CN101280816A - 特别是在铰接式客车的前车厢和后车厢之间的转动关节上的关节轴承 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特别是在铰接式客车的前车厢和后车厢之间的转动关节上的关节轴承，包括一个圆柱形关节套筒(4)，所述关节套筒由一个内管(7)、一个外管(8)、至少一个在它们之间粘附的合成橡胶层(10)和一个容纳套(3)构成，所述内管抗扭转地套装在一个轴承销(2)上，所述外管具有一个纵向缝(9)。所述关节套筒(4)在预压紧的情况下插入所述容纳套(3)中。根据本发明，在所述关节套筒(4)的两个端面且与其间隔微小的间距分别设置一个第一和第二合成橡胶金属套筒(5、6)。所述合成橡胶金属套筒包括一个内管(13)，所述内管具有在其上粘附的、通过各个径向相对置的自由空间(14、15)中断的合成橡胶层壳(16、17)，并且在装配状态下在所述合成橡胶层壳(16、17)内的预压紧的情况下插入到容纳套(3)中，其中所述内管(13)抗扭转地套装在轴承销(2)上，并且所述合成橡胶层壳(16、17)位于一个共同的纵平面内。

Description

特别是在铰接式客车的前车厢和后车厢之间的转动关节上的关节轴承

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的特别是在铰接式客车的前车厢和后车厢之间的转动关节上的关节轴承。

背景技术

一种已知的同类型的关节轴承(DE-PS 2337872)具有一个圆柱形的关节套筒，所述关节套筒由一个内管、一个外管以及至少一个在它们之间粘附地安装的合成橡胶层构成，所述内管作为第一轴承部件抗扭转地套装在一个轴承销上。所述外管有一个纵向缝，所述纵向缝以其缝深度伸入到合成橡胶层中。另外，所述关节轴承包括在第二轴承部件上的容纳套(Aufnahmeauge)，所述关节套筒以其未加载状态时较大的直径在减少所述直径的情况下通过径向的预压紧插入到所述容纳套中，此时在关节套筒的未加载状态下，构成有一相应的缝宽度的纵向缝闭合。

因此在安装状态下，在缝区域内不但所述外管、所述合成橡胶层、而且也可能中间板相互接触，并且因此是环形闭合连续的。

在作为一个待支承的部件的内管和作为另一个待支承的部件的容纳套之间的所有相对运动模块化地无滑动运动地接收在合成橡胶中。由于这种类型的关节轴承的总体上环形的圆柱状结构，在所有空间方向上存在关于刚性的连续的比例。特别是一种这样的关节轴承作为唯一的、用于一铰接式客车的转动关节与前车厢或后车厢连接的关节轴承是不合适的。

另外，一弹性的、具有一个合成橡胶金属套筒的轴承是已知的(DE10 2004 062 807 A1)，其包括一个内管和在其上粘附的、通过各径向相对的自由空间中断的合成橡胶层壳，所述合成橡胶层壳在预压紧的情况下压入一容纳套中。此外，一种这样的轴承适于以水平的轴承轴线连同一底盘轴承安装在汽车上，其中在合成橡胶层壳的方向上可以吸收相对高的力。为此在横向上轴承刚性很小，从而为了保护轴承，根据预先给定的回弹行程设计稳定的止动缓冲器。因此一种这样的轴承在不同的空间方向上虽然有不同的刚性，但也不能设置用于要求所有这样特性的支承目的，并且特别不适于作为在一铰接式客车的转动关节上的唯一的支承位置。

发明内容

本发明的目的是：这样地进一步开发一种同类型的轴承，即：使得在相对小的扭转刚性和在轴方向上小的刚性下，所述关节轴承横向于纵向对于大的力传递一方面是非常硬的，并且另一方面在一个与此垂直的横向上是相对软的，因此特别是在一铰接式客车的转动关节上作为唯一的轴承使用时，一个合适的推力传递连同一合适的摆动支撑和俯仰支撑是可能的。本发明另外一个目的是：建议一种使用本发明所述的关节轴承的铰接式客车。

