SE534733C2 - Skydd för en hjulaxel - Google Patents

Description

534 733 Uppfinningens syfte Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förbättrat skydd för en hjulaxel till ett rälsfordon.

Syftet är vidare att åstadkomma ett axelskydd till ett rälsfordon med goda skyddsegenskaper från slag genom stenskott utifrån samt utformat och monterat så att en kontinuerlig genomluftning sker mellan axelskyddet och hiulaxeln.

Syftet är även att åstadkomma ett axelskydd som förhindrar rost samt uppkomst av rost och sprickbild ningar på axeln.

Dessutom är syftet att ett sådant förbättrat axelskydd är lätt att montera och demontera.

Sammanfattning av uppfinningen Genom föreliggande uppfinning, såsom denna framstår i det slälvständlga patentkravet, uppfylls ovan angivna syften varvid nämnda nackdelar har elimine- rats. Lämpliga utföringsformer av uppfinningen anges i de osjälvständiga patent- kraven.

Uppfinningen avser ett skydd för en hjulaxei. företrädesvis till ett rälsfor~ don. Skyddet är anordnat som tvâ axelskyddsdelar vilka är monterade kring och omsluter hlulaxetn i form av ett cirkulärcylindriskt rör. De monterade axelskyddsde- lama bildar mellan sig två i huvudsak längs hjulaxeln löpande slitsar vilka sträcker sig från rörets ena ände till dess andra ände. Varje axelskyddsdel är försedd med åtminstone två invändigt placerade långsträckta àsar eller utskott. De iängsträckta âsarna år orienterade i huvudsak i omkretsled så att en luftkanal bildas mellan de iångsträckta åsarna. Med "i huvudsak omkretsled” avses att åsarna har en sträck- ning pá insidan av röret så att en eller flera åsar tillsammans löper runt hela rörets insida. Åsarna kan härvid vara delade eller hela och kan även vara parallella men belägna itänkta plan vilka är vinklade i förhållande till rörets axel. Åsarna kan även tänkas vara krökta i sin längdriktning så att åsarna i planvy från insidan av delarna har en kurvformad utsträckning istället för en linjär sådan.

Axelskyddets insida är således utformad med åsar som anligger mot den rostskyddsbehandlade axelytan med en förhållandevis liten anliggningsyta. Figu- rerna visar tvärsnitt genom ett antal utformningar av sådana åsar. Särskilt fördel- 25 534 733 3 aktig är åsar med delvis plan toppyta för att sprida belastningen vid montering över en större anliggningsyta och därmed erhålla lägre anllggningskrafter mellan ås och axelyta. l en utföringsform uppvisar de långsträckta åsarna i tvärsnitt en plan topp- yta vilken utgör 30-50% av åsarnas bottenyta. Toppytans bredd ”b” i mm skall vara 2 <= b <= 10 i tillämpningar för rälsfordon. För smal toppyta innebär för stor nöt- ning medan för bred toppyta innebär att fukt samlas mellan toppytan och axelns mantelyta. Åsarnas funktion år att förhindra att fukt och vatten blir stående en längre tid mellan axelskydden och axelytan. De kanaler som bildas mellan àsarna kom- mer att fungera på så sätt att eventuell fukt i kanalerna trycks längs kanalerna till endera axiella tvârkanaler och eller direkt till de radiella spalterna så att fukten transporteras bort från axelytan. l en utföringsform är de långsträckta åsarna försedda med minst ett av- brott vilka avbrott är placerade i huvudsak axiellt mitt för varandra så att en i hu- vudsak axiellt riktad tvärkanal bildas på axelskyddets insida. Riktningen på tvärka- nalen kan emellertid avvika från den axiella med upp till 45 grader. Tvärkanalen bidrar till att öka lufttransporten i axiell led samt bidrar även till vattenavrinning i det fall vatten skulle samlas i kanalerna.

I en utföringsform är ena delens kantyta som är vänd mot den andra de- lens kantyta när delarna är monterade försedd med minst en periferiell distans- klack, dvs. tangentiellt utskjutande, så att två radiella spalter bildas mellan delarna när dessa är monterade kring hiulaxeln. Dessa radiella spalter bidrar till att radiellt transportera ut luft från axelskydden. "Radiell" definieras här som den huvudsakli- ga luttflödesrlktningen i spalten. l en utförlngsforrn är var och en av de tvâ axelskyddsdelarna utformade till att omsluta lika stor det av hjulaxeln när de är monterade. Axelskydden bildas så- ledes av två halvor vilka tillsammans monterade bildar ett axelomslutande skydd.

