DE102018215654A1

DE102018215654A1 - Endanschlagsabdeckung für ein Wälzlager

Info

Publication number: DE102018215654A1
Application number: DE102018215654.9A
Authority: DE
Inventors: Marco Giovanni Francesco Capozzi
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2018-09-14
Publication date: 2019-06-19
Also published as: AU2018204079A1; US10539188B2; CN109505873B; US20190085904A1; AU2018204079B2; FR3071288A1; CN109505873A; FR3071288B1; IT201700103582A1

Abstract

Endanschlagsabdeckung (11) für ein Wälzlager (5), insbesondere zum Befestigen in einem Eisenbahnachslager einer Trägervorrichtung (1) für eine Eisenbahnachse (2), wobei die Abdeckung (11) als eine konkave Scheibe geformt ist, die durch eine ringförmige seitliche Wand, die eine Symmetrieachse (A) hat, die koaxial im Einsatz mit einer Symmetrieachse (B) des Lagers ist, durch eine Endwand (14), die quer zu der Symmetrieachse (A) positioniert ist, und durch einen ellenbogenförmigen ringförmigen Verbindungsabschnitt (15) begrenzt ist, der die Endwand (14) mit der seitlichen Wand (13) verbindet; wobei die Endwand (14) mit mehreren Durchgangslöchern (16) für jeweilige Schrauben (12) zum Befestigen der Abdeckung, im Einsatz, an der Achse (2) versehen ist, und wobei die seitliche Wand (13) an der entgegengesetzten Seite von der Endwand in einer ringförmigen stirnseitigen Fläche (17) endet, die dazu geeignet ist, im Einsatz gegen einen Ring (6) des Lagers anzuliegen; wobei die Abdeckung (11) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Endwand (14) eine Dicke hat, in zumindest einer radialen Richtung (D2) gemessen, die durch eine Symmetrieachse (C) der Löcher (16) verläuft, die kontinuierlich variabel in einer radialen Richtung zwischen einem Maximum (S3), das in einer im Wesentlichen Zwischenposition zwischen einem inneren Rand (28) des Lochs (16) und der Symmetrieachse (B) gelegen ist, und einem Minimum (S1) an der Position der Symmetrieachse (B) ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine axiale Endanschlagsabdeckung für ein Wälzlager.
Die vorliegende Erfindung ist zur Anwendung in dem Gebiet von Eisenbahnfahrzeugen geeignet, die Achslager haben, die mit solchen Abdeckungen ausgestattet sind, und die folgende Beschreibung bezieht sich beispielhaft auf diese spezifische Anwendung, ohne dadurch ihre Allgemeinheit zu verlieren.
Stand der Technik
Wie bekannt ist, wird ein Eisenbahnfahrzeug auf einer Reihe von Eisenbahnachsen oder - wellen gelagert, von denen jede aus einer Achse besteht, an der die Räder fixiert sind; jedes Ende der Achse wird durch ein Achslager gelagert, das durch Aufhängung mit dem Fahrgestell verbunden ist. Wie in der 4, die mit „Stand der Technik“ bezeichnet ist, gezeigt ist, weist jedes Achslager 4 ein Wälzlager 5, das an einem Ende 3 mit kleinerem Durchmesser der Achse 2 befestigt ist, genannt der Zapfen, und eine Endanschlagsabdeckung 11 auf, die integral mit einem freien Ende 22 des Zapfens 3 mittels Schrauben 12 befestigt ist.
Die Anschlagsabdeckung ist relativ hohen Belastungen unterworfen, die ihre elastische Verformung durch Biegen verursachen können, und die Patentanmeldung TO2013A000741, im Namen des vorliegenden Anmelders, beschreibt eine Anschlagsabdeckung 11, die eine Endwand 14 hat, die geformt ist, um diese Verformungen an der Mitte der Anschlagsabdeckung, die üblicherweise in der Form einer konkaven Scheibe hergestellt ist und nach innen hin zu dem Zapfen gebogen ist, und an einem peripher äußeren Rand der Abdeckungen zu begrenzen, der in einer solchen Weise gebogen ist, um sich axial weg von dem Lager zu bewegen. Obwohl die Anschlagsabdeckung 11, die oben beschrieben ist, gezeigt hat, dass sie von signifikanten Nutzen zum Beschränken dieser Verformungen ist, die, auch wenn sie sehr klein sind, zu zahlreichen Problemen führen können, hat sie nicht gezeigt, dass sie nützlich in Begriffen des Treffens der erhöhten Anforderungen für eine Gewichtsreduzierung ist.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Endanschlagsabdeckung für ein Wälzlager bereitzustellen, die, während sie weniger wahrscheinlich, auch in der Anwesenheit von relativ hohen Biegebelastungen verformt wird, auch extrem, leicht sein kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Endanschlagsabdeckung für ein Wälzlager bereitgestellt, die die in den angehängten Ansprüchen angegebenen Eigenschaften hat.
Figurenliste
Die Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben werden, die ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel davon darstellen, in denen:

