CN108928364A - 铁路车辆用轮轴箱 - Google Patents

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CN108928364A CN201810460480.8A CN201810460480A CN108928364A CN 108928364 A CN108928364 A CN 108928364A CN 201810460480 A CN201810460480 A CN 201810460480A CN 108928364 A CN108928364 A CN 108928364A
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弗朗索瓦·尚帕卢
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Abstract

本发明涉及一种铁路车辆用轮轴箱(1)，包括：座(2)，其设置有沿着中心轴线延伸的贯通孔(5)；轴承单元(4)，其被容纳在所述孔(5)中；以及后盖。后盖(3)和座(2)通过特殊制成的形状(13；15)而固定在一起，以使得使零部件最少化。

Description

铁路车辆用轮轴箱
技术领域
本发明涉及一种铁路车辆用轮轴箱，特别涉及一种后盖在轮轴箱上的组件(assembly)(/后盖与轮轴箱的组合件)。
背景技术
轮轴箱以已知的方式安装在铁路车辆(如火车，特别是火车头、客车和货车)上。通常，铁路车辆包括若干个转向架。每个转向架均包括框架，两个(或更多个)(车)轮组和四个(或更多个)轮轴箱。每个(车)轮组包括支撑了两个车轮的轮轴。轮轴箱是在旋转的轮组与转向架的准静态框架之间的联接元件。轮轴箱包括偏移(off-set)螺旋弹簧座用的支撑件和容纳轴承单元的座。
轴承单元通常通过位于车轮端部的后盖而被夹紧在座中，轮轴穿过所述后盖并被所述轴承单元旋转支撑。通常，后盖通过螺接于座螺纹孔的四个螺柱(studs)而牢固地固定于座，然后被垫圈和螺母阻挡住(blocked)。由于车轮附近处的轴向空间小，因此与螺丝相比优选使用螺柱。
然而，螺柱比螺丝贵得多。另一个缺点是螺柱必须在组装后盖之前就螺接在座中，于是给组装过程增加了一个准备(preliminary)步骤。此外，每个轮轴箱包括四组锁定装置，每组(锁定装置)具有三个部件：螺柱、垫圈、螺母。这意味着在轮轴箱制造商的组装线(/装配线)上有大量的零部件(/备件)(spare parts)，从而需要进行维护和库存管理。
发明内容
本发明的目的是解决上述困难。提出了一种铁路车辆用轮轴箱，其经济、易于制造和组装、并且部件数量少。
为此，本发明涉及一种铁路车辆用轮轴箱，包括：座，其设置有沿着中心轴线延伸的贯通孔；和轴承单元，其被容纳在所述中心孔中。所述轮轴箱还包括后盖，所述后盖具有：圆柱部分，其(/所述圆柱部分)沿着所述中心轴线在座的中心孔中延伸并在轴向上阻挡所述轴承单元；和环形凸缘，其(所述环形凸缘)从所述圆柱部分径向向外延伸并抵靠所述座的后表面。
根据本发明，后盖的环形凸缘在其外圆周上还包括多个凹部。座的所述后表面包括从所述后表面沿轴向延伸的多个突出部分，所述突出部分具有与后盖的所述凹部相应的形状。各所述突出部分包括内槽，内槽位于座的后表面与突出部的内径向侧之间的根部处，所述内槽具有以中心轴线为中心的圆弧形状，(所述内槽的)内径等于或略大于后盖的径向凸缘的外径，并且接纳后盖的凸缘部分。在后盖的凸缘和座上设置有第一防旋转装置，以防止在所述后盖与座之间在一个旋转方向上的相对旋转，以及在后盖的凸缘与座上设置有第二防旋转装置，以防止在所述后盖与座之间在所述旋转方向的反向上的相对旋转。
由于本发明，后盖可以被容易地定位在座的后表面上。座的突出部和后盖的凹部具有相应的形状并且配合在一起，所述突出部分布置在所述凹部内以用于设定后盖位置。
突出部的环形槽和后盖的凸缘具有大致相等的直径。后盖只需从其初始位置沿一个旋转方向转成与座接合。更确切地说，凸缘被转成使得使部分布置在座的突出部分的环形槽内。这一步骤很容易由操作者进行处理。