这些目的在关节轴承方面通过权利要求1的特征达到。

根据权利要求1，在所述关节套筒的两个端面且与其分别间隔微小距离地设置一个第一和第二合成橡胶金属套筒，其中所述容纳套轴向地覆盖所述关节套筒和所述两个合成橡胶金属套筒。每个所述合成橡胶金属套筒包括一个内管，所述内管具有在其上粘附的、通过相应径向相对置的自由空间中断的合成橡胶层壳。其中所述合成橡胶金属套筒的外径在制造状态时在所述合成橡胶层区域上具有一个相对于所述容纳套的配设的内径过大的尺寸，并且所述合成橡胶金属套筒在装配状态时在所述合成橡胶层壳内预压紧的情况下插入到容纳套中，以及所述内管抗扭转地套装在共同的轴承销上。此外所述两个合成橡胶金属套筒的合成橡胶层壳沿一相同的轴向的纵平面定向。

一种这样的关节轴承是相对扭转柔软的，并且在轴向方向上由于合成橡胶层的剪切应力也是相对较软的。相反地，可以在横向方向上在较高的刚性时在位于一个相同的纵平面内的弹性金属层壳的方向上一方面传递大的力，其中在一个与此垂直的方向上刚性较小。因此特别是万向的负荷在不同的空间方向上相应地被不同地吸收和支撑。由此，在一铰接式客车的转动关节上，一种这样的关节轴承出色地特别适于作为唯一的轴承连接，如其结合权利要求12更详细地说明。

在根据权利要求2所述的具体的实施方式中，除一个金属的厚壁的内管和一个相反薄壁的金属的外部薄板之外，所述中间关节套筒在合成橡胶层中具有至少一个另外的、纵向开缝的、同轴的中间薄板管，由此应力在合成橡胶层中较均匀地分布，并且提高使用寿命。在权利要求3所述的另一的相同指向的措施中，所述合成橡胶层以及所述至少一个中间薄板管和外部薄板管的轴向长度在径向上减小。

根据权利要求4，所述两个合成橡胶金属套筒的至少其中之一的内管构成为连续封闭的圆柱形管。在根据权利要求5的一个另外的、可选的实施方式中，所述合成橡胶金属套筒的至少其中之一构成两件式的且具有一个由两个半圆形半壳组成的内管，其中合成橡胶层壳安装在所述两个半壳的每一个上。相应地可以视实际情况，所述中间关节套筒也由两个半壳构成，其中在半壳的纵向边缘上合乎目的地构成所述纵向缝。

根据权利要求6，所述合成橡胶层壳包括所述合成橡胶层和一个外部薄板壳、以及优选至少一个在合成橡胶层中的中间金属壳。尺寸的确定和与具体的实际情况的匹配可以通过所述层厚度的变化和同样通过所述在切线方向上看的壳宽度的变化来实现，其中合乎目的的，对于一具体的情况，相同地选择各个壳宽度。

所述关节套筒和所述合成橡胶金属套筒必须抗扭转地安装在所述轴承销上。为此，根据权利要求7，它们可以抗扭转地被压紧和/或通过一个形锁合的连接嵌接抗扭转地并且在此必要时轴向地固定。一种这样的形锁合的连接嵌接可以例如以已知的形式通过销钉或者凸起部结合相应的凹槽实现。

此外，所述关节套筒和所述两个合成橡胶金属套筒可以相对于容纳套位置固定地安装，以便在所有运行条件下消除滑动的、造成磨损的相对运动。为此，在根据权利要求8所述的实施方式中，使用一连续地在圆周上闭合的容纳套，所述关节套筒和两个合成橡胶套筒在预压紧的情况下轴向地压入到所述容纳套中。在此，大的径向预压紧防止在朝向容纳套的支承面上的、滑动的相对运动，其中必要时以已知的方式在那里通过橡胶薄膜垫片可以进一步提高摩擦。此外，类似于在权利要求7中，也可以在所述支承面上设置形锁合的连接嵌接。