die 4, die mit „Stand der Technik“ bezeichnet ist, eine schematische Darstellung einer Aufrissansicht und im radialen Querschnitt eines Endes einer Eisenbahnachse und einer bekannten Endanschlagsabdeckung für ein Wälzlager ist;
1 eine perspektivische Ansicht einer Endanschlagsabdeckung für ein Wälzlager gemäß der Erfindung zeigt;
2 in einem vergrößerten Maßstab einen Abschnitt entlang der radialen Linie II von 1 durch die Endanschlagsabdeckung für ein Wälzlager von 1 zeigt; und
3 in einem vergrößerten Maßstab einen Abschnitt entlang der radialen Linie III von 1 durch die Endanschlagsabdeckung für ein Wälzlager von 1 zeigt.

Detaillierte Beschreibung
Mit Bezugnahme auf 1 gibt die Zahl 110 die Gesamtheit einer Endanschlagsabdeckung für ein Wälzlager 5 einer Eisenbahnachse 2 an, die, zusammen mit dem Wälzlager 5, nur teilweise in der 4 gezeigt ist, die mit „Stand der Technik“ bezeichnet ist, und einen Teil einer bekannten Achse bildet, die der Einfachheit halber nicht gezeigt ist.
Die Achse 2 hat jeweilige Enden 3 mit kleinerem Durchmesser, von denen nur eines der Einfachheit halber gezeigt ist, wobei diese Enden auch als Zapfen bekannt sind, von denen jeder in ein jeweiliges Wälzlager 5 eingeführt ist, das eine Symmetrieachse B hat und einen Innenring 6, der in zwei Ringabschnitte 6b und 6c geteilt ist, einen Außenring 7 und einen Doppelring von Wälzkörpern 8 aufweist.
Der Innenring 6 des Wälzlagers 5, mit seinen zwei Ringabschnitten 6b und 6c, ist an dem Zapfen 3 befestigt, der axial zwischen einer Schulter 9, die integral durch die Achse 2 getragen wird, die durch einen Ring 10 in dem vorliegenden Fall gebildet ist, und einer Endanschlagsabdeckung 11 einer bekannten Art gehalten ist, die integral an dem Zapfen 3 an dem gegenüberliegenden Ende zu dem Ring 10 durch eine Reihe von Schrauben 12 befestigt ist, von denen drei in 120° in dem dargestellten Beispiel angeordnet sind.
Mit Bezugnahme auf 1 wird nun eine Endanschlagsabdeckung 110 für das Lager 5, die gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, beschrieben werden, unter Verwendung, wenn möglich, von Elementen und Bezugszeichen, die bereits eingeführt wurden.
Die Abdeckung 110 ist in der Form einer konkaven Scheibe hergestellt, die durch eine ringförmige seitliche Wand 13, die eine Symmetrieachse B hat, die im Einsatz koaxial mit der Symmetrieachse A des Lagers 5 ist, durch eine Endwand 14, die quer zu der Symmetrieachse B positioniert ist, und durch einen ringförmigen Verbindungsabschnitt 15 begrenzt ist, der im radialen Querschnitt ellenbogenförmig ist, die Endwand 14 mit der seitlichen Wand 13 verbindet. Der seitliche Teil 13 hat einen ringförmigen Abschnitt 13a der mit der Wand 15 verbunden ist, einen äußeren zylindrischen Abschnitt 13b und einen weiteren ringförmigen Verbindungsabschnitt 13c, der im radialen Querschnitt ellenbogenförmig ist und den ringförmigen Abschnitt 13a mit dem zylindrischen Abschnitt 13b verbindet.
Die Endwand 14 hat mehrere Durchgangslöcher 16 für die Schrauben 12, um im Einsatz die Abdeckung 11 an der Achse 2 zu befestigen, und der Abschnitt 13a der seitlichen Wand 13 endet in seinem Teil gegenüberliegend zu der Endwand 14 in einer stirnseitigen ringförmigen Fläche 17, die dazu geeignet ist, im Einsatz gegen den Ring 6 des Lagers 5 anzuliegen.