Halvorna hålls fast på axeln av bandklamrar. Även i axelskydden integrerade fäst- öron genom vilka en skruv löper för montering av skydden är tänkbara.

Axelskydden tillverkas företrädesvis av tvärbunden polyeten, s.k. PEX, men andra material kan användas. Tvärbindningarna ger materialet avsevärt för- bättrade egenskaper för upptagning av slagenergi och att motstå nötning. Även temperaturintervallet vid praktisk användning förbättras vid förnätningen, och är ce 25 3G 534 733 4 -100°C till +100°C. Vid mycket höga slagenergiupptagningar på kort tid, dvs vid hög effektutveckling, nyttjas materialets förmåga att fasomvandlas. Härvid bringas materialet att omvandlas från fast till flytande form och även till gasform. Detta kan ske även i ett steg, s.k. sublimering. Vid dessa fasomvandlingar krävs stora ener- girnängder. Det innebär att den träffande partikeln, sten eller dylikt, bromsas upp kraftigare än vid enbart deformation av PEX~materialet. i en utföringsform år delarna försedda med ändytor som, när delarna är monterade. är axiellt belägna i ett plan vinkelrätt mot hjulaxelns rotationsaxel vilka ändytor är försedda med minst två axlella distansklackar så att ett axielit avstånd bildas mellan skyddet och närmaste intilliggande yta i axiell led. l en utföringsfonn är axelskyddshalvorna försedda med både axiellt och tangentiellt utsklutande distansklackar för att underlätta montering samt för att åstadkomma axiella och radiella luftspalter melian delarna.

Vidare kan de làngsträckta åsarnas orientering i förhållande till rörets Iångdaxel varieras beroende på den effekt av luftgenomströmning som eftersträ- vas.

I en utföringsform är den ena långsträckta åsen orienterad så att den är belägen lett första tänkta plan vilket är orienterat i en vinkel vars spetsvinkel ligger i intervallet 45° - 90° mot hjulaxelns rotationsaxel och den andra långsträckta àsens riktning sammanfaller med ett andra tänkta plan vilket är orienterat i en vin- kel vars spetsvinkel ligger i intervallet 45° - 90° mot hjulaxelns rotationsaxel. Såle- des kan den ena åsen uppvisa en första vinkel medan den andra åsen kan uppvi- sa en mot denna avvikande vinkel. l en preciserad utföringsform är båda de långsträckta âsarnas riktningar i förhållande till axelns rotationsaxel den samma, dvs. att de làngsträckta åsarna år parallella med varandra. l dessa utföringsforrner är åsarna fortfarande parallella med varandra men uppvisar tillsammans en skruvforrnad utsträckning på axel- skyddshalvornas insida. Nämnda kanaler bildas på motsvarande sätt. Även denna utföringsform är försedd med nämnda axiellt riktade tvårkanaler. Med denna ut- formning av àsarna kan en utökad luttgenomströmning i kanalerna uppnås. Bero- ende på lutning och riktning av de skruvformade åsarna kan lufthastighet och strömningsriktning i viss mån bestämmas. l en visad utföringsform bildar de långsträckta åsarna ca 83° vinkel mot hjulaxelns rotationsaxel. 25 534 733 5 I en ytterligare preoiserad utföringstorm sammanfaller de båda làngsträck- ta åsarnas riktningar med tänkta nian vilka är orienterade 90° mot hjulaxelns rota- tionsaxet. Således är àsarna paraltelia samt löpande i tänkta vtnkelräta plan mot rotationsaxeln. Med andra ord är åsarna parallella med varandra och sträcker sig parallellt med den cirkulârcylindriska axelytans inre omkrets så att periferiella luft- kanaler bildas metlan två närbelägna åsar. i en utföringstorrn har varje skyddshaivas åsar minst ett avbrott så att en i huvudsak axiellt riktad tvärkanal biidas mellan tvâ närbelägna periferiella kanaler.

Detta avbrott innebär att luft och även fu kt kan transporteras axiellt i axeiskyddet.

Genom sådana utforrnningar av axelskydden med dess invändigt anord- nade åsar. åstadkoms en form av radiaiflåkt vilken suger in luft axiellt från axel- skyddens ändar och trycker ut luft radiellt genom de radiella spalterna mattan de två axelskyddsdelarna när axlarna med axelskydden roterar. t andra utföringsfor- mer kan luft även tryckas ut i spalten mellan två axelskydd. Således åstadkoms en fördelaktig genomluftning av axelskyddet enligt föreliggande uppfinning.

Genom vibrationer under drift kan en viss friktion mellan axelytan och ax- eiskyddens åsar uppstå varför axlarna är belagda med en två-komponents epoxi- lack för att bättre motstå axelskyddens eventuella nötning mot axeln.