对于一连续闭合的容纳套可选的是，根据权利要求9，建议一容纳套由至少两个在直径减小情况下可压在一起的容纳壳部件构成。因此在此在组装时优选通过使用夹紧螺钉在关节套筒中和两个合成橡胶金属套筒中施加一预压紧，此外该预压紧必要时结合形锁合的嵌接防止位置的滑动运动。

根据权利要求10，在所述关节套筒的一个端面和一个邻接的合成橡胶金属套筒之间应该分别设置一个紧贴在容纳套内侧上的间隔环和/或一个套装在轴承销上的间隔环。这在使用连续在圆周上闭合的容纳套时是特别必需的，以便可以在压入时保持关节套筒和合成橡胶金属套筒之间预定的轴向间距。

对此可选的是，利用相应的支撑功能，所述关节套筒的外部薄板管可以在两侧轴向地延长，以构成集成的间隔环，或者所述合成橡胶金属套筒的外部薄板壳可以分别轴向地向关节套筒的相邻的端面延伸，以构成集成的间隔环部分。

此外根据权利要求11，作为轴向的位置固定装置和必要时在相应的结构上作为防扭转装置可以在所述合成橡胶金属套筒的轴向位于外部的端面的区域内安装保险环。为了同样的目的，也可以将所述容纳套的轴向外部边缘至少在部分区域内向径向内部地卷边。所述合成橡胶金属套筒的外部薄板壳也可以在端面上至少在容纳套的倒角(Fase)上的部分区域内向径向外部地翻边。

本发明的目的在铰接式客车方面通过权利要求12的特征达到。

根据权利要求12，一铰接式客车具有一个前车厢和一个后车厢以及一个转动关节，所述转动关节与两个车厢部分之一优选与所述被驱动的后车厢固定地连接。所述转动关节与另一车厢优选与不被驱动的前车厢通过根据本发明的、作为唯一的支承点的关节轴承相连接。所述关节轴承在此设置在铰接式客车的纵向中心，其中所述关节轴承轴线水平地位于一个车辆横向平面内，并且所述两个合成橡胶金属套筒的合成橡胶层壳沿行驶方向定向。根据结构的实际情况，在此所述轴承销可以安装在转动关节上而且容纳套可以设置在车厢部分上或者相反。

目前为止已知的是：铰接式客车的一种这样的转动关节和所述后车厢固定地连接，并且与所述前车厢的弹性连接通过两个分离的、在一个横平面上在相对置的侧面区域内远距离相互分开的关节轴承建立，所述关节轴承除了传递从后车厢向前车厢的推力之外还吸收和支持摆动和俯仰运动。利用本发明所述的关节轴承和其在铰接式客车的纵向中心的设置，可以只在一个位置上利用本发明所述的关节轴承实施必需的力传递和支撑功能，并且因此节省一个支承点。

附图说明

借助附图进一步地解释本发明。

附图中：

图1.一个完成装配的关节轴承的轴向俯视图；

图2.按图1的关节轴承的、部分剖示的侧视图；

图3.在制造状态下的中间关节套筒的纵剖视图；

图4.按图3的关节套筒的径向视图；

图5.第一实施例的所述两个合成橡胶金属套筒之一在制造状态下的侧视图；

图6.按图5的合成橡胶金属套筒的轴向俯视图；

图7.第二实施例的装配的关节轴承的轴向俯视图，和

图8.按图7的关节轴承的、部分剖示的侧视图；

图9.按图7第二实施方式的两个合成橡胶金属套筒之一在制造状态下的纵剖视图；

图10.按图9的朝合成橡胶金属套筒的轴向方向的相应的俯视图。

具体实施方式

在图1和2中示出了一第一实施例的关节轴承1的视图，包括一个作为第一轴承部件的中心的轴承销2和一个作为第二轴承部件的容纳套3，其中所述容纳套在一个横平面内以一水平轴线设置在一铰接式客车的前车厢的后端部上。所述轴承销2是一个连接的转动关节的组成部分，其与所述铰接式客车的被驱动的后车厢固定地连接。