后盖在轴向上被保持在座的突出部分的所述槽中。此外，第一防旋转装置和第二防旋转装置防止后盖相对于座的任何旋转。座的所述突出部和防旋转装置执行通常使用的螺柱、垫圈和螺母的功能以将后盖牢固地固定于座。
根据本发明的有利但非强制性的另外方面，这种轮轴箱可以包含以下特征中的一个或几个：
-后盖包括四个凹部，相应地，座的后表面包括四个突出部。
-后盖的凹部和座的突出部在周向上均等地(/等距地)间隔开。
-后盖的凸缘包括至少一个开口，所述至少一个开口专用于与用于将所述后盖与座组装(在一起)的外部工具配合。
-后盖的布置在座的突出部分的环形槽中的凸缘部分各自包括斜坡表面，诸如所述凸缘在这些部分处的轴向厚度在用于将凸缘(的)部分插入所述槽内的旋转方向上减小。所述环形槽还各自包括具有相同形状的内斜坡表面，诸如所述槽的轴向尺寸在所述旋转方向上减小，并与凸缘部分的相应的斜坡表面配合。后盖的凸缘部分和座的突出部的环形槽的所述配合的斜坡表面形成了在将所述凸缘部分插入所述环形槽内的旋转方向上的第一防旋转装置。
-后盖的凸缘包括至少一个止动件，所述至少一个止动件从所述凸缘沿轴向突出并且专用于在凸缘部分布置在所述突出部的环形槽中时抵靠座的后表面的突出部。后盖的所述配合的止动件与座的突出部形成了在将所述凸缘部分插入所述环形槽内的旋转方向上的第一防旋转装置。
-座的后表面包括至少一个孔，销或螺丝固定在所述至少一个孔中，所述销或螺丝包括头部，所述头部从所述后表面沿轴向凸出到后盖的凸缘的凹部内，所述头部抵靠所述凹部的径向边缘。
-后盖的凸缘的每个凹部被限定在两个径向边缘之间，销或螺丝的所述头部抵靠以将凸缘部分插入环形槽内的旋转方向的反向来定向的径向边缘。座的所述配合的销或螺丝和后盖的凸缘的凹部形成了在将所述凸缘部分插入所述环形槽内的旋转方向上的第一防旋转装置。
-后盖的凸缘的每个凹部被限定在两个径向边缘之间，销或螺丝的所述头部抵靠以将凸缘部分插入环形槽内的旋转方向来定向的径向边缘。座的所述配合的销或螺丝和后盖的凸缘的凹部形成了在将所述凸缘部分插入所述环形槽内的旋转方向的反向上的第二防旋转装置。
附图说明
现在将结合附图来解释本发明，附图作为说明性示例而不是限制本发明的目的。在附图中：
图1是根据本发明的轮轴箱的座的前视图；
图2是所述座的立体图；
图3是根据本发明的轮轴箱的后盖的立体图；
图4是所述后盖的俯视图；
图5是所述轮轴箱在定位后盖之后的前视图；
图6是所述轮轴箱在旋转后盖之后的前视图；
图7是所述轮轴箱在与后盖锁定之后的前视图；
图8是所述轮轴箱在与后盖锁定之后的立体图；
图9是沿着图7的线I-I的截面图；
图10是图9的细节图；
图11是根据本发明的一个可选择的实施方式的轮轴箱的前视图；以及
图12是根据本发明的另一实施方式的轮轴箱的前视图。
具体实施方式
图1至图10示出了根据本发明的第一实施方式的轮轴箱1和所述轮轴箱的件(/部件)，这里为座(housing)2、后盖3和轴承单元4。轮轴箱特别适用于铁路车辆，诸如火车头(locomotives)、客车和货车。
在该实施方式和以下的实施方式中，还定义了与轮轴箱相对于铁路转向架的位置有关的术语“前”和“后”，前部位于轮轴箱朝向铁路转向架的外部的轴向端，后部位于轮轴箱朝向(与车轮所在侧对应的)铁路转向架的内部的轴向端。
座2在图1和图2中示出。座2包括中心贯通孔5，中心贯通孔5限定出轮轴(未示出)用的轴向通道。座2包括弹簧支撑件6、7，弹簧支撑件6、7专用于接纳诸如为螺旋弹簧(未示出)等的悬挂装置，以支撑未示出的转向架框架。座2包括位于朝向铁路转向架的外部(/外侧)的一个轴向侧的前表面11和朝向车轮的后表面12。
根据本发明，座2的后表面12包括从所述后表面12沿轴向延伸的四个突出部分13。(这些)突出部分13位于座2的孔5附近。(这些)突出部(分)13在周向上均等地(/等距地)间隔开。在本实施方式中，各突出部分13(分别)沿着30°的周向延伸部延伸。
作为另一种选择，更多或更少的突出部可以(以不同的周向延伸部)设置于座的后表面，并且(这些)突出部可以在后表面上非均匀地在周向上分布。
