JP7139355B2 - レール車両及びレール車両における滑り軸受を交換する方法 - Google Patents

Description

本発明は、レール車両及びレール車両における滑り軸受を交換する方法に関する。

特許文献１（米国特許出願公開第４０７２３７１（Ａ）号明細書）からは、円筒状の凹部を備えた金属ブロックを有するレール車両用の軸受が知られている。

特許文献２（仏国特許出願公開第１３５４９２２（Ａ）号明細書）からは、レール車両用の滑り軸受が知られている。この軸受は、車輪セット軸の軸端部を収容するように形成されている。さらにこの軸受は、軸受を潤滑するためのオイル溜めを有しており、その場合にオイル溜め内へ沈み込むディスクによってオイルが軸受の内部へ分配される。

特許文献２から知られた軸受は、欠点を有しており、軸受の内部へのオイルの分配が不確実であって、それによって潤滑作用が制限されている。

米国特許出願公開第４０７２３７１（Ａ）号明細書 仏国特許出願公開第１３５４９２２（Ａ）号明細書

本発明の課題は、従来技術の欠点を克服して、改良された軸受状況を有するレール車両を提供することである。さらに滑り軸受を交換するための改良された方法が記述される。

この課題は、請求項に記載の装置と方法によって解決される。

本発明に基づいてレール車両が形成されている。このレール車両は、
シャーシ；
車輪セット軸と２つの車輪とを有する車輪セット；
シャーシ内に配置された、あるいはシャーシ内に形成されている、少なくとも２つの車輪セット軸受装置、
を有しており、その場合に車輪セット軸受装置は、それぞれ軸収容部を有し、その中に上方の滑り軸受ハーフシェルと下方の滑り軸受ハーフシェルが固定位置に収容されており、その場合に車輪セット軸が２つの滑り軸受ハーフシェル内に回転可能に軸承されている。

滑り軸受ハーフシェルは、ハイドロダイナミック滑り軸受として形成されている。さらに、ハウジングが形成されており、そのハウジングが軸収容部を包囲し、その場合にオイル溜めが形成されており、その中に滑り軸受ハーフシェルを潤滑するための潤滑油が収容されており、かつ車輪セット軸がハウジングの側壁を通して外部へ案内されている。

本発明に係るレール車両は、ハイドロダイナミック滑り軸受が必要な潤滑油を直接ハウジング内のオイル溜めから引き出すことができ、したがって良好な軸受特性を有する、という利点を有している。それによって特にハイドロダイナミック滑り軸受の自己潤滑を達成することができ、その場合にハイドロダイナミック滑り軸受は必要な潤滑油を自動的にオイル溜めから吸い上げることができる。したがって、たとえばオイルポンプを用いるような、外部潤滑の必要がない。たとえば従来技術から知られた、オイル溜め内へ埋没するフリューゲルポンプのように、潤滑油を分配するための、他の移送手段も、本発明に係る形態においては不要である。したがって損失をできるだけ小さく抑えることができ、それがレール車両の効率の改良をもたらす。

さらに、上方の滑り軸受ハーフシェルが軸収容部と車輪セット軸の間に配置されており、かつ下方の滑り軸受ハーフシェルの位置が軸受カバーによって保持されると、好ましい場合がある。その場合に好ましくは、滑り軸受を交換し、もしくは保守することができるようにするために、この措置によって車輪セット軸受装置は簡単に分解することができる。

他の実施変形例において、下方の滑り軸受ハーフシェルを直接軸受カバーによって形成することもできる。これは、下方の滑り軸受ハーフシェルがノーマル駆動においては力を吸収する必要がなく、上方の滑り軸受ハーフシェルを補うためだけに用いられるので、可能である。

さらに、下方の滑り軸受ハーフシェルがオイル供給孔を有することができ、それが下方の滑り軸受ハーフシェルを径方向に貫通する。さらに、軸受カバー内にオイル供給孔を形成することができ、それが下方の滑り軸受ハーフシェルのオイル供給孔と等しく重なり合う。これらのオイル供給孔を通して、滑り軸受内で必要な潤滑油を滑り軸受の走行面へ供給することができる。

さらに、オイル溜め内のオイルレベルは、軸受カバー内のすべての流入開口部が完全にオイルレベルの下方に位置し、かつオイル溜め内に完全に浸るような高さに選択することができる。その場合に好ましくは、この措置によって必要とされる潤滑油は車輪セット軸の回転運動とその場合に発生する相対速度によって自動的にオイル溜めから吸い上げることができ、その場合にこれらのオイル供給孔が必要な体積流の潤滑油を提供することができる。

下方の滑り軸受ハーフシェル内の径方向の内側に流れ通路を形成することができる形態も、効果的であって、その流れ通路が下方の滑り軸受ハーフシェル内あるいは上方の滑り軸受ハーフシェル内でくさび間隙の形式で終了しており、その場合に流れ通路が下方の滑り軸受ハーフシェルのオイル供給孔と結合されている。滑り軸受ハーフシェルの径方向内側と称されるのは、滑り軸受ハーフシェルの走行面であって、それが径方向力を伝達するために用いられる。好ましくはこの措置において、この種の流れ通路によって滑り軸受のハイドロダイナミック滑り特性を改良することができる。特に高速度列車の場合には、ハイドロダイナミック滑り軸受が高い回転数の場合でもできる限りスムーズに動くことが、必要である。

展開によれば、流れ通路が、下方の滑り軸受ハーフシェルの軸方向の延びの５％と９５％の間、特に１０％と８０％の間、好ましくは３０％と７０％の間の軸方向の延びを有することが可能である。その場合に好ましくは、流れ通路は滑り軸受の幅全体にわたって延びておらず、したがってハイドロダイナミック滑り軸受の内部の圧力分配を改良することができる。

さらに、２つの車輪セット軸受装置が車輪セットの２つの車輪の間に配置されていると、好ましい場合がある。その場合に好ましくは、この種の形態の車輪セットの軸受状況において、滑り軸受のハイドロダイナミック特性を改良することができる。これは、この種の措置によって、車輪軸受が車輪の外部に配置されている場合よりも、車輪セット軸の変形を小さく抑えることができることによって、達成される。したがって滑り軸受に対する車輪セット軸の過度な斜め位置が大幅に回避される。さらに、この種の措置によって、できるだけ小さい組込み空間において可能な限り大きい輪距を得ることができる。これは特に、高速度列車の場合に必要である。