Mit zusätzlicher Bezugnahme auf 2 und 3 hat gemäß einem ersten Aspekt die Erfindung die Endwand 14 eine Dicke, gemessen in einer Richtung parallel zu der Symmetrieachse B, die in einer ersten radialen Richtung D1 zwischen zwei benachbarten Löchern 16 und in einer zweiten radialen Richtung D2 durch eine Symmetrieachse C jedes Lochs 16 in einer kontinuierlichen Weise zwischen einer Zwischendicke S1, die an der Symmetrieachse A gelegen ist, und einer Minimaldicke S2, die an einem radial äußeren Rand der Abdeckung 11 gelegen ist, der durch die seitliche Wand 13 definiert ist, variabel ist. Insbesondere hat die Dicke der Endwand 14, wie in 2 gezeigt ist, in der ersten radialen Richtung D2 eine Maximaldicke S3, die in einer im Wesentlichen Zwischenposition zwischen einem äußeren Rand 28 des Lochs 16 und der Symmetrieachse B gelegen ist, und verringert sich hin zu der Symmetrieachse B, um eine Minimaldicke S1 zu erreichen, während die Dicke der Endwand 14, wie in 3 gezeigt ist, in der zweiten radialen Richtung D1 eine Maximaldicke S4 hat, die in einer im Wesentlichen Zwischenposition zwischen einem Umfangsübergang zwischen den Symmetrieachsen C der Löcher 14 und der Symmetrieachse B gelegen ist, und hier wiederrum sich hin zu der Symmetrieachse B verringert, um die Minimaldicke S1 zu erreichen.
In anderen Worten hat die Dicke der Endwand 14 sowohl in der ersten radialen Richtung D1 als auch der zweiten radialen Richtung D2 ein welliges Profil, insbesondere hin zu der Innenseiten der Abdeckung 11, sodass die Maximaldicke S3 und S4 nur und exklusiv in den Bereichen von größerer mechanischer Belastung konzentriert ist, was es ermöglicht, das Gewicht der Abdeckung 11 zu reduzieren, und die wellige Form der Endwand 14 ermöglicht, dass die mechanischen Belastungen, die durch die Last an den Schrauben 12 erzeugt werden, gleichförmig um jedes Loch 16 verteilt werden.
Gemäß der Erfindung sind die äußeren Ränder 28 der Löcher 16 vorzugsweise in einem radialen Abstand von der Symmetrieachse B gleich dem radialen Abstand von derselben Symmetrieachse B des oben genannten Umfangsübergangs zwischen den Symmetrieachsen C der Löcher 16 positioniert.
Insbesondere ist die Endwand 14 zwischen einer äußeren stirnseitigen Fläche 19, die in die entgegengesetzte Richtung von der ringförmigen stirnseitigen Lagerfläche 17 der seitlichen Wand 13 zeigt, und einer inneren stirnseitigen Fläche 20 begrenzt, die in dieselbe Richtung wie die ringförmige stirnseitige Lagerfläche 17 der seitlichen Wand 13 zeigt, und zusammen mit der seitlichen Wand 13, eine innere Höhlung oder Hohlraum 21 der Abdeckung 11 begrenzt, die dazu geeignet ist, zumindest teilweise im Einsatz mit einem freien Ende 22 des Zapfens 3 der Achse 2 gekoppelt zu sein.
Gemäß der Erfindung sind die äußere stirnseitige Fläche 19 und die innere stirnseitige Fläche 20 der Endwand 14 nicht parallel zu einander, sondern folgen unterschiedlichen Profilen, insbesondere entlang der zwei Richtungen D1 und D2, um der Abdeckung 11 die wellige Form, die oben beschrieben ist, zu verleihen. Zusätzlich haben die äußere stirnseitige Fläche 19 und die innere stirnseitige Fläche 20 der Endwand 14 beide mehrere Krümmungen. Da die inneren Ränder 28 der Löcher 16 und der vorher genannte