Axelskyddets utsida är slät med undantag av upphöjningar i form av långa omkringslutande åsar som skapats för att hälla fast bandklamrar i axiell led, dvs. i sidled på skydden. Vid kortare axelskydd år det lämptigt med en bandklammer medan längre skydd fästs med två eller flera bandklamrar. Skyddets båda delars utsidor är således försedda med upphöjningar meitan vilka dessa bandklamrar är anordnad att styras när skyddet år monterat på hjulaxaln.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer nu med hänvisningar i anslutning till bifogade rit- nšngsfigurer att närmare beskrivas. Ritningsfigurerna visar endast principskisser avsedda att underlâtt förståelsen av uppfinningen.

Figur 1 visar en perspektivvy av en första utföringsform av en del av ett axeiskydd entigt uppfinningen.

Figur 2 visar en planvy av insidan av utföringsforrnen enligt ti- gur 1. 20 534 'P33 6 Figur 3a visar en sidovy av utföringsformen eniigt figur 1.

Figur St: visar en förstoring av området i cirkeln i figur 3a.

Figur 4 visar en pianvy av utsidan enligt figur 1.

Figur 5 visar ett snitt genom en invändig ås eniigt uppfinning- en.

Figur 6 visar en planvy av insidan av en alternativ utförings- form eniigt figur 2.

Figur 7 visar en delvy av en alternativ utföringsform enligt figur 6.

Beskrivning av uppfinningen Figur 1 visar en första axelskyddsdei 11 i form av ett halvt hjuiaxelskydd.

Axelskyddsdelen är utformad i huvudsak som en halv cirkulär cylinder delad längs ett axialplan i vilket en hjulaxels rotationsaxel 120 iigger. Axelskyddsdelen innefat- tar en första kantyta 13 och en andra kantyta 14. På varje kantyta är en perifieriell distanskiack 15 anordnad viika distanskiackar anligger mot en motsvarande andra axelskyddsdels första och andra kantyta när två axelskyddsdelar är hopmonterade tiii ett hiulaxelskydd. Axeiskyddsdelen är vidare försedd med första och andra ändytor 16, 17 vilka är försedda med vardera tvâ distansklackar 181, 182. Axel- skyddsdelen är vidare invändigt försedd med långsträckta àsar 19 mellan vilka åsar en luftkanal 20 sträcker sig.

Figur 2 visar i en pianvy insidan av axelskyddsdelen 11 med dess inre yta 201 och de där placerade àsarna 191, 192, 193, 194 vilka är fyra till antalet i den visade utföringsformen. Åsarna sträcker sig från den första kantytan 13 till den andra kantytan 14. Varje ås är försedd med ett avbrott A1, A2, A3, A4. Avbrotten år placerade mitt för varandra i axiell led så att en axielit riktad tvårkanal 21 bildas. Åsarna är vidare försedda med en avfasning 22 vid varje ände samt vid avbrotten. i den ifiguren visade utföringsformen är åsarna 191, 192, 193, 194 paralleiia med varandra och placerade í ett var sitt tänkt pian orienterat vinkelrätt mot rotations- axeln, dvs. rotationsaxein bildar normal till pianet. Figuren visar även den första ändytans 16 båda distansklackar 181 och den andra ändytans 17 båda distans- klackar 182. Dessutom visas den första kantytans 13 och den andra kantytans 14 distanskiackar 15. 20 30 534 733 7 Figur Sa visar en sidovy av den haivcirkelformade axelskyddsdeten 11 med de axieiit riktade distanskiackarna 181 och de periferiellt riktade distanskiack- arna 15. En av de axiellt ytterst belägna àsarna 194 är placerade på axelskydds- delens insida varvid dess avbrott A4 är beläget vid halva åsens längd. För att yt- terliga illustrera den genom avbrotten bildade kanalen 21 har en halva av hjulaxein 31 ritats in vilken hjuiaxel och axelskyddsdei roterar tillsammans kring rotationsax- ein 120.

Figur 3b visar en förstoring av det inringade området i figur 3a. Hjulaxeln 31 anligger mot ásen 194 vilken är försedd med avbrottet som bildar kanalen 21 genom vilken luft och vatten kan transporteras axiellt bort från axelskyddsdelarna.

Som tidigare indikerats är åsarna företrädesvis belagda med en tvà-komponents eopxilack för att minska nötning mellan axeln 21 och åsen 194.