さらにハウジングの上方の部分を軸収容部と結合することができ、あるいは軸収容部と一体的に形成することができ、かつハウジングの下方の部分がハウジングカバーとして形成されており、それが固定手段によってハウジングの上方の部分と結合されている。その場合に好ましくは、この措置によって、滑り軸受の保守を行うことができるようにするために、ハウジングカバーを取り外すことができる。

さらに、シャーシは、走行の間ハウジングの外側の回りを通風が流れるように、形成することができる。その場合に好ましくは、この措置によって、滑り軸受内に発生される熱量をより高い効率で周囲へ放出することができる。これは特に、高速度列車の場合に必要である。というのは、ここでは車輪セットの回転数が高いことに基づいて大きい熱量が生じるからである。

特別な形態によれば、ハウジングの外側に、特に側壁に、冷却フィンを配置することが可能である。その場合に好ましくは、この措置によって、滑り軸受内に発生した熱量を高い効率で周囲へ放出することができる。これは特に高速度列車の場合に必要である。というのは、ここでは車輪セットの回転数が高いことに基づいて大きな熱量が発生するからである。冷却フィンは、特に走行方向に向けることができるので、走行の間冷却フィンの回りを通風が流れる。

好ましい展開によれば、オイル溜め内に多孔の構造を配置することができ、その構造はオイル溜め内の潤滑油の沈静化に用いられる。潤滑油は、多孔の構造の穴内に収容することができる。その場合に好ましくは、この措置によって、オイル溜め内の潤滑油の泡立ちを減少させ、もしくは完全に回避することができる。

特に、ハウジングの側壁の少なくとも１つに軸シールリングの形式の軸シールが配置されており、それが車輪セット軸とハウジングの間の密閉に用いられると、効果的であり得る。その場合に好ましくは、この種の軸シールは良好なシール作用を有し、車輪セットの静止状態においてもシール作用を展開することができる。

それに対して代替的に、ハウジングの側壁の少なくとも１つに、ハウジングと車輪セット軸の間のラビリンスシールの形式の軸シールを形成することができ、それが車輪セット軸の密閉に用いられる。その場合に好ましくは、この種のラビリンスシールは、回転数が高い場合でもわずかな抵抗しかもたない。さらに、車輪セット軸に添接するスリーブは必要とされず、そのスリーブは回転数が高い場合に熱作用によって破壊されるおそれがある。

もちろんラビリンスシールの代わりに、たとえば環状間隙のような、他の非接触のシールも使用することができる。たとえばこのシールは、切り込み内へばらで挿入されたブロンズスライドリングによって形成することができる。

さらに、ハウジングの側壁内のラビリンスシールの下方にオイル流出孔を配置することができる。その場合に好ましくは、この措置によって、走行駆動の間にラビリンスシール内に集まった潤滑油をハウジング内部へ戻すように案内することができる。

オイル流出孔の代わりに、ラビリンスシールの内壁をラビリンスシールの外壁よりも低くすることができ、それによって、ラビリンスシール内にたまった潤滑油がハウジングから流出できないことが、保証される。

車輪セット軸の軸方向の延びにおいてハウジングの側壁の外部に遮断壁が配置されている形態も効果的であって、その場合に遮断壁とハウジングの側壁との間に遮断空気チャンバが形成されている。その場合に好ましくは、この措置によって、遮断空気チャンバ内へ遮断空気を導入することができ、それによってハウジングからの潤滑油の流出を回避することができ、同時に汚れ、特にほこりがハウジングの内部へ侵入することを回避することができる。同時に、ハウジング内に孔を設けることができ、その孔がハウジング内へ侵入した遮断空気の排出に用いられる。それによって空気交換を介して付加的な冷却作用を得ることができる。

展開によれば、側壁の少なくとも１つに透孔が形成され、それがハウジングの内部に負圧をもたらすための吸い込み孔として用いられることが、可能である。その場合に好ましくは、この措置によって、ハウジングを排気することができ、したがって潤滑油の流出を回避することができる。というのは、ハウジングの内部を負圧が支配するからである。付加的にこの措置によって、ハウジング内の空気交換が可能になり、それが付加的な冷却をもたらす。吸い込み孔は、レール車両の駆動の間ベンチュリ効果によって、ハウジングを通過する空気によって負圧を発生させ、それによってハウジングから空気が吸い出される。

さらに、透孔の前段にフィルタ部材が接続されていると、効果的であり得る。その場合に好ましくは、フィルタ部材によって、ハウジングから場合によっては霧化された潤滑油が流出することを回避することができる。フィルタ部材は、特に、たとえば金属構造のような多孔の構造の形式で形成することができる。さらに、フィルタ部材は、透孔の流入領域内に配置することができ、その場合に透孔は流入領域内でハウジングの内部へ落ちるように形成されている。それによってフィルタ部材内に集められた潤滑油は再びハウジングの内部へ流れることができる。

さらに、滑り軸受ハーフシェルの領域内の車輪セット軸の直径は、車輪セット軸の残りの長さの直径よりも大きくすることができ、あるいは滑り軸受ハーフシェルの領域内にアタッチメント部材を形成することができ、それが車輪セット軸に固定されている。その場合に好ましくは、この措置によって、滑り軸受ハーフシェルと軸の間の滑り領域が、軸ハウジング内のシールの領域よりも、軸の中心に対してより大きい径方向の間隔を有している。したがってオイル溜め内のオイルレベルを、下方の滑り軸受が少なくとも部分的にオイル溜め内へ浸るような高さに選択することができ、同時にオイルレベルは、ハウジング内の車輪セット軸が貫通する領域までは達しない程度に低い。したがって改良された潤滑効果において、ハウジングからの潤滑油の望ましくない流出を大幅に回避することができる。アタッチメント部材を使用する場合には、さらに、アタッチメント部材のために、滑り軸受と組み合わせて改良された滑り特性を有する材料を使用することができる。したがって車輪セット軸とアタッチメント部材は、異なる材料から形成することができる。

