CN104455015B - 滚动轴承的阻挡端盖和配备有该盖的铁路轴的支承装置 - Google Patents

滚动轴承的阻挡端盖和配备有该盖的铁路轴的支承装置 Download PDF

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Abstract

一种用于铁路轴(2)的支承装置的铁路轴箱中的滚动轴承的阻挡端盖(11)；所述盖被成形为凹盘，其由具有对称轴线(A)的环形侧壁(13)、横向布置至对称轴线(A)的底壁(14)以及将底壁(14)连接至侧壁(13)的肘形环形连接部(15)限定；在平行于对称轴线(A)的方向上所测量的底壁(14)的厚度在位于对称轴线(A)的最大值(S1)与布置在由侧壁(13)所限定的盖(11)的径向外边缘(18)的最小值(S2)之间的径向方向上是连续变化的。

Description

滚动轴承的阻挡端盖和配备有该盖的铁路轴的支承装置
技术领域
本发明涉及一种用于滚动轴承的轴向阻挡端盖。本发明还涉及一种用于设置有配备有这样的盖的轴箱的铁路轴的支承装置。
背景技术
众所周知，例如从US3741614中，铁路车辆由一系列铁路轴支承，其中的每个都包含其上安装有车轮的轴；每个轴端由包括通过适当的悬架被限制至铁路车的铁路轴箱的装置支承。每个轴箱包括安装在轴的直径减小的端部(被称为轴颈)上的滚动轴承。滚动轴承的内圈被安装且轴向地锁定在由轴一体承载的肩部与通过螺钉被一体地限制至轴颈自由端尤其是其中正面表面的阻挡端盖之间的轴的轴颈上。
阻挡端盖受到相对高的应力，这可通过弯曲产生弹性变形。阻挡端盖(该端盖通常被当作凹盘)的中心朝向轴颈偏转，而盖的外周边缘偏转以便沿轴向移动远离轴承。这些变形(无论多小)可能会带来很多弊端，因为空间狭窄且可能存在车轮旋转检测装置。因此，阻挡端盖目前被当作相对刚性的元件，以便以盖的大重量的成本或限制或防止当今越来越少可接受的变形。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于滚动轴承的轴向阻挡端盖，特别是用于铁路轴的支承装置的铁路轴箱，该铁路轴同时还在存在相对高的弯曲应力中的轻重量以及很小倾向的变形。
因此，根据本发明，提供了一种具有在所附权利要求书中所公开的特征的用于滚动轴承的轴向阻挡端盖以及用于铁路轴的支承装置。
附图说明
下面参照示出其中非限制性实施例的附图对本发明进行说明，其中：
-图1示意性地示出了铁路轴的端部及根据本发明制成的相应支承装置的径向剖视图；
-图2示出了用于属于图1中轴的支承装置的滚动轴承的阻挡端盖的正视图；
-图3示出了沿着图2阻挡端盖的标绘面III-III截取的径向剖视图；以及
-图4示出了根据本发明的阻挡端盖的图3中剖视图的放大比例的细节。
具体实施方式
参照图1，附图标记1整体上是指铁路轴2的支承装置，为了简化起见仅部分地示出且属于车轴(其是已知的，但为了简化起见并未示出)。
轴2具有直径减小的相应端部3，为了简化起见仅示出了其中的一个，也称为轴颈，其中每一个由装置1承载。
装置1包括至少一个铁路轴箱4(其是已知类型的，但为了简化起见，仅部分示出)，该铁路轴箱反过来又包括安装在轴2的轴颈3上的滚动轴承5，并且包括被分成两个环部6b和6c的内圈6、外圈7、以及在图示的非限制性示例中的双冠滚动体8。
滚动轴承5的内圈6(带有其两个环部6b和6c)轴向地安装成被阻挡在由轴2一体承载的邻接肩部9(在相关情况下由圈10限定)与通过一系列的螺钉12(在图示的例子中三个以120°布置)一体地安装在圈10的相反侧上的轴颈3上的阻挡端盖11之间的轴2的轴颈3上。
同样参照图2和3，用于轴承5的阻挡端盖11被成形为凹盘，其由具有使用中与轴承5(图1)的对称轴线B同轴的对称轴线A的环形侧壁13、由横向布置至对称轴线A的底壁14以及由径向截面为肘形并将底壁14连接至侧壁13的环形连接部15限定。
底壁14设置有用于螺钉12的多个通孔16，用于在使用中将盖11紧固至轴2，侧壁13终止于底壁14的相反侧上，前环形表面17适于在使用中抵接着轴承5的圈6。
根据本发明的第一方面，盖的底壁14的厚度(在平行于对称轴线A的方向上测量)在位于该对称轴线的最大厚度S1与布置在由侧壁13限定的盖11的径向外边缘18的最小厚度S2之间的径向方向上是连续变化的。
特别地，底壁14被限制在面向侧壁13的前环形表面17的相反侧的外前表面19与在侧壁13的邻接前环形表面17的相同侧上面向的内前表面20之间，并且与侧壁13共同限定盖11的内凹陷或凹部21，其适于在使用中至少部分地与轴2的轴颈3的自由端22联接。
根据本发明，底壁14的外前表面19和内前表面20不是彼此平行的，而是在侧壁13的侧面上在朝向彼此的径向方向上会聚，两者都不垂直于对称轴线A。此外，底壁14的外前表面19和内前表面20都是曲面，优选的是让其曲率中心置于对称轴线A上。
根据本发明的另一方面，并且特别参照图4，底壁14的内前表面20具有的曲率半径R1比底壁14的外前表面19的曲率半径R2大至少一个数量级。此外，该底壁的外前表面的曲率半径R2等于测量的侧壁13的径向外径De(图3)的四倍或五倍。
此外，根据本发明的优选方面，底壁14的外前表面19和内前表面20具有相反的曲率。换句话说，曲率半径R1和R2是互为相反的，因为它们的曲率中心布置在相对于底壁14的相反侧上。半径R1的曲率中心布置成超出底壁14，在邻接前环形表面17的相反部分上，而半径R2的曲率中心布置在邻接前环形表面17的部分上并且超出了凹部21。
令人惊讶的是，代替具有恒定厚度的底壁以及具有如在现有技术中的平行表面，通过使盖11具有根据上面描述的尺寸参数允许减少盖11的整体重量，因而弯曲强度保持相等，从而使得径向外边缘18在使用中在螺钉12的压应力下不会明显变形。
此外，为了获得最佳结果，肘形环形连接部15在底壁14的厚度的方向上被限制在两个曲面22和23之间，这两个曲面以连续的方式与底壁14以及与侧壁13接合平齐；第一径向外曲面22具有第一半径R3，第二径向内曲面23具有第二半径R4；根据本发明的另一方面，第一半径R3具有的值大于第二半径R4的值，其包括在第二半径R4的值加上在连接部15的底壁的厚度S的一半与第二半径R4的值加上在连接部15的底壁的厚度S的两倍之间，使得下面的不等式应用：
(1)R3≥R4+1/2S
(2)R3≤R4+2S
盖11具有侧壁13，其在外部沿径向设置有被获得在侧壁13的前环形表面17附近的凸缘24，而且沿轴向从前环形表面17移开，从而将环形台阶26限定在侧壁13的径向外横向表面25上并朝向前环形表面17，根据本发明的最后一个方面，该环形台阶在轴向方向上必须测量的高度H或等于或大于2毫米。
最后，本发明包括使盖11的底壁14(其在使用中接收螺钉12的压力)具有的厚度(在平行与对称轴线A的方向上测量)在位于对称轴线A的最大值S1与布置在盖11的径向外边缘18的最小值S2之间的径向方向上是连续变化的，并且包括将这种可变厚度的底壁14被限定在面向轴承5的相反侧的外前表面19与面向轴承5的内前表面20之间，这两个表面不是彼此平行的，而是在侧壁13的一个朝向另一个的径向方向上的两个会聚的曲面，并且具有的曲率半径与内前表面20的更大曲率半径不同至少一个数量级。
最后，盖11仅在通孔16且在外前表面19具有加厚部分，其形成适于以抵接方式容纳螺钉12头部的扁平凸起27。这样的凸起27被获得在底壁14上，以便仅在孔16提供底壁14的局部加厚，除了如上所述的底壁14的一般形状外。特别是，凸起27在对应于底壁14的端部与环形连接部15之间的过渡的径向位置被获得在底壁14上，以便更好地分配在使用中由整个盖11上的螺钉12所造成的应力。