Figur 4 visar utsidan av ett monterat skydd 41 för en hjulaxel 31 vilket in- nefattar den första axelskyddsdelen 11 och en andra på motsvarande sätt utfor- mad axelskyddsdel 12. De båda axelskyddsdelarna 11, 12 hålls ihop kring hjulax- eln 31 med en bandkiamrar 42 vilka dras samman med ett första skruvorgan 43 och ett andra skruvorgan 44. Mallan de båda axeiskyddsdelarna 11, 12 bildas när delarna är monterade två radiella spalter 45 belägna diametralt mot varandra på var sin sida av hjuiaxeln 31. Funktionen av dessa spalter är att tillåta radielit utåt riktat Iuftfiöde av den luft som sugs in axiellt mellan skyddens inre yta 201, figur 2, och hjulaxelns ytteryta 46.

Figur 5 visar ett snitt genom en invändig ås 19 vilken är försedd med en pian bottenyta 51 och en plan toppyta 52. Toppytans 52 bredd TB utgör 30%-50%. företrädesvis ca 38%. av bottenytans 51 bredd BY. Företrädesvis är bredden TB av toppytan, 2 mm <= TB <= 10 mm. Åsens höjd H är 30%-50% av bottenytans 51 bredd BY. företrädesvis ca 41%. Detta utförande av ásen är lika oavsett åsens sträckning iförhållande till hiulaxeins rotationsaxei.

Figur 6 visar i en planvy en alternativ utföringsform av axelskyddsdelen 11 med dess inre yta 201 och de där piacerade åsarna 601, 602, 603. 604, 605, 606, 607, 608 vilka i denna utföringsform år åtta till antalet. Fyra av åsarna 603, 604, 605, 606 sträcker sig från den första kantytan 13 tiil den andra kantytan 14 medan de övriga fyra åsarna 601, 602, 607, 608 sträcker sig mellan en av kantytorna 13, 14 ut mot respektive åndyta 16, 17. Som framgår av figuren bildar åsarna vinkeln d med en proiektion av rotationsaxeln 120. Vlnkeln a ligger i intervallet 90° <= o <= 20 25 534 733 8 135° eller i intervallet 90° <= c: <= 110°, företrädesvis 97”. Varje äs är enligt denna utföringsform försedd med motsvarande avbrott An som visats i figur 2 men som förskjutits så att de är placerade längs en kanallinje 610 vilken bildar vinkeln ß med en projektion av rotationsaxeln 120. Vinkeln ß ligger i intervallet 0° <= ß <= 45°, företrädesvis 22”. Dessa vinkelintervaller av o och ß innebär att även utfö- ringsforrnen enligt figur 2 är tillämplig om o=90° och ß=O° fast utökad med ytterli- gare fyra åsar. Enligt figuren bildar varje avbrott An en delkanal 61,. vilken är orien- terad vinkelrätt mot åsarnas långdriktning och därmed bildar vinkeln v = a - 90°.

Emellertid kan vario avbrott An utformas så att dess clelkanal 61,, är riktad längs kanallinjen 610. l övrigt motsvarar denna utföringsform den uttöringsform som ovan visats och beskrivits i figur 2. l utföringsformen enligt figur 6 kan även àsar~ nas vinkel vara riktad åt motsatt håll, dvs. vinkeln u ligger i intervallet 45° <= a <= 90° eller i intervallet 'f0° <= o <= 90°, företrädesvis 83°. len sådan utföringsform ligger vinkeln ß i intervallet -45° <= ß <=0°.

Figur 7 visar en utformning av en delkanai 71,. l ett avbrott An av en äs 607 där delkanalen har orienterats ß+v i förhållande till dess orientering visad i ti- gur 6. Utföringsformen enligt figur 6 kan även utformas med samtliga delkanaler orienterade i förhållande till respektive äs riktning som visats ifigur 7 samt place- rade så att de sammanfaller med kanallinjen 610. Även utföringsformer där de raka åsama inte är parallella med varandra är tänkbara utföringsformer inom ramen för uppfinningen. Dessutom är utföringsfor- mer där åsarna inte är helt raka utan uppvisar någon form av cirkelbàgar möjlig inom ramen för uppfinningen. i detta senare fall kan avstånden mellan tvà intillig- gande cirkelbågar vara konstant eller till och med smalna av för varje axelskydds- del.

Claims (13)

20 25 30 534 733 PATENTKRAV

1. Skydd för en hjulaxel (31 ), företrädesvis till ett rälsforden. vilket skydd är anordnat som två axelskyddsdelar (11) vilka är monterade kring och omsluter hjul- exeln (31) i form av ett cirkuiårcyllndriskt rör, vilka axelskyddsdelar (11) när dessa är monterade bildar två i huvudsak längs hjuiaxeln (31) löpande radiella spalter (45) vilka sträcker sig från rörets ena ände till dess andra ände, kännetecknat av att varje axelskyddsdei (11) är försedd med åtminstone två invändigt placerade långsträckta åsar (19, 191, 192, 193, 194, 601, 602. 603, 604, 605, 606, 607. 608) vilka är orienterade huvudsakligen i omkretsled så att en luftkanal (20) bildas mel- lan de làngsträckta àsarna.