さらに、２つの滑り軸受ハーフシェルの少なくとも１つは、軸方向に力を伝達するためのカラーを有することができる。その場合に好ましくは、この措置によって、車輪セットの径方向の軸承だけでなく、軸方向の軸承も達成することができる。

特別な形態によれば、下方の滑り軸受ハーフシェルが他のオイル供給孔を有し、それがカラーの領域内で下方の滑り軸受ハーフシェルを軸方向に貫通しており、その場合に軸受カバー内に他のオイル供給孔が形成されており、それが下方の滑り軸受ハーフシェルの他のオイル供給孔と等しく重なり合うことが、可能である。その場合に好ましくは、この措置によって、カラーを用いてハイドロダイナミック滑り軸受としての軸方向の軸承を形成することができ、したがって同様に小さい摩擦抵抗と少ない摩耗を有することができる。

好ましい展開によれば、下方の滑り軸受ハーフシェル内のカラーの内側に他の流れ通路を形成することができ、その流れ通路が下方の滑り軸受ハーフシェル内又は上方の滑り軸受ハーフシェル内で他のくさび間隙の形式で終了しており、その場合に他の流れ通路が下方の滑り軸受ハーフシェルの他のオイル供給孔と結合されている。その場合に好ましくは、この措置によって、滑り軸受のハイドロダイナミック滑り特性を改良することができる。

本発明によれば、先行する請求項に記載のレール車両において、上方の滑り軸受ハーフシェルを交換する方法も、以下の方法ステップを有している：
－ハウジングカバーの固定手段を外して、ハウジングカバーを取り外す；
－軸受カバーの固定手段を外して、軸受カバーを取り外す；
－下方の滑り軸受ハーフシェルを除去する；
－レール車両のシャーシを持ち上げ、それによって軸収容部と車輪セット軸が互いに対して離隔し、かつ上方の滑り軸受ハーフシェルはもはや負荷を受けない；
－滑り軸受ハーフシェルを車輪セット軸から径方向に離隔させることによって、上方の滑り軸受ハーフシェルを取り出す；
－軸収容部と車輪セット軸の間に新しい上方の滑り軸受ハーフシェルを挿入する；
－レール車両のシャーシを下降させ、それによって軸収容部と車輪セット軸が互いに近づくように移動し、最終的に上方の滑り軸受ハーフシェルが軸収容部及び車輪セット軸に添接する；
－軸受カバーを下方の滑り軸受ハーフシェルと共に組み合わせる；
－ハウジングカバーを組み立てる。

本発明に係る方法において好ましくは、個々の方法ステップを実施することによって、車輪セットから車輪を取り外す必要なしに、滑り軸受を交換することができる。滑り軸受もしくは滑り軸受ハーフシェルを車輪セット軸から径方向に遠ざけることによって、滑り軸受を軸から軸方向に取り外すことができるようにするために、軸方向に充分な自由空間が存在していることは、不要になる。

さらに、レール車両のシャーシをわずかに持ち上げて、上方の滑り軸受ハーフシェルを軸（軸の軸線）を中心に回動させることによって軸収容部から揺動させて取り出すことができる。その場合に好ましくはレール車両は、上方の滑り軸受ハーフシェルを交換することができるようにするために、ほんのわずかな寸法だけ持ち上げれば済む。上方の滑り軸受ハーフシェルを交換するために、それ自体は、車輪セット軸と軸収容部の間にわずかな間隙が存在している場合に、車輪セット軸の長手軸を中心に回動させることができるので、上方の滑り軸受ハーフシェルが下方へ移動される。上方の滑り軸受ハーフシェルが下方へ向かって充分に移動された場合に、それは、軸受カバーがすでに除去されていることに基づいて、かつ下方の滑り軸受ハーフシェルがすでに除去されていることに基づいて、大きな手間なしで車輪セット軸から径方向に除去することができる。新しい下方の滑り軸受ハーフシェルの組み込みは、古い上方の滑り軸受ハーフシェルのすでに述べた取り外しとまったく同様に機能する。

上方と下方の滑り軸受ハーフシェルの代わりに、中空円筒状の滑り軸受ブッシュを使用することもできる。この種の解決は、等価と見なされる。

潤滑油としてミネラルオイルを使用することができる。小さい運動学的粘性を有するスピンドルオイルの使用が、特に好ましいことが明らかにされている。ＤＩＮ５１５６２－１に基づく潤滑油の運動学的粘性が、４０℃において５ｍｍ²／ｓと１００ｍｍ²／ｓの間、１００℃においては１ｍｍ²／ｓと１０ｍｍ²／ｓの間にあると、特に効果的である。

本発明をさらによく理解するために、以下の図を用いて本発明を詳細に説明する。
図はそれぞれ著しく簡略化された図式的な表示である。

レール車両を示している。 図１の切断線ＩＩ－ＩＩに基づいてレール車両の車輪セット軸受装置を示す断面図である。 図２の切断線ＩＩＩ－ＩＩＩに基づいて、車輪セット軸受装置の実施例を示す断面図である。 ラビリンスシールによる可能な密閉の詳細Ｘを示している。 吸い込み孔を有する実施変形例の詳細Ｙを示している。 図２の切断線ＩＩＩ－ＩＩＩに基づいて、冷却フィンを有する車輪セット軸受装置の実施例を示す断面図である。 図２の切断線ＩＩＩ－ＩＩＩに基づいて、遮断空気チャンバを有する車輪セット軸受装置の実施例を示す断面図である。 滑り軸受ハーフシェルの実施例を示す斜視図である。 図２の切断線ＩＩＩ－ＩＩＩに基づいて、軸受領域内の車輪セット軸のより大きい直径を有する車輪セット軸受装置の実施例を断面で示している。 アタッチメント部材を有する車輪セット軸の実施例を軸受箇所の領域内で示す斜視図である。 図２内の切断線ＩＩＩ－ＩＩＩに基づいて、付加的なアキシャル軸受を有する車輪セット軸受装置の実施例を示す断面図である。 図２内の切断線ＩＩＩ－ＩＩＩに基づいて、付加的なアキシャル軸受を有する車輪セット軸受装置の他の実施例を示す断面図である。 車輪セット軸受装置の他の実施例を示す斜視図である。