各突出部分13在座2的后表面12与突出部13的内径向侧之间的根部处包括内(部)槽14。(这些)槽14为圆弧形状并且全都以孔中心轴线为中心。
轴承单元4安装在座2的中心孔5中。轴承单元4为通用型。作为未图示的示例，轴承单元4可以是圆柱滚子轴承单元或圆锥轴承单元，其具有：静止的外圈；其压配在座2的孔5中；旋转的内圈，其压配在轮轴的轴向端的外圆柱表面上；和滚子，其在径向上布置在所述外圈与所述内圈之间。
后盖3在图3和图4中示出。后盖3包括限定出专用于被所述轴承单元4旋转支撑的轮轴(未示出)用的轴向通道的内孔。后盖3包括安装在座2的孔5中的环形圆柱部分8。环形圆柱部分8在轴向上抵靠轴承单元4的后端，以使得在一个轴向上轴向阻挡所述单元。环形圆柱部分8在其外圆柱表面上包括环形槽10，所述槽专用于接纳环形密封件，所述密封件被压缩抵靠座2的孔5以确保轴承单元4的密封。环形圆柱部分8径向向外延伸出(extendedby)环形径向凸缘9。
根据本发明的另一方面，后盖3的环形凸缘9在其外圆周上包括四个凹部15。凹部15在周向上均等地(/等距地)间隔开。凸缘9和后表面12各自分别包括相同数量的凹部15和突出部分13。而且，凹部15和突出部分13具有相应的形状。如将在下面进一步解释的，后盖3的所述凹部15和座2的突出部分13专用于在轮轴箱1的组装过程期间一起协作(/配合)。
各凹部15被限定在位于凹部15的两个周向端处的两个径向边缘15a、15b与在所述径向边缘15a、15b之间延伸的轴向边缘15c之间。
后盖3的凸缘9包括多个开口30，所述多个开口30专用于与(用于组装所述后盖3与座2的)外部工具配合。
后盖3的环形凸缘9的外径等于或略小于座2的突出部13的内槽14的内径。
如图5所示，轴承单元4嵌配(/配合)(fit)在座2的孔5中。然后，组装后盖3与座2的第一步骤是将所述后盖3轴向定位并且指引(index)到座2上。更确切地说，将后盖的圆柱部分8嵌配在座2的孔5中，座2的突出部分13各自嵌配在后盖3的凸缘9的相应的凹部15中，并且凸缘9的内表面在轴向上抵靠座2的后表面12。
如图6所示，组装过程(/工序)的第二步骤是相对于座2而言围绕中心轴线(地)向后盖3施加旋转。在后盖3旋转期间，凸缘9的部分16被嵌配到座2的突出部分13的内槽14中。在具有给定尺寸的本实施方式中，旋转被设定为大约30°，以将后盖3相对于座2而言设定在其安装位置。有利的是，通过与开口30配合的外部工具施加扭矩以使后盖3旋转。
如图7和图8所示，座2、后盖3和轴承单元4被组装在一起，诸如后盖3的凸缘9的部分16布置在(设置于座2的突出部分13的)槽14内，所述轴承单元4被嵌配到座2的孔5中并且在一个轴向上被后盖3的圆柱部分8阻挡。
凸缘9的部分16在轴向上被阻挡在后表面12与设置于突出部13的槽的内边缘之间。于是后盖3与座2被轴向保持(在一起)。
如进一步解释的(那样)，后盖3通过防旋转装置来防止相对于座2旋转。
根据如图9和图10所示的本发明的一个实施方式，布置在槽14中的部分16各自包括斜坡表面(/倾斜表面)17。凸缘9在这些部分16处的轴向厚度在用于将凸缘(的)部分16插入所述槽14内的旋转方向上从值L1降低到较小的值L2。凸缘的在周向上被包括在凹部15与被阻挡部分16之间的部分优选具有等于L1的恒定径向厚度。
槽14还各自包括与嵌配在槽14中的凸缘(的)部分16的斜坡表面17形状相同的内斜坡表面18。所述槽14的轴向尺寸在所述旋转方向上从值L1降低到较小的值L2。槽14的各内斜坡表面18与凸缘(的)部分16的相应斜坡表面17配合。后盖3的凸缘(的)部分16和座2的突出部13的槽14的所述配合的斜坡表面17、18形成了在将所述凸缘(的)部分16插入所述槽14内的旋转方向上的第一防旋转装置。有利的是，可以将重大的(important)扭矩施加到后盖3上，使得在斜坡表面17、18之间产生干涉，于是从而使得阻挡一者对另一者旋转。
