的、被密封的空间中。
为了实现所述目的，根据本发明规定，所述环绕的密封件为了实现与至少一个支承元件的连接而通过至少一个形锁合地起作用的连接装置保持，同时，在该连接中也完全可能存在力锁合的部分。由此明确的是，与根据文献wo2013/143582的现有技术不同地(在该文献中密封件仅力锁合地放置在凸出的第一支承元件中)，现在在密封件与支承元件之间设有形锁合的连接，这实现了以下可能性：将密封件置于压力之下以便提高在密封位置上的密封效果，从而不产生可供水侵入的通道，而是通过形锁合的、沿三个空间方向起作用的连接装置确保了避免湿气侵入的绝对密封，这是因为：通过形锁合的连接装置使密封件不再会由于相应的力作用而从其坐置位置上抬起。
本发明的有利的特征和设计方案由从属权利要求中得出。
因此特别规定，形锁合的连接装置包括布置在至少一个支承元件中的槽，其用于接纳密封件。通过这样的、特别是在剖面中按照与球式支承设备的转轴平行的“u”字构造的槽，能使密封件形锁合地固定在支承元件上。
根据本发明的另一个特征规定，形锁合的连接装置包括可放置到至少一个支承元件上的盖件，其用于将密封件固定在基本上为u形的槽中。无论通过两个支承元件的相对彼此的运动引起了怎样的密封件负载，都利用盖件将密封件保持在u形槽中。
具体来说，在密封件的设计规定，密封件包括密封脚，以供u形槽接纳。有利地，在剖面中按照矩形方式构造的密封脚可以一方面通过盖件——该盖件就这点而言在剖面中构造为l形——形锁合地固定在支承元件上，另一方面通过所述槽形锁合地固定在支承元件上。
根据本发明的另一个特别的特征规定，密封件在u形槽的区域中具有滑环机构，其中，滑环机构在两个支承元件相对彼此转动时能够实现，使支承元件可以沿滑环机构在其上滑动。通过滑环机构就这点而言防止了密封件的磨损或者说降低了磨损。
具体来说，在此情况下规定，滑环机构在安装状态下具有两个镜像对称的滑环元件。也就是说，滑环机构包括两个彼此分开的滑环元件，这两个滑环元件分别被单独地安装，这简化了安装或拆卸。滑环元件特别是布置在密封件上。优选地，滑环元件至少抓住密封脚的区域中的密封件的侧面。
优选地，滑环元件——特别在邻接于密封脚的、滑环元件与密封件接触的区域中——在面对密封件的一侧上具有附加的保持装置。例如，该保持装置形成为齿形结构，从而密封件被附加地保持在该区域中。因此，在该区域中当存在拉力负载时能够反作用于密封件的变细。附加地，保持装置可以具有密封功能。具体地，齿形结构可以作为一种迷宫式密封件起作用。
在此有利的是，滑环元件形成自身封闭的环。滑环元件本身在密封脚的区域中抓住密封件，但是不抓住密封脚的脚底部、即密封脚的在凸出的第一支承元件中在u形槽的腿部上支承的部分。
根据一个特别有利的特征，在密封件或密封脚的脚底部的区域中设有自由空间或缺口，自由空间可以要么设置在密封脚的脚底部中要么设置在u形槽的腿部中。该自由空间用于接纳润滑剂、例如凡士林。自由空间在基本上为u形槽的其中一个腿部中或者在密封件的脚底部中的布置结构具有的优点是，通过这种形成为环形环绕的自由空间，降低了在密封脚的脚底部与u形槽的相应的和脚底部相对的腿部之间的摩擦，这是因为潜在的可供使用的摩擦面在此变小。如果自由空间以凹处的形式作为用于润滑剂、例如凡士林的储存容器使用，那么，当通过盖件将密封脚压到u形槽的具有自由空间的腿部上时，则润滑剂被压出，其中，随后尽管表面压力提高也仍能通过这种设计使得在密封脚与u形槽的腿部之间的摩擦降低。由此，润滑剂也到达位于滑动支承元件与支承元件或盖件之间的区域中。附加地，润滑剂本身也实现了相对于侵入的湿气的密封。