最初に記録しておくが、異なるように記載される実施形態において、同一の部分には同一の参照符号ないし同一の構成部分名称が設けられており、その場合に説明全体に含まれる開示は、同一の参照符号ないし同一の構成部分名称を有する同一の部分へ意味に従って移し替えることができる。また、説明内で選択される、たとえば上、下、側方などのような位置記載は、直接説明され、かつ示される図に関するものであって、この位置記載は位置が変化した場合には意味に従って新しい位置へ移し替えられる。

図１は、レール車両１を図式的な表示で示しており、そのレール車両は人又は物資を軌道結合で移送するために用いられる。レール車両１は、シャーシ２を有しており、そのシャーシに車輪セット３が配置されている。車輪セット３は、車輪セット軸４を有しており、それに２つの車輪５が配置されている。車輪５は、レール上で走行する。

好ましくは車輪５は、車輪セット軸４によって互いに対して相対回動不能に結合されている。代替的に、車輪５ごとに車輪セット軸４を形成することもできる。

さらに車輪セット軸受装置６が設けられており、それを用いて車輪セット３がシャーシ２に回転可能に取り付けられている。車輪セット軸受装置６は、シャーシ２と結合されており、もしくは他の実施例において、部分的にシャーシ２内に形成されている。さらに図５から明らかなように、シャーシ２に好ましくは車輪軸受装置６の２つが配置されており、その場合に車輪セット軸４は車輪セット軸受装置６内に回転可能に軸承されている。

上述した車輪セット軸受装置６は、高速度列車内で使用するために、特に効果的である。

図２は、図１の切断線ＩＩ－ＩＩに基づく車輪セット軸受装置６の実施例を図式的に断面で示している。図２から明らかなように、車輪セット軸４は中空軸として形成することができる。もちろん車輪セット軸４は、中実軸として形成することもできる。

さらに、車輪セット軸受装置６内に軸収容部７が形成されており、その軸収容部は上方の滑り軸受ハーフシェル８を介在させながら車輪セット軸４を収容するために用いられる。上方の滑り軸受ハーフシェル８は、下方の滑り軸受ハーフシェル９と共に車輪セット軸４を軸承するために用いられる。上方の滑り軸受ハーフシェル８は、車輪セット３の軸収容部７と車輪セット軸４との間で力を吸収するため、もしくは力を伝達するために用いられる。その場合に車輪セット軸４は、２つの滑り軸受ハーフシェル８、９内に回転可能に収容されている。下方の滑り軸受ハーフシェル９は、ハイドロダイナミック軸受を完全にするために用いられるが、ノーマル場合においては力の伝達には用いられない。

もちろん、２つの滑り軸受ハーフシェル８、９の代わりに、滑り軸受ブッシュを使用することもでき、その中で２つの滑り軸受ハーフシェル８、９が合体されている。

さらに、軸受カバー１０が形成されており、それが軸受収容部７と共に２つの滑り軸受ハーフシェル８、９を収容もしくは挟持し、かつ位置決めするために用いられる。軸受カバー１０は、固定手段１１によって軸収容部７と結合されており、その場合に図２においては見やすくするために固定手段１１は示されていない。固定手段１１は、たとえばねじの形式で形成することができる。

図２からさらに明らかなように、下方の滑り軸受ハーフシェル９は、１つ又は複数のオイル供給孔１２を有しており、それが下方の滑り軸受ハーフシェル９内へ径方向に貫通している。さらに、軸受カバー１０が同様のオイル供給孔１３を有しており、それも同様に軸受カバー１０を径方向に貫通している。

軸受カバー１０のオイル供給孔１３は、下方の滑り軸受ハーフシェル９のオイル供給孔１２と等しく重なることができる。さらに、下方の軸受ハーフシェル９の径方向内側１４に流れ通路１５を形成することができ、その流れ通路が下方の滑り軸受ハーフシェル９のオイル供給孔１２と流れ接続されている。流れ通路１５は、下方の滑り軸受ハーフシェル９内で、あるいは上方の滑り軸受ハーフシェル８内で、くさび間隙１６内で終了することができる。

さらに車輪セット軸受装置６はハウジング１７を有しており、そのハウジングが軸受収容部７もしくは２つの滑り軸受ハーフシェル８、９を包囲している。ハウジング１７は、潤滑油１８を収容するために用いられ、その潤滑油はハイドロダイナミック軸受を駆動するために用いられる。特にハウジング１７は上方の部分１９を有することができ、その部分は軸受収容部７と一体的に形成されているか、あるいは軸受収容部７と結合されている。ハウジング１７はさらに、下方の部分２０を有しており、その部分が上方の部分１９と共に内部空間を包囲する。ハウジング１７の下方の部分２０は、特にハウジングカバー２１として形成することができ、そのハウジングカバーが固定手段２２によってハウジング１７の上方の部分１９に固定されている。ハウジング１７の下方の部分２０内に、オイル溜め２３が形成されており、その中に潤滑油１８が収容されている。オイル溜め２３は、所定のオイルレベル２４まで潤滑油１８で満たされている。最適なオイルレベル２４は、オイル溜め２３を潤滑油１８によって新しく充填する場合に調節され、その場合にオイルレベル２４はレール車両１の駆動の間、そしてまた車輪セット軸受装置６の寿命にわたっても、変化することができる。

選択的に、センサ２５が設けられており、それを用いてオイルレベル２４を検出もしくは監視することが考えられる。さらに、オイル供給導管２６を設けることができ、それを用いて失われた潤滑油１８を手動又は自動でも、再充填することができる。

図２から明らかなように、オイルレベル２４は、軸受カバー１０内のオイル供給孔１３が、少なくとも吸い込み領域内で、オイルレベル２４の水準の完全に下方に位置するような高さに選択される。好ましくはオイルレベル２４は、車輪セット軸４の滑り表面２７が非作動状態においても同様に潤滑油１８内に浸るような高さに選択される。