根据图11示出的本发明的可选择的实施方式，后盖3的凸缘9包括从所述凸缘9沿轴向突出的四个止动件(/止挡)(stops)19。在本实施方式中，止动件19为圆柱形，但可以具有任何其它合适的形状。当凸缘(的)部分16布置在所述突出部13的槽14中时，各止动件19抵靠座2的后表面12的突出部13。后盖的所述配合的止动件19与座2的突出部13形成了在将所述凸缘(的)部分16插入所述槽14中的旋转方向上的第一防旋转装置的可选择的实施方式。作为另一种选择，后盖3的凸缘9可以包括一个、两个或三个突出的止动件。有利的是，这种止动件可以代替(replace)配合的凸缘(的)部分和环形槽的斜坡形状。
根据图12所示的本发明的可选择的实施方式，座2的后表面12还包括一个螺纹孔，螺丝22被螺接(/拧入)该螺纹孔内。螺丝22包括头部，该头部沿轴向从所述后表面12凸出到后盖3的凸缘9的凹部15内。螺丝头部抵靠所述凹部15的径向边缘15a。径向边缘15a以将凸缘(的)部分16插入槽14内的旋转方向的反向(来)定向。座2的所述配合的螺丝22与后盖3的凸缘9的凹部15形成了在将所述凸缘(的)部分16插入所述槽14中的旋转方向上的第一防旋转装置的可选择的实施方式。作为另一种选择，座2的后表面12包括多个螺丝，每个螺丝均与径向边缘15a配合以使得形成在所述旋转方向上的第一防旋转装置。有利的是，这种螺丝可以代替配合的凸缘(的)部分和环形槽的斜坡形状。
根据本发明的另一方面，座2的后表面12还包括一个螺纹孔20，螺丝21被螺接(/拧入)该螺纹孔内。螺丝21包括头部，该头部沿轴向从所述后表面12凸出到后盖3的凸缘9的凹部15内。螺丝头部抵靠所述凹部15的径向边缘15b。所述径向边缘15b以将凸缘(的)部分16插入槽14内的旋转方向(来)定向。座2的所述配合的螺丝21与后盖3的凸缘9的凹部15形成了在将所述凸缘(的)部分16插入所述槽14内的旋转方向的反向上的第二防旋转装置。在本实施方式中，座2仅包括一个螺丝21作为第二防旋转装置，然而也可以包括多个螺丝，(其中)每个螺丝(均)与径向边缘15b配合。
在图12所示的实施方式中，作为第一防旋转装置和第二防旋转装置的螺丝22和21在后盖3的同一凹部15中沿轴向延伸。作为另一种选择，所述螺丝可以在后盖3的不同的凹部15中延伸。
由于第一防旋转装置和第二防旋转装置，防止了后盖3相对于座2旋转。
由于本发明，仅通过所述后盖和座的特殊制成的形状，就能将后盖3与座2的后表面12牢固地固定。在更优化的构造中，只需使用一个零部件(/备件)(spare part)(这里为螺丝21)(就能够)用于将后盖3与座2最终锁定。
作为另一种选择，螺丝21、22可以被替换为嵌配在座2的后表面12的孔中的销，所述销具有从所述后表面12沿轴向凸出的外部部分(或头部)。根据一个实施方式，销可以是能够在后表面的孔中沿轴向移动的，弹簧在孔中支撑所述销。
根据未示出的实施方式，轮轴箱1还可以包括众所周知的附加件，诸如密封装置、螺接在轮轴的轴向端上的端帽(end cap)、在轴向上介于轮轴的台阶部与轴承单元之间的垫圈、以及螺接在座的前表面上的前盖。
以上参照附图详细描述了本发明的代表性非限制性示例。该详细描述仅旨在教导本领域技术人员用于实践本教导的优选方面的进一步细节，而不旨在限制本发明的范围。此外，上面公开的每个附加特征和教导可以单独使用或与其它特征和教导结合使用以提供改进的轮轴箱。
此外，上述代表性示例的各种特征以及各种独立和从属权利要求可以以未特别明确列举的方式组合，以便提供本教导的额外有用的实施方式。

Claims (8)

1.一种铁路车辆用轮轴箱(1)，包括：
-座(2)，其设置有沿着中心轴线延伸的贯通孔(5)；
-轴承单元(4)，其被容纳在所述孔(5)中；以及
-后盖(3)，所述后盖(3)具有：圆柱部分(8)，其沿着所述中心轴线在座(2)的孔(5)中延伸并在轴向上阻挡所述轴承单元(4)；和环形凸缘(9)，其从所述圆柱部分(8)径向向外延伸并抵靠所述座(2)的后表面(12)，
其特征在于，
-后盖(3)的环形凸缘(9)在其外圆周上包括多个凹部(15)，