在所述轴承销2上，抗扭转地设置一个中间关节套筒4以及在两端间隔距离地设置一第一和第二相同结构的合成橡胶金属套筒5和6。

所述关节套筒4的结构借助图3和4进一步地解释：所述关节套筒4包括一个牢固的金属内管7和一个与其相反薄壁的外部薄板管8，所述外部薄板管在制造状态下具有一个纵向缝9，所述纵向缝V字形地通过一个位于内管7和外部薄板管8之间的合成橡胶层10延伸直至内管7。此外在所述合成橡胶层10内同轴地、以及径向相互错开地嵌入两个纵向开缝的中间薄板管11，12。

在完成装配的状态下，相应于图1和图2，所述关节套筒4以其内管7抗扭转地压力套装在所述轴承销2上。此外，所述关节套筒以其在制造状态下的较大的直径在减小该直径的情况下通过径向的预压紧压入到所述容纳套3中，其中在减小所述关节套筒4的直径的情况下，所述纵向缝9是闭合的。

所述合成橡胶金属套筒5、6的相应相同的结构借助在相应于图5和图6的制造状态下的视图进一步地说明：所述合成橡胶金属套筒5、6的每一个包括一个内管13，所述内管具有在其上粘附的、通过各个径向相对置的自由空间14、15中断的合成橡胶层壳16、17。所述合成橡胶层壳16、17分别具有一个外部薄板壳18以及两个嵌入在合成橡胶层19中的中间金属壳20、21。所述合成橡胶层壳16、17在当前的实施例中沿切线方向看具有一个相对小的宽度，或者说所述自由空间14、15相对大，从而所述合成橡胶层壳16、17例如具有相对的合成橡胶金属块的形状(相反地，在相应于图10的实施例中，所述合成橡胶层壳的宽度较大，使得所述合成橡胶层壳进一步搭接所述内管，并且所述壳形状可以更清楚地看出)。

所述内管13在这里两件式地通过两个半圆形的半壳13a、13b构成，其中在所述两个半壳13a、13b的每一个上相应地安装所述合成橡胶层壳16、17。

所述两个合成橡胶金属套筒5、6以其内管13更确切地说以其两个半壳13a、13b抗扭转地安装在所述轴承销2上，其中在图6中示意地用虚线示出一用于防扭转和轴向固定的形锁合的嵌接22。在制造状态(图5，图6)下，所述合成橡胶金属套筒5、6的每一个在所述合成橡胶层壳16、17的区域内具有相对于所述容纳套3的内径过大的尺寸。所述合成橡胶金属套筒5、6在图1和2中在完成装配的状态下在合成橡胶层壳16、17内的预压紧的情况下如同所述关节套筒4一样抗扭转地轴向压入容纳套3中。

为了在轴向地压入容纳套3的过程中以及在接下来的运行中保持所述关节套筒4和所述合成橡胶金属套筒5、6之间的间距，可以使用所述示意示出的间隔环23、24。作为防止所述关节套筒4或合成橡胶层壳16、17的扭转或者防止从所述容纳套3中的轴向位移的其他的保险元件，在端面上示意地用虚线画出的保持凸起部25可以向径向内部卷边，或者可以安装端面侧的保险环26。

对于这种情况，即：所述容纳套3是连续在圆周上闭合的，必须轴向地在预压紧的情况下压入所述关节套筒以及所述两个合成橡胶金属套筒。然而也可能的是：如在图1中右侧的、在容纳套3上的位置27处单侧所示的，其可以设计成两件式的、可压在一起的。由此必要时装配可以更简单地设计，并且必要时也可以省去所述间隔环23、24。

