CN103775507B - 轨道车辆牵引电机的轴承装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轨道车辆牵引电机的轴承装置(1)，包含至少一个具有内圈(3)和外圈(4)的滚动轴承(2)，对此在内圈(3)和外圈(4)之间设置至少一列滚动体(5)，轴承装置(1)至少在滚动轴承(2)的轴向末端区域具有密封装置(6)。为了优化应用于轨道车辆牵引电机时的密封功能，本发明规定，密封装置(6)具有：静止支架(7)，该静止支架和轴承圈(4)直接或者间接抗扭地相连，此外还具有旋转密封环(8)，该密封环和两个轴承圈中的另一个(3)直接或者间接抗扭地相连，对此，静态支架(7)具有连续的环形槽(9)用于接收和排出液体，旋转的密封环(8)具有径向延伸的滑动面(10)，在该滑动面上两个径向错位的密封元件(11，12)以摩擦方式进行滑动，所述密封元件和静止支架(7)固定连接，在静止支架(7)和旋转密封环(8)之间构成沿轴向(a)延伸的密封缝隙(13)。

Description

轨道车辆牵引电机的轴承装置
技术领域
本发明涉及一种轨道车辆牵引电机的轴承装置，包含至少一个具有内圈和外圈的滚动轴承，对此在内圈和外圈之间至少安排有一列滚动体，轴承装置至少在滚动轴承的轴向末端区域具有一个密封装置。
背景技术
在轨道车辆制造过程中，对于轨道车辆电动牵引电机使用上述类型的轴承装置(大部分为圆柱滚子轴承或者深沟球轴承)。密封装置大部分为迷宫式密封装置，从而使得轴承在工作过程中的摩擦力较小。对于许多应用情况而言，这一类密封装置可提供足够的密封效果。大部分情况下不需要使用其他的密封元件，以便使得工作过程中的摩擦力保持较低状态。
这种轴承装置大部分情况下在寿命期内填充有润滑油。在使用所述的密封元件时有时会导致水和污染物进入轴承中，从而导致轴承装置的寿命相应地降低。因此上述轴承从密封和保护滚动轴承的角度在部分使用情况下无法令人满意地进行工作。
已经尝试使用改进型迷宫式密封装置解决该问题，但费用较高，且无法一直确保期望获得的效果。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题在于，对这一类的轨道车辆牵引电机的轴承装置进行继续开发，在考虑工作过程中摩擦力尽可能小的情况下改进滚动轴承的密封。对此需要在装置的密封性和工作过程中轴承旋转时形成的摩擦力矩之间达到较好的平衡。
该技术问题通过本发明加以解决，其特征在于，密封装置具有静止的支架，该固定支架和轴承圈直接或者间接抗扭地相连，此外还具有旋转密封环，该密封环和两个轴承圈中的另一个直接或者间接抗扭地相连，对此，静止支架具有连续的环形槽用于接收和排出液体，旋转的密封环具有一个径向延伸 的滑动面，在该滑动面上两个径向错位的密封元件以摩擦方式进行滑动，该密封元件和静止的支架固定连接，在固定支架和旋转密封环之间存在沿轴向延伸的密封缝隙。
旋转的密封环可以通过与轴承圈所在的旋转的电机轴相连而间接和轴承圈相连。
旋转的密封环可以在其径向外部末端具有沿轴向延伸的突缘，该突缘突伸超过静止支架的端面。该突缘和环绕的环形槽的侧面在轴向齐平。在突缘和静止支架之间，存在沿轴向延伸的密封缝隙，该缝隙可以有效地阻止水进入该部位。
旋转密封环在其径向外部末端具有至少一个，优先为两个构成圆锥状的分界面。
静止支架在其朝向旋转密封环的端面区域至少存在两个径向错位的环形槽用于容纳各自的密封元件。此外还具有与沿轴向延伸的密封缝隙相邻的轴向环部段，该环部段延伸进入环形槽状的凹槽，所述凹槽在旋转的轴承圈的端侧构成。对此优选规定，环形槽状的凹槽由旋转的轴承圈的圆柱表面以及安装在圆柱表面的单独部件组成；所述的部件优先为用作传感器元件的脉冲传感器，该传感器元件固定安装在静止支架上。
在静止支架上可以安装至少一个润滑元件，通过该元件可以在密封装置区域喷射润滑油。润滑元件优先和通道可流通地相连，该通道与至少两个密封元件和沿轴向延伸的密封缝隙之间的环形区域连通。
此外，还可以规定，在滚动轴承的外圈和静止支架之间和／或在滚动轴承的内圈和旋转的密封环之间设置静止的密封元件，尤其是O形环。
特别有利的形式是，构成轴承装置外表面的罩状旋转密封环为耐磨损结构。对此可以对材料进行硬化。也可以使用具有合适涂层材料的涂层。