レール車両１の始動時に、上方の滑り軸受ハーフシェル８と車輪セット軸４の滑り表面２７との間に滑り摩擦が存在する。したがって上方の滑り軸受ハーフシェルが良好なフェイルセーフ特性もしくは良好な滑り摩擦特性を有することが、必要である。それぞれ車輪セット軸４の回転速度が高くなるほど、それだけ多くの潤滑油１８がくさび間隙１６内へ給送され、それによって上方の滑り軸受ハーフシェル８が浮き上がり、それに伴ってハイドロダイナミック滑りがもたらされる。

さらに図２に図式的に示されるように、オイル溜め２３の領域内に多孔の構造２８を設けることができ、その構造が潤滑油１８を沈静化するために用いられる。多孔の構造２８は、オイル溜め２３の領域全体に設けることができる。さらに、多孔の構造２８をオイル溜め２３の部分領域内にのみ形成することも、考えられる。多孔の構造は、たとえばプラスチックスポンジによって、あるいは金属スポンジによって形成することができる。

図３は、図２の切断線ＩＩＩ－ＩＩＩに基づいて車輪セット軸受装置６の実施例を図式的に示しており、その場合に先行する図１と２におけるのと同じ部材には同一の参照符号もしくは構成部品名称が使用される。不必要な繰り返しを避けるために、先行する図１と２内の詳細な説明が参照するよう指示され、もしくは参照される。

図３から明らかなように、車輪セット軸４はハウジング１７の２つの側壁２９を通して案内することができる。ハウジング１７の側壁２９と車輪セット軸４の間を密閉するために、軸シール３０が設けられている。軸シール３０は、様々な形態で形成することができる。たとえば、軸シール３０が軸シールリングの形式で形成されることが、考えられる。さらに、軸シール３０が、たとえばラビリンスシールのような、非接触のシールの形式で形成されることも、考えられる。

ラビリンスシールの可能な実施例が、図４に図式的に示されている。図４から明らかなように、車輪セット軸４に隆起部３１を設けることができ、その隆起部がハウジング１７の側壁２９内の凹部３２と関連する。さらに、余分なオイルを導出するために用いられる、オイル流出孔３３を設けることができる。オイル導出孔３３の代わりに、図４に図式的に示されるように、凹部３２の内壁を凹部３２の外壁よりも低くして、それによって潤滑油１８が常にハウジング１７の内部へ流出するようにすることもできる。

図５には、側壁２９の他の実施例が示されている。図５から明らかなように、側壁２９内に透孔３４を形成することができ、その透孔がハウジング内部からの空気の導出に用いられる。透孔３４を側壁２９の１つに配置する場合に、ベンチュリ効果によって空気がハウジングの内部から吸い出される。さらにフィルタ部材を形成することができ、そのフィルタ部材が、引き出された空気から、場合によっては霧化されたオイル残渣を引き留めるために用いられる。

図３からさらに明らかなように、下方の滑り軸受ハーフシェル９の流れ通路１５の軸方向の延びを、下方の滑り軸受ハーフシェル９の軸方向の延び３７よりも小さくすることができる。

好ましくは、流れ通路１５は、下方の滑り軸受ハーフシェル９の軸方向の延び３７に関して中央に配置することができる。

図６には、車輪セット軸受装置６の他の、場合によってはそれ自体自立した実施形態が示されており、その場合にここでも先行する図１から５におけるのと同一の部分には、同一の参照符号もしくは構成部品名称が使用される。不必要な繰り返しを避けるために、先行する図１から５における詳細な説明が参照するよう指示され、もしくは参照される。

図６から明らかなように、ハウジング１７に、特にハウジングカバー２１の外側に、冷却フィン３８を配置することができ、その冷却フィンは、潤滑油１８の冷却を改良するために用いられる。

冷却フィン３８は、好ましくはレール車両１の走行駆動の間、冷却フィンの回りを通風が流れて、それによって熱を逃がすために用いられるように、形成されている。

図７には、車輪セット軸受装置６の他の、場合によってはそれ自体自立した実施形態が示されており、その場合にここでも、先行する図１から６におけるのと同一の部分には、同一の参照符号もしくは構成部品名称が使用される。不必要な繰り返しを避けるために、先行する図１から６における詳細な説明が参照するよう指示され、もしくは参照される。

図７に示す実施例において、ハウジング１７の側壁２９の外部に遮断壁３９が形成されており、その遮断壁も同様に車輪セット軸４によって貫通される。遮断壁３９とハウジング１７の側壁２９との間に、遮断空気チャンバ４０が形成されており、その遮断空気チャンバに圧縮空気供給４１を介して圧縮空気を供給することができる。その場合にレール車両１内で発生された圧縮空気を、圧縮空気供給４１へ案内することができる。

特に、遮断壁３９内にも側壁２９内にも軸シール３０を設けることができ、したがって遮断空気チャンバ４０からはわずかな量の圧縮空気しか漏れない。さらにこの実施例においても、透孔３４を形成することができ、それを介して、遮断空気チャンバ４０からハウジング内へ投入される空気を運び出すことができる。それによって遮断空気チャンバ４０のシール作用に加えて、ハウジング内で付加的な冷却作用を得ることができる。

図８には、車輪セット軸受装置６の他の、場合によってはそれ自体自立した実施形態が示されており、その場合にここでも先行する図１から７におけるのと同一の部分には、同一の参照符号もしくは構成部品名称が使用される。不必要な繰り返しを避けるために、先行する図１から７における詳細な説明が参照するよう指示され、もしくは参照される。

図８は、上方の滑り軸受ハーフシェル８と下方の滑り軸受ハーフシェル９の可能な実施例を斜視図で示している。図８から明らかなように、流れ通路１５は下方の滑り軸受ハーフシェル９から上方の滑り軸受ハーフシェル９内へ延びることができる。その場合に上方の滑り軸受ハーフシェル８内にくさび間隙１６を設けることができ、そのくさび間隙はハイドロダイナミック効果をもたらすために用いられる。代替的な図示されない実施変形例においては、流れ通路１５が上方の滑り軸受ハーフシェル内へ延びておらず、くさび間隙１６が下方の滑り軸受ハーフシェル８内にすでに形成されていることも、もちろん可能である。レール車両１は、好ましくは両走行方向に移動するように定められているので、２つの滑り軸受ハーフシェル８、９は、好ましくは垂直の中心平面に対して対称に形成されている。