在图7和8中示出了在装配状态下的如在图1和2中所示的关节轴承1的相似的可选择的实施例，其中相同的对象标注相同的附图标记。在此，在一个轴承销2上压力套装一个关节套筒4以及两侧压力套装各一个合成橡胶金属套筒5、6，所述合成橡胶金属套筒在其橡胶层中的预压紧的情况下一起被压入到容纳套3中。所述关节套筒4在此和第一实施例中的关节套筒4是完全一样的。当前第二实施例和所述第一实施例之间的区别主要在于所述合成橡胶金属套筒5、6，所述合成橡胶金属套筒中的一个在图9和10中以制造状态示出：

在此所述合成橡胶金属套筒5也具有一个内管13，然而所述内管在圆周上是连续闭合的。此外，在此具有一个合成橡胶层19、一个外部薄板壳18和三个中间金属壳20的相对置的合成橡胶层壳16、17粘附地安装在内管13上。然而与第一实施例(图6)相比，在此如从图10中可看出，所述合成橡胶层壳16、17为了适应另外的情况设计成明显更宽的。

此外，关于相互支撑和固定的不同的实施例一起在图8中示出：

在此，在图8的左下象限中示出一实施方式，在所述实施方式中，在整个关节轴承中没有使用相对的间隔垫片，就像例如在图2中的间隔环23、24。

可选的是，在图8的左上象限中示出一实施方式，在所述实施方式中，图2中的间隔环23、24的功能在此表示为间隔环部分23”，相应地在所述外部薄板壳18中通过其到所述关节套筒4的相邻端面的轴向延长部分而被集成。在按图9所示的制造部件中，所述间隔环部分23”用虚线画出。

对此可选的是，在图8的右半边示出一实施方式，在所述实施方式中，集成了所述外部薄板管8的间隔环23’，24’的功能，正如这作为可选的、用虚线在根据图3所示的制造部件中画出。此外在此作为轴向的位置固定装置，所述合成橡胶金属套筒6的外部薄板壳18在容纳套3的端面的一个倒角上向径向外部翻边成具有一凸缘。

Claims (12)

1. 特别是在铰接式客车的前车厢和后车厢之间的转动关节上的关节轴承，包括：

一个圆柱形的关节套筒(4)，所述关节套筒由一个内管(7)、一个外管(8)和至少一个在它们之间粘附的合成橡胶层(10)构成，所述内管作为第一轴承部件抗扭转地套装在一个轴承销(2)上，其中所述外管(8)具有至少一个纵向缝(9)，所述纵向缝以其缝深度延伸到所述合成橡胶层(10)中，以及

一个在一第二轴承部件上的容纳套(3)，所述关节套筒(4)以其在未加载状态下较大的直径在减小所述直径的情况下通过径向的预压紧装入所述容纳套中，并且此时在所述关节套筒(4)的未加载状态下构成有一相应的缝宽度的纵向缝(9)闭合，

其特征在于：

在所述关节套筒(4)的两个端面且与其间隔微小距离地分别设置一个第一和第二合成橡胶金属套筒(5、6)，

所述容纳套(3)轴向地覆盖所述关节套筒(4)和所述两个合成橡胶金属套筒(5、6)，

每个合成橡胶金属套筒(5、6)包括一个内管(13)，所述内管具有在其上粘附的、通过相应的径向相对置的自由空间(14、15)中断的合成橡胶层壳(16、17)，其中所述合成橡胶金属套筒(5、6)的外径在制造状态时在所述合成橡胶层区域上具有一个相对于所述容纳套(3)的配设的内径过大的尺寸，并且所述合成橡胶金属套筒(5、6)在装配状态时在所述合成橡胶层壳(16、17)内预压紧的情况下插入到容纳套(3)中，以及所述内管(13)抗扭转地套装在所述轴承销(2)上，以及