尽管迄今为止在牵引电机轴承装置中已经应用了无摩擦迷宫式密封装置，本发明仍然补充规定了一种特殊结构的摩擦密封装置。该轴承装置可以更好地防止水和污染物进入滚动轴承，且不会导致工作过程中的摩擦力矩显著增大。
上述密封装置允许以非常高效的方式阻止水和污染物进入其中。因此相应提高了滚动轴承的使用寿命。同时所需的维护次数也得以降低，进而降低维护费用。
在迷宫式密封装置上增加的摩擦密封元件可以高效避免污染物，尤其是水进入其中。在偶尔对密封装置进行再润滑的情况下，不仅可以确保获得较小的密封摩擦力，而且可以避免或者降低摩擦密封唇的磨损。
推荐的轴承装置方案用于轨道车辆牵引电机(TMBU-牵引电机轴承单元)中。密封元件可以再润滑，从而可以延长密封装置的寿命，进而延长轴承和整个牵引电机的寿命。同时可以提高规定的维护间隔。
滚动轴承优先为圆柱滚子轴承或者深沟球轴承。
推荐的方案既可以用于包含传感器的轴承装置，也可以用于无传感器的轴承装置。
附图说明
在附图中显示本发明的实施示例。在附图中：
图1示出轨道车辆牵引电机的轴承装置的径向截面，对此仅显示了径向上部区域，
图2示出根据图1的轴承装置，对此仅显示了径向下部区域。
具体实施方式
在上述图纸中说明了轴承装置1，通过该轴承装置轨道车辆，例如有轨电车的牵引电机中旋转轴可以被支承。
轴承装置1包含滚动轴承2，该滚动轴承具有内圈3、外圈4和安排在两个圆环之间的滚动体5。轴承装置具有一个沿轴向a延伸的旋转轴。滚动轴承2通过密封装置6进行密封，从而防止水和污染物进入。
滚动轴承2可以为任意结构实施，例如钢结构、带陶瓷部件(滚动体)或者部件绝缘层的复合结构。
密封装置6的实施方式如下：
密封装置包含静止支架7，该静止支架和外圈4固定相连。静止支架的径向截面本质上为U形。此外，密封装置6具有旋转密封环8，该密封环固定连接在内圈3上(或者和牵引电机的电机轴相连)。密封环8的径向截面基本上为L状。
为了将进入轴承装置区域的大部分的水尽可能快速和高效地排出，静止支架7具有环形槽9，在上述实施示例中，环形槽的径向截面为矩形或者正 方形。进入环形槽9的水在环形槽处向下排出，不会进入轴承装置内部。
为了尽可能防止水进入轴承装置，可以在密封环8的径向外部末端14处设置沿轴向a延伸的突缘15，该突缘超出静止支架7的端面16伸出。对此，突缘15应延伸至和环形槽9的端面17齐平。在突缘15和静止支架7的径向外部末端之间构成水很难进入的密封缝隙18。
为了尽可能快速地将水排出以及在规定的情况下将其甩出，突缘15的径向外部表面存在两个锥形分界面19和20。为了更好地将水排出，锥形分界面19，20的尺寸应尽可能大。
密封环(8)在其内侧具有沿径向延伸的滑动面10。在该滑动面上存在两个径向错位的含密封唇的密封元件11和12。两个密封元件11和12设置或者固定(例如通过粘贴的方式)在静止支架7外部端面的同心环形槽21和22中。密封元件11，12可以使用诸如V形环(如图所示)，对此优先使用TPUR材料(热塑性聚氨酯)的密封圈。
此外还规定，在密封装置6的径向内部区域，静止支架7和密封环8的两个部段相互平行，并在其间构成密封缝隙13。在静止支架7上，所述的部段由轴向环部段23构成，该环部段延伸至内圈3区域的环形槽状的凹槽24中。具体而言，凹槽24)由内圈3的圆柱状表面25构成，在该表面上安排有形式为脉冲传感器的部件26。此处也优选形成迷宫式密封缝隙。
部件26，即脉冲传感器为传感器装置的组成部件，通过该传感器装置可以在工作过程中测量滚动轴承的转速、旋转方向和绝对位置。部件26在上述发明中为电磁环。其信号由固定在静止支架7上的传感器元件27进行采集。
为了对密封元件进行再润滑，如图2所示安排有润滑嘴形式的润滑元件28，由此可以向密封装置6区域喷射润滑脂。此外润滑元件28和通道29形成液态连接，该通道一端连接至密封元件11和12之间的环形区域，另一端连接至密封缝隙13中。通过向该区域施加足够量的润滑脂可以高效确保密封装置6的密封性。
在滚动轴承2或者密封装置上优先设计多个，尤其是两个润滑嘴28。
该密封方案规定，除了密封式密封缝隙之外具有两个摩擦密封元件。径向外部密封元件11可以阻止大部分的水和污染物进入。第二个密封元件12可以阻止剩余的水或者污染物进入。
旋转的密封环8可以安装在旋转轴或者直接安装在轴承内圈上。
为了让系统形成静态密封，在重要部位可以安排O形密封圈30和31，见图1，由此可以避免水的进入。