図９には、車輪セット軸受装置６の他の、場合によってはそれ自体自立した実施形態が示されており、その場合にここでも先行する図１から８におけるのと同一の部分には同一の参照符号もしくは構成部品名称が使用される。不必要な繰り返しを避けるために、先行する図１から８内の詳細な説明が参照するよう指示され、もしくは参照される。

図９は、車輪セット軸受装置６の他の実施例を示している。図９から明らかなように、滑り軸受ハーフシェル８、９の領域内の直径４２は、残りの車輪セット軸４の直径４３よりも大きい。より大きい直径４２を有するこの領域は、軸受領域４４と称することができる。

図９から明らかなように、軸受領域４４は、たとえば車輪セット軸４が鍛造される場合に、車輪セット軸４の残りと一体的に形成することができる。

図１０には、車輪セット軸４の他の実施例が示されている。図１０から明らかなように、軸受領域４４はアタッチメントの形式で形成することができる。図１０からさらに明らかなように、アタッチメントはたとえば２つのハーフシェルを有することができ、それらが固定手段４５によってまとめられている。固定手段４５は、たとえばねじの形式で形成することができ、それが周面に配置された孔内に収容されている。

この種の孔は、たとえば覆うことができるので、ハイドロダイナミック滑り特性が損なわれることはない。代替的に破線で示されるように、固定手段４５が径方向ではなく、部分的に軸方向に軸受領域４４内へ挿入されるので、軸受領域４４の外表面が損なわれないことも、考えられる。もちろん、軸受領域４４内にアタッチメントを取り付けるために、他のすべての結合方法も形成することができる。アタッチメントを使用する利点は、車輪セット軸４に対して異なる材料を使用することができることであって、その材料はたとえば改良された滑り特性を有する。

図１１には、車輪セット軸受装置６の他の、場合によってはそれ自体自立した実施形態が示されており、その場合に先行する図１から１０におけるのと同一の部分には、同一の参照符号もしくは構成部品名称が使用される。不必要な繰り返しを避けるために、先行する図１から１０内の詳細な説明が参照するよう指示され、もしくは参照される。

図１１から明らかなように、上方の滑り軸受ハーフシェル８かつ／又は下方の滑り軸受ハーフシェル９がカラー４６を有することができ、そのカラーが段付きの軸受領域４４のためのストッパとして用いられる。カラー４６は、軸方向の軸受力を吸収するために用いられる。図１１から明らかなように、径方向の滑り軸受のハイドロダイナミックな形態と同様に、軸方向の滑り軸受、特にカラー４６は、下方の滑り軸受ハーフシェル９内に他のオイル供給孔４７もしくはそれと関連する、軸受カバー１０内のオイル供給孔４８を有することができる。これら他の供給孔４７、４８は、軸受領域４４の両側に軸方向に延びるようにして軸受カバー１０内もしくは下方の滑り軸受ハーフシェル９内に配置することができる。

さらに、他の流れ通路４９を設けることができ、その流れ通路が他のくさび間隙５０を有し、かつハイドロダイナミックなアキシャル軸承に用いられる。

アキシャル軸承は、上方の滑り軸受ハーフシェル内にも、下方の滑り軸受ハーフシェル９内にも実現することができる。しかし他の図示されない実施例においては、アキシャル軸承が上方の滑り軸受ハーフシェル８内でのみ、あるいは下方の滑り軸受ハーフシェル９内でのみ実現されることも、考えられる。

他の図示されない実施例においては、アキシャル軸承がカラー軸承内で実現されず、アキシャル軸承が自立したアキシャル軸受によって形成されており、その場合にアキシャル軸承が同様にハイドロダイナミック軸受の形式で形成されることも、考えられる。

図１２には、車輪セット軸受装置６の他の、場合によってはそれ自体自立した実施形態が示されており、その場合にここでも先行する図１から１１におけるのと同一の部分には同一の参照符号もしくは構成部品名称が使用される。不必要な繰り返しを避けるために、先行する図１から１１における詳細な説明が参照するよう指示され、もしくは参照される。

図１２から明らかなように、車輪セット軸受４内に切り欠きもしくは切り込みを形成することができ、その中に滑り軸受ハーフシェル８、９が収容されている。カラー４６が切り欠きと協働することができる。

図１３には、車輪セット軸受装置６の実施例が斜視図で示されている。図１３を用いて以下において、上方の滑り軸受ハーフシェル８を交換するための方法シーケンスを説明する。第１の方法ステップにおいて、ハウジングカバー２１の固定手段２２が外されるので、ハウジングカバー２１を除去することができる。その場合に、ハウジングカバー２１がその中にある潤滑油１８と共に取り出されることが、考えられる。それに対して代替的に、潤滑油１８を前もって抜き取ることも考えられ、それはたとえば図式的に示されるオイル抜きねじ５１によって実現することができる。

他の方法ステップにおいて、軸受カバー１０の固定手段１１が外されるので、それを取り外すことができる。下方の滑り軸受ハーフシェル９は、軸受カバー１０内に収容されており、したがって軸受カバー１０と共に取り外すことができる。

他の方法ステップにおいて、レール車両１のシャーシ２が車輪セット３に対して持ち上げられるので、上方の滑り軸受ハーフシェル８はもはや挟持されない。その場合に第１の実施変形例において、シャーシ２は、軸収容部７と上方の滑り軸受ハーフシェル８の間にわずかな間隙が生じる程度に持ち上げられる。次に、上方の滑り軸受ハーフシェル８が回転運動によって軸収容部７から回して取り出される。下方の領域内に達すると、上方の滑り軸受ハーフシェル８は車輪セット軸４から径方向に外すことができる。

それに対して代替的に、シャーシは、軸収容部７と車輪セット軸４の間に大きい間隔が形成されて、上方の滑り軸受ハーフシェル８を軸収容部から簡単に取り出すことができるように、持ち上げることができる。

