DE102017119250B3

DE102017119250B3 - Abdecksystem für Radsatzwellen von Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE102017119250B3
Application number: DE102017119250.6A
Authority: DE
Inventors: Philipp Zeitler; Eberhard Schubert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2017-08-23
Publication date: 2018-08-02
Anticipated expiration: 2037-08-24
Also published as: US20200198667A1; BR112019018100A2; WO2019037806A1; RU2020104789A3; RU2770062C2; AU2018320579A1; RU2020104789A; CN110997445A

Abstract

Abdecksystem (1) für Radsatzwellen von Schienenfahrzeugen, aufweisend einen Deckel (2) sowie eine Radsatzlagereinheit (3), die ein Lagergehäuse (4) und ein Radsatzlager (5) zur Lagerung einer Radsatzwelle aufweist, wobei das Radsatzlager (5) eine Endkappe (9) aufweist und der Deckel (2) die Endkappe (9) des Radsatzlagers (5) umschließt, wobei eine Zentriervorrichtung (19) zum Ausrichten des Deckels (2) gegenüber dem Lagergehäuse (4) vorgesehen ist und die Zentriervorrichtung (19) mindestens eine Nut (11) an der zum Deckel (2) zugewandten Stirnseite (10) des Lagergehäuses (4) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abdecksystem für Radsatzwellen von Schienenfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Generatorsystem mit einem solchen Abdecksystem.
In der Regel sind auf den Radsatzwellen Radsatzlager angeordnet, die eine Endkappe aufweisen. Die Endkappe des Radsatzlagers deckt das Radsatzlager ab und verhindert, dass Partikel in das Radsatzlager eindringen. Eine zusätzliche Abdeckung, die die Endkappe abdeckt, ist normalerweise nicht notwendig.
Bei Anbringung einer Vorrichtung an die Endkappe, wie zum Beispiel eine Vorrichtung zur Überwachung einer Betriebsgröße eines Radsatzlagers gemäß der DE 10 2006 035 703 A1 , wird ein zusätzlicher Deckel zum Abdecken der Vorrichtung benötigt. Der Deckel aus der DE 10 2006 035 703 A1 deckt im Wesentlichen das radferne Ende der Radachse ab und ist über Schrauben lösbar mit dem übrigen Gehäuse verbunden.
Weitere Möglichkeiten ein Ende der Radsatzwelle abzudecken, sind in der DE 10 2009 050 145 A1 oder in der DE 199 34 307 A1 offenbart.
Die DE 10 2015 210 772 A1 und die DE 10 2015 210 769 A1 offenbaren jeweils ein Generatorsystem für Schienenfahrzeuge umfassend einen Generator mit einem Rotor und einem Stator sowie eine Radsatzlagereinheit zur Lagerung einer Radsatzwelle. An der Stirnseite der Radsatzwelle ist eine Endkappe angeordnet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes und weiterentwickeltes Abdecksystem mit einer einfacheren Montage aufzuzeigen.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird das im Anspruch 1 angegebene Abdecksystem sowie das im nebengeordneten Anspruch 9 angegebene Generatorsystem für Schienenfahrzeuge vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Abdecksystem für Radsatzwellen von Schienenfahrzeugen weist einen Deckel sowie eine Radsatzlagereinheit auf. Die Radsatzlagereinheit weist dabei ein Lagergehäuse und ein Radsatzlager zur Lagerung einer Radsatzwelle auf. Des Weiteren weist das Radsatzlager eine Endkappe auf, wobei der Deckel die Endkappe des Radsatzlagers umschließt. Das erfindungsgemäße Abdecksystem zeichnet sich durch eine Zentriervorrichtung zum Ausrichten des Deckels gegenüber dem Lagergehäuse aus, wobei die Zentriervorrichtung mindestens eine Nut an der zum Deckel zugewandten Stirnseite des Lagergehäuses aufweist. Das Lagergehäuse wird häufig auch als Adapter bezeichnet, der mit dem Drehgestell des Schienenfahrzeugs verbunden ist.