Umfangsübergang zwischen den Symmetrieachsen C der Löcher 16 in demselben radialen Abstand von der Symmetrieachse B positioniert sind, wird die innere stirnseitige Fläche 20 einen einzelnen umfänglichen erhöhten Bereich 50 in demselben Abstand von der Symmetrieachse B haben, beginnend bei der Symmetrieachse B selbst. Die Dicke dieses umfänglichen erhöhten Bereichs 50 wird den Maximalwert S3 oder alternativ den Maximalwert S4 um die Symmetrieachse B herum haben, wobei diese Werte vorzugsweise, möglicherweise, dieselbe Größe in spezifischen Anwendungen haben. Alternativ könnte gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die nicht dargestellt ist, aber einfach von dem obigen abgeleitet werden kann, die Maximaldicke entlang des umfänglichen erhöhten Bereichs 50 nur an den Positionen der Löcher 16 erreicht werden.
Zusätzlich haben gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung die äußere stirnseitige Fläche 19 und die innere stirnseitige Fläche 20 der Endwand 14 entgegengesetzte Krümmungen, zumindest an den Positionen der Dicken S3 und S4, und, in beiden Fällen, wird die Maximaldicke über einer Ebene P quer zu der Achse B erreicht, das heißt in einem Bereich der Abdeckung 11, der zwischen der Ebene P und der Fläche 20 liegt, um irgendein mögliches Beeinträchtigungsproblem bei der Befestigung der Abdeckung 11 an der Achse 2 zu vermeiden.
Schließlich besteht die Erfindung darin, die Endwand 14 der Abdeckung 11, die im Einsatz den Druck der Schrauben 12 aufnimmt, mit einer Dicke, gemessen in der Richtung D1 und D2, herzustellen, die kontinuierlich in der radialen Richtung zwischen einem Minimum S1, das an der Symmetrieachse A gelegen ist, und einem Maximum S3 oder S4 variiert, das dort gelegen ist, wo die mechanischen Belastungen, die durch die Last der Schrauben 12 erzeugt werden, am größten sein werden, und diese Endwand 14 variabler Dicke zwischen einer äußeren stirnseitigen Fläche 19, die von dem Lager 5 abgewandt ist, und einer inneren stirnseitigen Fläche 20, die dem Lager 5 zugewandt ist, zu begrenzen, wobei diese zwei Flächen in der radialen Richtung gewellt sind und entgegengesetzte Krümmungsradien zumindest an der Position des Maximums S3 oder S4 haben.
Überraschenderweise kann, indem die Abdeckung 11 auf der Basis der Abmessungsparameter, die oben beschrieben sind, hergestellt wird, statt mit einer Endwand einer konstanten Dicke und parallelen Flächen, wie in dem Stand der Technik, das Gesamtgewicht der Abdeckung 11 für denselben Biegewiderstand reduziert werden und daher wird der radial äußere Rand 18 im Einsatz unter der Belastung des Drucks der Schrauben 12 nicht verformt.
Schließlich hat die Abdeckung 11 verdickte Bereiche, nur an der Position der Löcher 16 und an der äußeren stirnseitigen Fläche 19, wobei diese Bereiche abgeflachte runde Vorsprünge 28 bilden, die dazu geeignet sind, die Köpfe der Schrauben 12 aufzunehmen, die an diesen anliegen. Diese runden Vorsprünge 28 sind an der Endwand 14 in einer radialen Position gebildet, die dem Übergang zwischen dem Ende der Endwand 14 und dem ringförmigen Verbindungsabschnitt 15 entspricht, um eine bessere Verteilung der Belastungen, die im Einsatz durch die Schrauben 12 verursacht werden, über die gesamte Abdeckung 11 bereitzustellen.