次に、新しい上方の滑り軸受ハーフシェル８が挿入されて、逆の順序において車輪セット軸受装置６が再びまとめられる。下方の滑り軸受ハーフシェル９は、ノーマル場合において負荷を受けないので、大体においてそれは交換する必要がない。

他の実施例において、下方の滑り軸受ハーフシェル９が自立した構成部品として形成されておらず、下方の滑り軸受９は軸受カバー１０の一体的な構成部品として形成されており、したがって流れ通路１５が直接軸受カバー１０内に形成されることも、考えられる。

実施例は、可能な実施変形例を示しており、その場合にここに記録しておくが、本発明は具体的に示された実施変形例に限定されるものではなく、むしろ個々の実施変形例を互いに様々に組み合わせることも可能であり、これらの変形可能性はこの発明により技術的に取り扱うための教示に基づいて、この技術分野で活動する当業者の裁量の範囲内にある。

保護領域は、請求項によって定められる。しかし明細書と図面は、請求項を解釈するために利用されるべきである。図示され、かつ説明された様々な実施例からなる個別特徴及び特徴の組合せは、それ自体自立した進歩的解決を表すことができる。自立した進歩的解決の基礎となる課題は、明細書から読み取ることができる。

具体的な説明内の値領域についてのすべての記載は、その任意の部分領域とすべての部分領域を共に含むものであって、たとえば記載１から１０は、下限の１と上限の１０から始まるすべての部分領域、すなわち下限の１またはそれ以上で始まり、上限の１０またはそれ以下で終了する、たとえば１から１．７、または３．２から８．１、あるいは５．５から１０のすべての部分領域、を一緒に含んでいるものとする。

最後に形式的に指摘しておくが、構造を理解しやすくするために、部材は一部縮尺どおりではなく、かつ／又は拡大及び／又は縮小して示されている。

１ レール車両
２ シャーシ
３ 車輪セット
４ 車輪セット軸
５ 車輪
６ 車輪セット軸受装置
７ 軸収容部
８ 上方の滑り軸受ハーフシェル
９ 下方の滑り軸受ハーフシェル
１０ 軸受カバー
１１ 固定手段 軸受カバー
１２ 下方の滑り軸受ハーフシェル内のオイル供給孔
１３ オイル供給孔 軸受カバー
１４ 径方向の内側
１５ 流れ通路
１６ くさび間隙
１７ ハウジング
１８ 潤滑油
１９ 上方の部分 ハウジング
２０ 下方の部分 ハウジング
２１ ハウジングカバー
２２ 固定手段 ハウジングカバー
２３ オイル溜め
２４ オイルレベル
２５ センサ
２６ オイル供給導管
２７ 滑り表面
２８ 多孔の構造
２９ 側壁 ハウジング
３０ 軸シール
３１ 隆起部
３２ 切り欠き
３３ オイル流出孔
３４ 透孔
３５ フィルタ部材
３６ 軸方向の延び 流れ通路
３７ 軸方向の延び 滑り軸受ハーフシェル
３８ 冷却フィン
３９ 遮断壁
４０ 遮断空気チャンバ
４１ 圧縮空気供給
４２ 滑り軸受ハーフシェルの領域内の直径
４３ 直径 車輪セット軸
４４ 軸受領域
４５ 固定手段
４６ カラー
４７ 他のオイル供給孔 下方の滑り軸受ハーフシェル
４８ 他のオイル供給孔 軸受カバー
４９ 他の流れ通路
５０ 他のくさび間隙
５１ オイル抜きねじ

Claims (20)