Vorzugsweise ist die Nut kreisbogenförmig ausgebildet. Die kreisbogenförmige Nut ist dabei koaxial zum Radsatzlager ausgebildet. Des Weiteren erstreckt sich die Nut vorzugsweise über die gesamte Breite der Stirnseite des Lagergehäuses. Die Breite des Lagergehäuses wird dabei, ausgehend von der Rotationsachse des Lagergehäuses, in radialer Richtung gemessen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Deckel mindestens eine zum Lagergehäuse ausgerichtete Erhebung auf, die in die Nut des Lagergehäuses eingreift. Die Erhebung erstreckt sich beispielsweise über die gesamte Länge der Nut. Alternativ erstreckt sich die Erhebung abschnittsweise über die Länge der Nut. Beispielsweise können mehrere Erhebungen am Deckel ausgebildet sein, wobei die Erhebungen in eine Nut oder jede Erhebung in eine Nut eingreift.
Ferner ist die Tiefe der Nut im Lagergehäuse, gemessen in axialer Richtung, ausgehend von der Rotationsachse des Radsatzlagers, größer als die Tiefe der Erhebung des Deckels. Dadurch wird sichergestellt, dass die Stirnseite des Lagergehäuses mit der Stirnseite des Deckels plan aufliegt und kein unerwünschter Luftspalt zwischen Lagergehäuse und Deckel entsteht.
In einer beispielhaften Ausführungsform weist der Deckel mindestens ein Flanschsegment auf, das an der Stirnseite des Lagergehäuses anliegt. Das Flanschsegment des Deckels wird vorzugsweise mittels mindestens zwei Verbindungselementen, insbesondere Schrauben, mit dem Lagergehäuse der Radsatzlagereinheit verbunden. Das heißt, dass der Deckel mit dem Lagergehäuse der Radsatzlagereinheit mittels Schraubverbindungen verbunden ist. Vorzugsweise weist der Deckel zwei Flanschsegmente, die insbesondere symmetrisch am Lagergehäuse der Radsatzlagereinheit angeordnet sind, auf. Ferner ist es zweckmäßig, wenn die mindestens eine Erhebung an dem mindestens einem Flanschsegment des Deckels angeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Abdecksystem eine Dichtung auf, die zwischen Deckel und Lagergehäuse der Radsatzlagereinheit angeordnet ist. Die Dichtung ist beispielsweise als Labyrinthdichtung ausgebildet. Vorzugsweise ist das Radsatzlager als Kegelrollenlager ausgebildet.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Deckel eine Vorrichtung, insbesondere eine Generatoreinheit, abdeckt. Das bedeutet, dass axial neben der Endkappe des Radsatzlagers eine Generatoreinheit angeordnet ist, die von dem Deckel umschlossen wird.
Das erfindungsgemäße Generatorsystem für Schienenfahrzeuge weist eine Generatoreinheit sowie das oben beschriebene Abdecksystem auf. Die Generatoreinheit ist dabei in dem Deckel des Abdecksystems angeordnet. Die Generatoreinheit umfasst einen Stator und einen Rotor, wobei der Rotor mit der Endkappe des Radsatzlagers und der Stator mit dem Deckel des Abdecksystems gekoppelt ist. Vorzugsweise ist die Generatoreinheit als Scheibenläufer-Generator ausgebildet.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten, beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:

1 eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abdecksystems in perspektivischer Ansicht,
2 eine beispielhafte Ausführungsform eines Lagergehäuses in perspektivischer Ansicht,
3 den Deckel aus 1 in perspektivischer Vorderansicht,
4 den Deckel aus 1 in perspektivischer Rückansicht,
5 das Abdecksystem aus 1 in Seitenansicht,
6 ein Ausschnitt der Verbindung zwischen Deckel und Lagergehäuse des Abdecksystems aus 1 in Schnittansicht,
7 die Schnittansicht A-A aus 5,
8 die Schnittansicht B-B aus 5.

In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der 1 und 5 bis 8 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abdecksystems 1 für Radsatzwellen von Schienenfahrzeugen in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Das Abdecksystem 1 weist einen Deckel 2 und eine Radsatzlagereinheit 3 auf, wobei der Deckel 2 mit der Radsatzlagereinheit 3 drehfest verbunden ist.
Die Radsatzlagereinheit 3 weist ein Lagergehäuse 4, häufig auch Adapter genannt, sowie ein Radsatzlager 5 auf. Das Radsatzlager 5 umfasst einen Lagerinnenring 6, einen Lageraußenring 7, eine Vielzahl zwischen den beiden Lagerringen 6, 7 angeordnete Wälzköper 8 sowie eine mit der Radsatzwelle drehfest verbundene Endkappe 9, die axial, ausgehend von der Rotationsachse des Radsatzlagers 5, das Radsatzlager 5 abschließt.
Die Endkappe 9 des Radsatzlagers 5 ist von dem Deckel 2 komplett umschlossen. Das heißt, dass der Deckel 2 über die Endkappe 9 herausragt und teilweise den Lageraußenring 7 des Radsatzlagers 5 umgibt.
Das Lagergehäuse 4 ist mit einem hier nicht dargestellten Drehgestell eines Schienenfahrzeugs fest verbunden und in der 2 dargestellt. An der zum Deckel 2 zugewandten Stirnseite 10 des Lagergehäuses 4 ist eine kreisbogenförmige Nut 11 ausgebildet, die sich über die gesamte Breite B der Stirnseite 10 des Lagergehäuses 4 erstreckt. Die Kreisbogenform der Nut 11 im Lagergehäuse 4 ist koaxial zum Radsatzlager 5 ausgebildet.
Des Weiteren sind vier Bohrungen 12 an der Stirnseite 10 des Lagergehäuses 4, ausgehend von der Rotationsachse des Radsatzlagers 5, radial oberhalb der Nut 11 kreisbogenförmig angeordnet. Die Bohrungen 12 sind dabei identisch ausgebildet und symmetrisch zur radialen Mittelebene des Lagergehäuses 4 angeordnet.
Der Deckel 2 ist in den 3 und 4 in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Der Deckel 2 ist topfförmig ausgebildet und weist eine geschlossene Stirnseite 13 sowie eine offene Stirnseite 14 auf, wobei die geschlossene Stirnseite 13 von der Radsatzlagereinheit 3 abgewandt ist. Von der offenen Stirnseite 14 aus in axialer Richtung erstreckend, ist eine Ausnehmung 15 vorhanden, die sich in Umfangsrichtung über die Breite B des Lagergehäuses 4 erstreckt. Bündig an der Ausnehmung 15 sind zwei Flanschsegmente 16 ausgebildet. Das heißt, dass die Flanschsegmente 16 im Vergleich zur offenen Stirnseite 14 des Deckels 2 in axialer Richtung versetzt angeordnet sind. Somit sind die Flanschsegmente 16 zwischen beiden Stirnseiten 13, 14 des Deckels 2 ausgebildet, wobei die Flanschsegmente 16 direkt an der Ausnehmung 15 anliegen. Jedes Flanschsegment 16 weist zwei Bohrungen 12 auf, die den Bohrungen 12 an der Stirnseite 10 des Lagergehäuses 4 entsprechen.
An den Flanschsegmenten 16 ist eine kreisbogenförmige axiale Erhebung 17 ausgebildet, die sich über den gesamten Umfang der Ausnehmung 15 erstreckt. Das heißt, dass die Erhebung 17 in die Ausnehmung 15 zur Radsatzlagereinheit 3 ragt.
Im zusammengebauten Zustand, wie in 1 und 6 ersichtlich, liegen die Flanschsegmente 16 an der Stirnseite 10 des Lagergehäuses 4 an. Dabei ragt die Erhebung 17 des Deckels 2 in die Nut 11 des Lagergehäuses 4 rein. Die Tiefe T_N der Nut 11 des Lagergehäuses 4, gemessen in axialer Richtung, ausgehend von der Rotationsachse des Radsatzlagers 5 ist dabei größer als die Tiefe T_E der Erhebung 17, so dass die Flanschsegmente 16 direkt an der Stirnseite 10 des Lagergehäuses 4 anliegen.
Durch die Bohrungen 12 der Flanschsegmente 16 ragen Verbindungsmittel 18, insbesondere Schrauben, ins Lagergehäuse 4 rein, die den Deckel 2 mit der Radsatzlagereinheit 3, insbesondere mit dem Lagergehäuse 4 fest verbinden.
Die Nut 11 im Lagergehäuse 4 und die Erhebung 17 am Deckel 2 bilden eine Zentriervorrichtung 19, die dazu dient, während der Montage des Abdecksystems 1 den Deckel 2 des Abdecksystems 1 gegenüber dem Lagergehäuse 4 des Abdecksystems 1 einfacher auszurichten, wodurch die Montage des Deckels 2 vereinfacht wird.
In dem Deckel 2 ist eine hier nicht dargestellte Vorrichtung, beispielsweise eine Generatoreinheit, angeordnet. Der Deckel 2 gewährleistet somit eine Abdeckung der darin angeordneten Vorrichtung und verhindert das Eindringen von unerwünschten Partikeln.
Bezugszeichenliste