2. Skydd enligt patentkravet 1, kännetecknet av att de långsträckta åsarna (19, 191, 192, 193, 194, 601, 602, 603, 604, 605, 606, 607, 608) är försedda med minst ett avbrott (A1, A2, A3, A4, An) vilket avbrott är placerat i närheten av når- mast i axiell led intilliggande avbrett, så att luft- och vätskepassage kan ske mellan luftkanalerna.

3. Skydd enligt patentkravet 2. kännetecknar av att avbrotten är placerade i huvudsak axiellt mitt för varandra så att en i huvudsak axiellt riktad tvärkanal (21) bildas på axelskyddets insida.

4. Skydd enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknat av att ena axel- skyddsdeiens (11) kantyta som är vänd mot den andra axelskyddsdeiens (12) kantyta när delarna är monterade är försedd med minst en periferiell distansklack (15) för bildande av nämnda två radiella spalter (45) mellan axelskyddsdelarna (11, 12) när dessa är monterade kring hjulaxeln (31).

5. Skydd enligt något av patentkraven 1-4, kännetecknat av att axeiskydds~ delarna (11, 12) är försedda med ändytor (16, 17) som, när delarna år monterade, är axiellt belägna i ett plan vinkelrätt mot hjulaxelns (31) rotationsaxel (120) vilka ändytor vardera är försedda med minst tvà axiella distansklackar (181, 182) så att ett axiellt avstånd bildas mellan skyddet och närmaste intilliggande yta i axleli led. 20 PJ Eli 30 534 733 10

6. Skydd enligt något av patentkraven 1-5, kännetecknat av att den ena långsträckta àsen (19, 191, 192, 193, 194, 602, 603, 604, 605, 606, 607, 608) är orienterad så att den är belägen i ett första tänkta plan vilket är orienterat i en vin- kel vars spetsvinkel ligger i intervallet 45° - 90° mot hiulaxelns (31) rotationsaxel (120) och att den andra långsträckta àsens (19, 191, 192, 193, 194, 602, 603, 604, 605, 606, 607, 608) riktning sammanfaller med ett andra tänkta plan vilket är ori- enterat i en vinkel vars spetsvinkel ligger i intervallet 45° - 90° mot hjulaxelns (31) rotationsaxel (120).

7. Skydd enligt patentkravet 6, kännetecknat av att båda de làngstråckta åsarnas (19, 191, 192, 193, 194, 602, 603, 604, 605, 606, 607, 608) riktningar i förhàtlande till axalns (31) rotationsaxel (120) år den samma, dvs. att de Iàngsträckta åsarna är parallella med varandra.

8. Skydd enligt patentkravet 7, kännetacknat av att de båda de långsträckta åsarnas (19, 191, 192, 193, 194, 602, 603, 604, 605, 606, 607, 608) riktningar sammanfaller med tänkta pian vilka är orienterade 90° mot hjulaxelns (31) rota- tionsaxel (120).

9. Skydd enligt något av patentkraven 1-8, kännetecknat av att de båda de~ larnas(11, 12) utsidor är försedda med upphöjningar (23, 24) mellan vilka en bandklammer (42) är anordnad att styras när skyddet är monterat på hjulaxeln (31).

10. Skydd enligt något av patentkraven 1-9, kännetecknat av att var och en av de två axelskyddsdelarna (11, 12) är utformade till att omsluta lika stor del av hiulaxeln (31) när de är monterade.

11. Skydd enligt något av patentkraven 1-10, kännetecknat av att de längsträckta åsarna (19, 191, 192, 193, 194, 602, 603, 604, 605, 606, 607, 608) i tvärsnitt uppvisar en plan toppyta (52) med bredden (TB).

12. Skydd enligt patentkravet 11, kännetecknat av att toppytans bredd (TB) utgör 30-50%, företrädesvis 38%, av åsarnas bottenytas (51) bredd (BY). 534 733 11

13. Skydd enligt något av patentkraven 1~12, kännetecknat av att axel- skyddsdeiarna (11, 12) med dess àsar (19, 191. 192, 193. 194. 602, 603, 604, 605, 606, 607. 608) är tiüverkade av tvârbunden polyeten, s.k. PEX.