-座(2)的所述后表面(12)包括从所述后表面(12)沿轴向延伸的多个突出部分(13)，所述突出部分(13)具有与后盖(3)的所述凹部(15)相应的形状，
-内槽(14)设置在座(2)的后表面(12)与突出部(13)中的每一者的内侧之间的根部处，所述内槽(14)具有以中心轴线为中心的圆弧形状，内径等于或略大于后盖(3)的径向凸缘(9)的外径，并且接纳后盖(3)的凸缘部分(16)，
-在后盖(3)的凸缘(9)和座(2)上设置有第一防旋转装置(13；15a；17、18；19；22)，以防止在所述后盖(3)与座(2)之间沿一个旋转方向的相对旋转，以及
-在后盖(3)的凸缘(9)与座(2)上设置有第二防旋转装置(15b；21)，以防止在所述后盖(3)与座(2)之间沿所述旋转方向的反向的相对旋转。
2.根据权利要求1所述的轮轴箱，其特征在于，后盖(3)的凹部(15)和座(2)的突出部分(13)在周向上均等地间隔开。
3.根据权利要求1或2所述的轮轴箱，其特征在于，后盖(3)的凸缘(9)包括至少一个开口(30)，所述至少一个开口(30)专用于与用于将所述后盖(3)与座(2)组装在一起的外部工具配合。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的轮轴箱，其特征在于，
-后盖(3)的布置在座(2)的突出部分(13)的环形槽(14)中的凸缘部分(16)各自包括斜坡表面(17)，诸如所述凸缘(9)在这些部分(16)处的轴向厚度在用于将凸缘部分(16)插入所述槽(14)内的旋转方向上减小，以及
-所述环形槽(14)还各自包括具有相同形状的内斜坡表面(18)，诸如所述槽(14)的轴向尺寸在所述旋转方向上减小，并与凸缘部分(16)的相应的斜坡表面(17)配合，
后盖(3)的凸缘部分(16)和座(2)的突出部(13)的环形槽(14)的所述配合的斜坡表面(17、18)形成了在将所述凸缘部分(16)插入所述环形槽(14)内的旋转方向上的所述第一防旋转装置。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的轮轴箱，其特征在于，后盖(3)的凸缘(9)包括至少一个止动件(19)，所述至少一个止动件(19)从所述凸缘(9)沿轴向突出并且专用于在凸缘部分(16)布置在所述突出部(13)的环形槽(14)中时抵靠座(2)的后表面(12)的突出部(13)，后盖(3)的所述配合的止动件(19)与座(2)的突出部(13)形成了在将所述凸缘部分(16)插入所述环形槽(14)内的旋转方向上的所述第一防旋转装置。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的轮轴箱，其特征在于，座(2)的后表面(12)包括至少一个孔(20)，销或螺丝(21；22)固定在所述至少一个孔(20)中，所述销或螺丝(21；22)包括头部，所述头部从所述后表面(12)沿轴向凸出到后盖(3)的凸缘(9)的凹部(15)内，所述头部抵靠所述凹部(15)的径向边缘(15a；15b)。
7.根据权利要求6所述的轮轴箱，其特征在于，后盖(3)的凸缘(9)的每个凹部(15)被限定在两个径向边缘(15a、15b)之间，销或螺丝(22)的所述头部抵靠以将凸缘部分(16)插入环形槽(14)内的旋转方向的反向定向的径向边缘(15a)，座(2)的所述配合的销或螺丝(22)和后盖(3)的凸缘(9)的凹部(15)形成了在将所述凸缘部分(16)插入所述环形槽(14)内的旋转方向上的所述第一防旋转装置。
8.根据权利要求6或7所述的轮轴箱，其特征在于，后盖(3)的凸缘(9)的每个凹部(15)被限定在两个径向边缘(15a、15b)之间，销或螺丝(21)的所述头部抵靠以将凸缘部分(16)插入环形槽(14)内的旋转方向定向的径向边缘(15b)，座(2)的所述配合的销或螺丝(21)和后盖(3)的凸缘(9)的凹部(15)形成了在将所述凸缘部分(16)插入所述环形槽(14)内的旋转方向的反向上的所述第二防旋转装置。
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