如上所述，通过剖面基本上形成为l形的盖件将密封件压紧地保持在基本上为u形的槽中。这就这点而言，在剖面中构造为大致l形的盖件，同样至少部分地在密封脚的区域中遮盖该密封脚，也遮盖水平布置的u形槽。由此明确的是，密封脚的一部分被基本上为u形的槽围绕地抓住并且密封脚的另一部分被在剖面中基本上形成为l形的盖件的腿部围绕地抓住。优选地，密封脚因此至少部分地沿轴向方向、也就是说沿销轴的方向(密封件围绕该方向延伸)，和至少部分地沿径向方向、也就是说横向于销轴的方向(密封件围绕该方向延伸)，被盖件遮盖。优选的是，密封脚因此沿三个空间方向被形锁合地保持。然而在密封件与凸出的支承元件之间可能发生相对的转动运动。
在此情况下，根据本发明的一个特别的特征可以规定，矩形的密封脚具有三角形/山墙形的顶角。盖件被与此相对应地设计。也就是说，盖件的接合于密封脚的那个腿部相应于三角形的顶角的斜面延伸。接合于密封脚的u形槽的腿部也是如此。它也相应于密封脚的三角形的顶角的斜面延伸。
相应地，在具有三角形的顶角的密封脚的区域中也形成滑环机构的滑环元件。也就是说，特别是当密封件受到拉力负载时，具有三角形的顶角的密封脚被拉入两个滑环元件中并且就这点而言在此增强了密封效果。因此明确的是，最后滑环机构的剖面形状对应于基本上为u形的槽的设计方案以及盖件。
有利的是，盖件能固定在支承元件上，这例如可以通过沿圆周分布地布置的螺钉实现，其中，盖件附加地例如通过o圈相对于支承元件密封。也可以考虑将盖件旋紧在支承元件上。
在此情况下有利地规定，其中一个凸出的第一支承元件具有用于密封件的连接装置。这是因为已经证明了，在开头所述类型的球式支承设备中，与密封件的同凹进的第二支承元件连接的那一端部相比，在密封件的(与凸出的第一支承元件相连接的)这一端处更要考虑到湿气侵入。
在密封件在凹进的第二支承元件上的布置结构方面规定，凹进的第二支承元件至少沿两个空间方向形锁合地接纳密封件。具体来说这表示，凹进的第二支承元件具有用于接纳密封件的环绕的缺口，其中根据一个实施方式，缺口可以是螺母的一部分，该螺母被旋紧到凹进的第二支承元件上。
本发明还涉及一种铰接式车辆，具有在铰接式车辆的两个车辆或车辆部分之间的铰接机构，其突出之处在于前述类型的球式支承设备。
附图说明
根据附图在下面举例详细说明本发明。其中
图1在剖面图中示出具有球式支承设备的铰接机构；
图2示意性地示出根据图1的局部ii的、在两个相互铰接连接的车辆或车辆部分之间的铰接机构的球式支承设备；
图3示出具有三角形顶角的图2中的密封脚的设计方案的一个变体。
附图标记列表：
1球式支承设备
3凸出的第一支承元件
5箭头(上侧)
6箭头(下侧)
7u形槽
8u形槽的腿部
9环形的自由空间
10u形槽的腿部
12滑环机构
12a滑环元件
12b滑环元件
15滑动面
17o圈
20凹进的第二支承元件
23连接装置
25密封件
26第一密封件端部
27缺口
27a缺口
29蜿蜒形的密封储备装置
30第二密封件端部
31密封脚
31a密封脚的脚底部
31b密封脚的三角形部
33自由空间
40盖件
41螺钉
42盖件的腿部
43盖件的腿部
50螺母
100第一铰接元件
150销轴
200第二铰接元件
300车辆部分
具体实施方式
如图1所示，设有相对彼此可动的第一铰接元件100和第二铰接元件200。铰接元件在端侧分别布置在铰接式车辆的车辆部分300的车厢上。第一铰接元件100抓住凸出的第一支承元件3，而第二铰接元件200接纳凹进的第二支承元件20。为了将铰接元件100与凸出的支承元件3相连接，设有用150表示的销轴。