Claims

Endanschlagsabdeckung (11) für ein Wälzlager (5), insbesondere zum Befestigen in einem Eisenbahnachslager einer Trägervorrichtung (1) für eine Eisenbahnachse (2), wobei die Abdeckung (11) als eine konkave Scheibe geformt ist, die durch eine ringförmige seitliche Wand, die eine Symmetrieachse (A) hat, die koaxial im Einsatz mit einer Symmetrieachse (B) des Lagers ist, durch eine Endwand (14), die quer zu der Symmetrieachse (A) positioniert ist, und durch einen ellenbogenförmigen ringförmigen Verbindungsabschnitt (15) begrenzt ist, der die Endwand (14) mit der seitlichen Wand (13) verbindet; wobei die Endwand (14) mit mehreren Durchgangslöchern (16) für jeweilige Schrauben (12) zum Befestigen der Abdeckung, im Einsatz an der Achse (2) versehen ist, und wobei die seitliche Wand (13) an der entgegengesetzten Seite von der Endwand in einer ringförmigen stirnseitigen Fläche (17) endet, die dazu geeignet ist, im Einsatz gegen einen Ring (6) des Lagers anzuliegen; wobei die Abdeckung (11) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Endwand (14) eine Dicke hat, in zumindest einer radialen Richtung (D2) gemessen, die durch eine Symmetrieachse (C) der Löcher (16) verläuft, die kontinuierlich variabel in einer radialen Richtung zwischen einem Maximum (S3), das in einer im Wesentlichen Zwischenposition zwischen einem inneren Rand (28) des Lochs (16) und der Symmetrieachse (B) gelegen ist, und einem Minimum (S1) an der Position der Symmetrieachse (B) ist.
Abdeckung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endwand (14) eine Dicke hat, gemessen in einer weiteren radialen Richtung (D1), die in einer Zwischenposition zwischen zwei benachbarten Löchern (16) verläuft, die ein jeweiliges Maximum (S4) in einer im Wesentlichen Zwischenposition zwischen einem Umfangsübergang zwischen den Symmetrieachsen (C) der Löcher (16) und der Symmetrieachse (B), und ein Minimum (S1) an der Position der Symmetrieachse (B) hat.
Abdeckung (11) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endwand (14) zwischen einer äußeren stirnseitigen Fläche (19), die in die entgegengesetzte Richtung von der ringförmigen stirnseitigen Lagerfläche (17) der seitlichen Wand zeigt, und einer inneren stirnseitigen Fläche (20), die in dieselbe Richtung wie die ringförmige stirnseitige Lagerfläche der seitlichen Wand zeigt, begrenzt ist, und, zusammen mit der seitlichen Wand, einen Hohlraum (21) der Abdeckung begrenzt, der dazu geeignet ist, zumindest teilweise im Einsatz mit einem freien Ende (22) der Achse gekoppelt zu werden; wobei die innere stirnseitige Fläche (20) der Endwand (14) ein welliges Profil hat, insbesondere entlang der zwei Richtungen (D1) und (D2).