1: Abdecksystem
2: Deckel
3: Radsatzlagereinheit
4: Lagergehäuse
5: Radsatzlager
6: Lagerinnenring
7: Lageraußenring
8: Wälzkörper
9: Endkappe
10: zum Deckel zugewandte Stirnseite des Lagergehäuses
11: Nut
12: Bohrung
13: geschlossene Stirnseite des Deckels
14: offene Stirnseite des Deckels
15: Ausnehmung
16: Flanschsegment
17: Erhebung
18: Verbindungselement
19: Zentriervorrichtung
B: Breite der Stirnseite des Lagergehäuses
T_N: Tiefe der Nut
T_E: Tiefe der Erhebung

Claims

Abdecksystem (1) für Radsatzwellen von Schienenfahrzeugen, aufweisend einen Deckel (2) sowie eine Radsatzlagereinheit (3), die ein Lagergehäuse (4) und ein Radsatzlager (5) zur Lagerung einer Radsatzwelle aufweist, wobei das Radsatzlager (5) eine Endkappe (9) aufweist und der Deckel (2) die Endkappe (9) des Radsatzlagers (5) umschließt, gekennzeichnet durch eine Zentriervorrichtung (19) zum Ausrichten des Deckels (2) gegenüber dem Lagergehäuse (4), wobei die Zentriervorrichtung (19) mindestens eine Nut (11) an der zum Deckel (2) zugewandten Stirnseite (10) des Lagergehäuses (4) aufweist.
Abdecksystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (11) kreisbogenförmig ausgebildet ist.
Abdecksystem (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (2) mindestens eine zum Lagergehäuse (4) ausgerichtete Erhebung (17) aufweist, die in die Nut (11) des Lagergehäuses (4) eingreift.
Abdecksystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (T_N) der Nut (11) im Lagergehäuse (4), gemessen in axialer Richtung, ausgehend von der Rotationsachse des Radsatzlagers (5), größer ist als die Tiefe (T_E) der Erhebung (17) des Deckels (2).
Abdecksystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (2) mindestens ein Flanschsegment (16) aufweist, das an der Stirnseite (10) des Lagergehäuses (4) anliegt.
Abdecksystem (1) nach Anspruch 3 oder 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Erhebung (17) an dem mindestens einem Flanschsegment (16) des Deckels (2) angeordnet ist.
Abdecksystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Dichtung, die zwischen Deckel (2) und Lagergehäuse (4) angeordnet ist.
Abdecksystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (2) eine Generatoreinheit abdeckt.
Generatorsystem für Schienenfahrzeuge, aufweisend eine Generatoreinheit sowie ein Abdecksystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.