本发明的涉及一种球式支承设备1。该球式支承设备1包括凸出的第一支承元件3和凹进的第二支承元件20。凸出的支承元件3被凹进的支承元件20以相对于该凸出的支承元件可动的方式接纳。为此使用在凸出的支承元件3与凹进的第二支承元件20之间的滑动面15。为了密封在凸出的支承元件3与凹进的第二支承元件20之间的滑动面15，在两侧、也就是说在根据图2的上侧(箭头5)和下侧(箭头6)上分别设有密封件25，其中，上侧和下侧的密封件25就设计方案或构造而言、以及在与凸出的支承元件3和凹进的支承元件20相接合的原理方面是相同的(图2)。密封件25具有两个端部，即：第一密封件端部26，该第一密封件端部支承在凹进的支承元件20的缺口27、27a中；和第二密封件端部30，该第二密封件端部通过连接装置23紧固在凸出的支承元件3上。密封件25的第二密封件端部30是剖面为矩形的密封脚31，该密封脚布置在相应地形成的、沿球式支承设备1的转轴的方向的大致为u形的槽7中，该槽位于凸出的支承元件3中并且具有腿部8和10。密封脚31不仅通过u形槽7接纳，而且同样还通过剖面为l形的、具有两个腿部42和43的盖件40保持，其中，在俯视图中为环形的盖件40能装配和固定在凸出的支承元件3上。l形的盖件40的腿部42在此抓住密封脚31的上侧，正如u形槽7的腿部10那样。就这点而言，槽7的剖面在盖件40被安装的情况下形成为t形的。
为了将盖件40固定在凸出的支承元件3上，设有螺钉41。o圈17用于相对于凸出的支承元件3密封盖件40。在密封件25的矩形的密封脚31与盖件40和u形槽7之间布置有具有两个滑环元件12a、12b的滑环机构12，这两个滑环元件例如由作为滑动材料的热塑性塑料制成。具有滑环元件12a、12b的滑环机构12用作用于在密封脚31的区域中的密封件25的保护件，例如在两个支承元件相对彼此转动时，这种转动在铰接机构中具有这种支承设备的铰接式车辆围绕弯道行驶时出现。
与密封效果的提高相关地特别规定，滑环元件12a、12b仅抓住在密封脚31的区域中的密封件25的侧面，但是不抓住密封脚31的脚底部31a。也就是说，在脚底部的区域中——该脚底部就这点而言朝向基本上为u形的槽7的腿部8，密封脚31直接贴靠在凸出的金属的第一支承元件3的腿部8上。也就是说，密封元件的材料在此直接在凸出的第一支承元件的金属部分上滑动。为了就这点而言在此降低摩擦而规定，在u形槽7的、直接面对密封脚31的脚底部31a的腿部8中布置有自由空间9。就这点而言环形地围绕凸出的第一支承元件延伸的自由空间9用作用于润滑剂、例如凡士林的储存容器。如果就这点而言通过l形的盖件40——该盖件利用其一个腿部42部分地接合于密封件25的密封脚31——将密封脚压到u形槽7的相应的腿部8上，则由此实现了，位于自由空间9中的润滑剂溢出，并且由此降低了密封脚31的脚底部31a在u形槽7的腿部8上的摩擦。同时，通过自由空间9实现了，使u形槽7的腿部8的滑动面变小，这同样降低了摩擦。当然润滑剂也到达位于滑环元件12a、12b与支承元件3之间的区域中。
密封件25还具有蜿蜒形的密封储备装置29，该密封储备装置实现了，在凸出的支承元件3相对于凹进的支承元件20运动时，密封件能够屈从于该运动。
与在球式支承设备的通过箭头5表示的上侧上相比，在通过箭头6表示的下侧上的密封件25以相同的方式形成。
如上所述，凹进的支承元件20为了接纳与它对应的密封件25端部分别在上侧和下侧(箭头5和6)上具有缺口27、27a。在球式支承设备1的上侧(箭头5)上的缺口27在此是螺母50的组成部分，该螺母被旋紧到凹进的支承元件20上。在球式支承设备1的下侧(箭头6)上的缺口27a直接地是凹进的第二支承元件20的一部分。
图3示出具有三角形部31b的密封脚31的一个变体。滑环元件12a、12b在此同样形成为三角形的，其中相应地，基本上为u形的槽7的腿部10形成为斜置的，具有腿部42的盖件40的设计方案也是如此。