1. レール車両（１）であって、
   シャーシ（２）を有し、
   車輪セット軸（４）と２つの車輪（５）を備えた車輪セット（３）を有し、
   少なくとも２つの車輪セット軸受装置（６）を有し、前記車輪セット軸受装置がシャーシ（２）に配置されているか、あるいはシャーシ（２）内に形成されており、車輪セット軸受装置（６）がそれぞれ軸収容部（７）を有し、前記軸収容部内に上方の滑り軸受ハーフシェル（８）が固定位置に収容されており、車輪セット軸（４）が上方の滑り軸受ハーフシェル（８）内に回転可能に軸承されており、かつ車輪セット軸受装置（６）が下方の滑り軸受ハーフシェル（９）を有し、前記下方の滑り軸受ハーフシェルが上方の滑り軸受ハーフシェル（８）と協働し、
   ハウジング（１７）が形成されており、前記ハウジングが軸収容部（７）を包囲し、ハウジング（１７）内にオイル溜め（２３）が形成されており、前記オイル溜め内に滑り軸受ハーフシェル（８、９）を潤滑するための潤滑油（１８）が収容されており、下方の滑り軸受ハーフシェル（９）がオイル供給孔（１２）を有し、前記オイル供給孔（１２）が下方の滑り軸受ハーフシェル（９）を径方向に貫通している、
   ものにおいて、
   滑り軸受ハーフシェル（８、９）がハイドロダイナミック滑り軸受として形成されており、下方の滑り軸受ハーフシェル（９）内の径方向内側（１４）に流れ通路（１５）が形成されており、前記流れ通路が下方の滑り軸受ハーフシェル（９）内で、あるいは上方の滑り軸受ハーフシェル（８）内でくさび間隙（１６）の形状で終了しており、流れ通路（１５）が下方の滑り軸受ハーフシェル（９）のオイル供給孔（１２）と結合されており、
   軸受カバー（１０）内にオイル供給孔（１３）が形成されており、前記軸受カバー（１０）内の前記オイル供給孔（１３）が下方の滑り軸受ハーフシェル（９）のオイル供給孔（１２）と等しく重なり合い、
   前記軸受カバー（１０）内の前記オイル供給孔（１３）のすべての流入開口部が、完全にオイルレベル（２４）の水準の下方に位置し、かつオイル溜め（２３）内に埋没するように、オイル溜め（２３）内のオイルレベル（２４）の高さが、選択されている、
   ことを特徴とするレール車両。
2. 上方の滑り軸受ハーフシェル（８）が、軸収容部（７）と車輪セット軸（４）の間に配置されており、下方の滑り軸受ハーフシェル（９）の位置が軸受カバー（１０）によって保持される、ことを特徴とする請求項１に記載のレール車両。
3. 流れ通路（１５）が、下方の滑り軸受ハーフシェル（９）の軸方向の延び（３７）の５％と９５％の間、特に１０％と８０％の間、好ましくは３０％と７０％の間の軸方向の延び（３６）を有している、ことを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のレール車両。
4. ２つの車輪セット軸受装置（６）が、車輪セット（３）の２つの車輪（５）の間に配置されている、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレール車両。
5. ハウジング（１７）の上方の部分（１９）が、軸収容部（７）と結合されているか、あるいは軸収容部（７）と一体的に形成されており、かつハウジング（１７）の下方の部分（２０）がハウジングカバー（２１）として形成されており、前記ハウジングカバーが固定手段（２２）によってハウジング（１７）の上方の部分（１９）と結合されている、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のレール車両。
6. シャーシ（２）は、走行の間ハウジング（１７）の外側の回りを通風が流れるように、形成されている、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のレール車両。
7. ハウジング（１７）の外側に、特に側壁（２９）に、冷却フィン（３８）が配置されている、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のレール車両。
8. オイル溜め（２３）内に多孔の構造（２８）が配置されており、前記構造がオイル溜め（２３）内の潤滑油（１８）を沈静化させるために用いられる、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のレール車両。
9. ハウジング（１７）の側壁（２９）の少なくとも１つに、軸シールリングの形式の軸シール（３０）が配置されており、前記軸シールリングが車輪セット軸（４）とハウジング（１７）の間の密閉に用いられる、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のレール車両。
10. ハウジング（１７）の側壁（２９）の少なくとも１つに、ハウジング（１７）と車輪セット軸（４）の間のラビリンスシールの形式の軸シール（３０）が形成されており、前記軸シールが車輪セット軸（４）の密閉に用いられる、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のレール車両。
11. ハウジング（１７）の側壁（２９）内のラビリンスシールの下側に、オイル流出孔（３３）が配置されている、ことを特徴とする請求項１０に記載のレール車両。
12. 車輪セット軸（４）の軸方向の延び内で、ハウジング（１７）の側壁（２９）の外部に遮断壁（３９）が配置されており、遮断壁（３９）とハウジング（１７）の側壁（２９）との間に遮断空気チャンバ（４０）が形成されている、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のレール車両。
13. 側壁（２９）の少なくとも１つに、透孔（３４）が形成されており、前記透孔がハウジング（１７）の内部に負圧をもたらすための吸い込み孔として用いられる、ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のレール車両。
14. 透孔（３４）の前段にフィルタ部材（３５）が接続されている、ことを特徴とする請求項１３に記載のレール車両。
15. 滑り軸受ハーフシェル（８、９）の領域内の車輪セット軸（４）の直径（４２）が、車輪セット軸（４）の残りの長さの直径（４３）よりも大きいか、あるいは
    滑り軸受ハーフシェル（８、９）の領域内にアタッチメント部材が形成されており、前記アタッチメント部材が車輪セット軸（４）に固定されている、
    ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載のレール車両。
16. ２つの滑り軸受ハーフシェル（８、９）の少なくとも１つが、軸方向に力を伝達するためのカラー（４６）を有しているか、あるいは
    別体のアキシャル軸受が形成されている、
    ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載のレール車両。
17. 下方の滑り軸受ハーフシェル（９）が他のオイル供給孔（４７）を有しており、前記オイル供給孔がカラー（４６）又はアキシャル軸受の領域内で下方の滑り軸受ハーフシェル（９）を貫通し、軸受カバー（１０）内に他のオイル供給孔（４８）が形成されており、前記軸受カバー（１０）内の前記オイル供給孔（４８）が、下方の滑り軸受ハーフシェルの他のオイル供給孔（４７）と等しく重なりあっている、ことを特徴とする請求項１６に記載のレール車両。
18. 下方の滑り軸受ハーフシェル（９）内のカラー（４６）又はアキシャル軸受の内側に、他の流れ通路（４９）が形成されており、前記他の流れ通路が下方の滑り軸受ハーフシェル（９）内又は上方の滑り軸受ハーフシェル（８）内で他のくさび間隙（５０）の形式で終了し、他の流れ通路（４９）が下方の滑り軸受ハーフシェル（９）の他のオイル供給孔（４７）と結合されている、ことを特徴とする請求項１７に記載のレール車両。
19. 請求項１から１８のいずれか１項に記載のレール車両（１）における上方の滑り軸受ハーフシェル（８）を交換する方法において、以下の方法ステップ：
    －ハウジングカバー（２１）の固定手段（２２）を外して、ハウジングカバー（２１）を取り外すステップと、
    －軸受カバー（１０）の固定手段（１１）を外して、軸受カバー（１０）を取り外すステップと、
    －下方の滑り軸受ハーフシェル（９）を取り除くステップと、
    －軸収容部（７）と車輪セット軸（４）が互いに対して離隔され、かつ上方の滑り軸受ハーフシェル（８）にもはや負荷がかからないように、レール車両（１）のシャーシ（２）を持ち上げるステップと、
    －上方の滑り軸受ハーフシェル（８）を車輪セット軸（４）から径方向に離隔させることによって、上方の滑り軸受ハーフシェル（８）を取り出すステップと、
    －軸収容部（７）と車輪セット軸（４）の間に新しい上方の滑り軸受ハーフシェル（８）を挿入するステップと、
    －軸収容部（７）と車輪セット軸（４）が互いに近づくように移動され、最終的に上方の滑り軸受ハーフシェル（８）が軸収容部（７）と車輪セット軸（４）に添接するように、シャーシ（２）を下降させるステップと、
    －下方の滑り軸受ハーフシェル（９）と共に軸受カバー（１０）を組み合わせるステップと、
    －ハウジングカバー（２１）を組み合わせるステップと、
    を特徴とする方法。
20. レール車両（１）のシャーシ（２）がわずかに持ち上げられ、上方の滑り軸受ハーフシェル（８）が軸を中心に回動させることによって軸収容部（７）から揺動して取り出される、ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。

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