如上文所述，密封环8的外部表面为防磨损结构。为使得表面具有足够的硬度，可以进行硬化或者涂覆图层。合适的涂层材料包括诸如硬铬、镍-磷或者Duralloy TDC(薄层致密铬)。
由于可以再润滑，因此密封装置以及滚动轴承的使用寿命得以提高，这直接有效提高了使用上述轴承的牵引电机的寿命。在进行再润滑时不需要任何类型的拆卸工作。
附图标记清单
1 轨道车辆牵引电机的轴承装置
2 滚动轴承
3 内圈
4 外圈
5 滚动体
6 密封装置
7 静止支架
8 旋转密封环
9 环形槽
10 径向延伸的滑动面
11 密封元件
12 密封元件
13 密封缝隙(第一迷宫式密封缝隙)
14 旋转密封环的径向外部末端
15 突缘
16 静止支架的端面
17 环形槽的侧面
18 密封缝隙(第二迷宫式密封缝隙)
19 圆锥分界面
20 圆锥分界面
21 环形槽
22 环形槽
23 轴向环部段
24 环形槽状凹槽
25 内圈的圆柱面
26 部件(脉冲传感器)
27 传感器元件
28 润滑元件(润滑嘴)
29 通道
30 O形环密封圈
31 O形环密封圈
a 轴向。

Claims (11)

1.一种轨道车辆牵引电机的轴承装置(1)，包含至少一个具有内圈(3)和外圈(4)的滚动轴承(2)，其中，在内圈(3)和外圈(4)之间设置有至少一列滚动体(5)，所述轴承装置(1)至少在滚动轴承(2)的轴向末端区域内具有密封装置(6)，其特征在于，
所述密封装置(6)具有：
静止支架(7)，该静止支架和两个轴承圈之一直接或者间接抗扭地相连，和
旋转密封环(8)，该密封环和两个轴承圈中的另一个直接或者间接抗扭地相连，
其中，静止支架(7)具有连续的环形槽(9)用于接收和排出液体，
旋转密封环(8)具有径向延伸的滑动面(10)，在该滑动面上两个径向错位的密封元件(11，12)以摩擦方式进行滑动，该密封元件和静止支架(7)固定连接，在静止支架(7)和旋转密封环(8)之间构成沿轴向(a)延伸的密封缝隙(13)。
2.按照权利要求1所述的轨道车辆牵引电机的轴承装置，其特征在于，旋转密封环(8)在其径向外部末端(14)具有沿轴向(a)延伸的突缘(15)，该突缘突伸超出静止支架(7)的端面(16)。
3.按照权利要求2所述的轨道车辆牵引电机的轴承装置，其特征在于，突缘(15)和环绕的环形槽(9)的外部的侧面(17)在轴向齐平。
4.按照权利要求3所述的轨道车辆牵引电机的轴承装置，其特征在于，在突缘(15)和静止支架(7)之间形成沿轴向(a)延伸的密封缝隙(18)。
5.按照权利要求1所述的轨道车辆牵引电机的轴承装置，其特征在于，旋转的密封环(8)在其径向外部末端(14)上具有至少一个构成圆锥形的分界面(19，20)。
6.按照权利要求1所述的轨道车辆牵引电机的轴承装置，其特征在于，静止支架(7)在其朝向旋转密封环(8)的端面区域具有至少两个径向错位的环形槽(21，22)用于容纳各自的密封元件(11，12)。
7.按照权利要求1所述的轨道车辆牵引电机的轴承装置，其特征在于，静止支架(7)具有限定沿轴向(a)延伸的密封缝隙(13)的轴向环部段(23)，所述环部段(23)延伸进入环形槽状的凹槽(24)，所述凹槽在旋转的内圈的端侧构成。
8.按照权利要求7所述的轨道车辆牵引电机的轴承装置，其特征在于，环形槽状的凹槽(24)由旋转的内圈的圆柱表面(25)以及安装在该圆柱表面(25)上的单独的部件(26)组成，对此，所述单独的部件(26)为用作传感器元件(27)的脉冲传感器，该传感器元件固定安装在静止支架(7)上。
9.按照权利要求1所述的轨道车辆牵引电机的轴承装置，其特征在于，在静止支架(7)上安装至少一个润滑元件(28)，通过该润滑元件将润滑剂喷射到密封装置(6)的区域中。
10.按照权利要求9所述的轨道车辆牵引电机的轴承装置，其特征在于，润滑元件(28)和通道(29)可流通地相连，该通道与在至少两个密封元件(11，12)和沿轴向(a)延伸的密封缝隙(13)之间的环形区域连通。
11.按照权利要求1所述的轨道车辆牵引电机的轴承装置，其特征在于，在滚动轴承(2)的外圈(4)和静止支架(7)之间和/或在滚动轴承(2)的内圈(3)和旋转的密封环(8)之间设置静止的密封元件。
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