所述两个合成橡胶金属套筒(5、6)的合成橡胶层壳(16、17)位于一个共同的纵平面内。

2. 根据权利要求1所述的关节轴承，其特征在于：除了一个金属的厚壁的内管(7)和一个相反薄壁的金属的外部薄板管(8)之外，所述关节套筒(4)在所述合成橡胶层(10)中还具有至少一个另外的、纵向开缝的、同轴的中间薄板管(11，12)。

3. 根据权利要求2所述的关节轴承，其特征在于：所述合成橡胶层(10)以及所述至少一个中间薄板管(11，12)和所述外部薄板管(8)的轴向长度在径向方向上减小。

4. 根据权利要求1到3之一所述的关节轴承，其特征在于：至少一个合成橡胶金属套筒(5、6)的内管(13)构成为连续的闭合的圆柱形管。

5. 根据权利要求1到3之一所述的关节轴承，其特征在于：所述合成橡胶金属套筒(5、6)的至少其中一个构成两件式的且具有一个由两个半圆形半壳(13a，13b)组成的内管(13)，其中合成橡胶层壳(16、17)安装在所述两个半壳(13a，13b)的每一个上。

6. 根据权利要求1到5之一所述的关节轴承，其特征在于：所述合成橡胶层壳(16、17)具有一个外部薄板壳(18)和优选至少一个在所述合成橡胶层(19)中的中间金属壳(20，21)。

7. 根据权利要求1到6之一所述的关节轴承，其特征在于：所述关节套筒(4)的内管(7)和所述合成橡胶金属套筒(5、6)的内管(13)抗扭转地压力套装在所述轴承销(2)上和/或可通过一形锁合的连接嵌接(22)抗扭转地和轴向地固定。

8. 根据权利要求1到7之一所述的关节轴承，其特征在于：所述容纳套(3)是连续地在圆周上闭合的，并且所述关节套筒(4)以及所述两个合成橡胶金属套筒(5、6)在预压紧的情况下轴向地被压入。

9. 根据权利要求1到7之一所述的关节轴承，其特征在于：所述容纳套(3)由至少两个在直径减小情况下可压在一起的容纳壳部件(27)构成。

10. 根据权利要求1到9之一所述的关节轴承，其特征在于：在所述关节套筒(4)的一个端面和一个邻接的合成橡胶金属套筒(5、6)之间分别设置一个紧贴于所述容纳套(3)的内侧上的间隔环(23、24)和/或一个套装在所述轴承销(2)上的间隔环，或者

利用相应的支撑功能，所述关节套筒(4)的外部薄板管(8)在两侧轴向地延长，以构成集成的间隔环(23’，24’)，或者

利用相应的支撑功能，所述合成橡胶金属套筒(5、6)的外部薄板壳(18)分别轴向地向关节套筒(4)的相邻的端面延长，以构成集成的间隔环部分(23”)。

11. 根据权利要求1到10之一所述的关节轴承，其特征在于：作为轴向的位置固定装置和必要时作为防扭转装置，在所述合成橡胶金属套筒(5、6)的轴向外部的端面的区域内安装保险环(26)，和/或在那里所述容纳套(3)至少在部分区域内向径向内部卷边(25)，和/或所述合成橡胶金属套筒(5、6)部分区域内的外部薄板壳(18)在那里至少在容纳套(3)的倒角上向径向外部翻边。

12. 带有根据权利要求1到11之一所述的关节轴承的铰接式客车，其特征在于：所述铰接式客车具有一个前车厢和一个后车厢，并且一个转动关节与两个车厢部分之一固定地连接，

另一车厢部分在所述铰接式客车的纵向中心通过关节轴承(1)与所述转动关节相连接，其中关节轴承轴线水平地位于一个车辆横向平面内，并且两个合成橡胶金属套筒(5、6)的合成橡胶层壳(16、17)沿行驶方向定向。

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