Claims (11)

1.一种用于滚动轴承(5)的阻挡端盖(11)，用于安装在铁路轴(2)的支承装置(1)的铁路轴箱中，所述阻挡端盖(11)被成形为凹盘，其由具有使用中与该轴承的对称轴线(B)同轴的对称轴线(A)的环形侧壁、由布置成横向于对称轴线(A)的底壁(14)以及由将底壁(14)连接至侧壁(13)的肘形环形连接部(15)限定；所述底壁(14)设置有用于相应螺钉(12)的多个通孔(16)，用于在使用中将所述阻挡端盖紧固至轴(2)，且所述侧壁(13)终止于该底壁的相反侧上，前环形表面(17)适于在使用中抵接着所述轴承的内圈(6)；其特征在于：
ⅰ)-在平行于对称轴线(A)的方向上所测量的底壁(14)的厚度在位于对称轴线(A)的最大值(S1)与布置在由侧壁(13)所限定的阻挡端盖的径向外边缘(18)的最小值(S2)之间的径向方向上是连续变化的；
ⅱ)-扁平凸起(27)被获得在底壁(14)上，仅在其中的通孔(16)上且在其中的外前表面(19)上，该凸起(27)提供阻挡端盖(11)的加厚，其适于以抵接方式容纳紧固螺钉(12)的相应头部。
2.根据权利要求1所述的阻挡端盖(11)，其特征在于，所述底壁(14)被限制在面向所述侧壁的邻接前环形表面(17)的相反侧的外前表面(19)与面向所述侧壁的邻接前环形表面的相同侧的内前表面(20)之间，并且与所述侧壁共同限定所述阻挡端盖的凹部(21)，所述阻挡端盖的凹部(21)适于在使用中至少部分地与所述轴的自由端联接；所述底壁(14)的外前表面(19)和内前表面(20)不是彼此平行的，且在侧壁(13)的侧面上朝向彼此沿径向会聚，并且二者都不垂直于对称轴线(A)。
3.根据权利要求2所述的阻挡端盖，其特征在于，所述底壁的外前表面(19)和内前表面(20)都是曲面。
4.根据权利要求3所述的阻挡端盖，其特征在于，所述底壁的外前表面的曲率中心和所述底壁的内前表面(20)的曲率中心置于对称轴线(A)上。
5.根据权利要求3或4所述的阻挡端盖，其特征在于，所述底壁(14)的内前表面(20)的曲率半径(R1)比所述底壁的外前表面(19)的曲率半径(R2)大至少一个数量级。
6.根据权利要求5所述的阻挡端盖，其特征在于，所述底壁的外前表面(19)的曲率半径(R2)等于测量的侧壁(13)的径向外径(De)的四倍或五倍。
7.根据权利要求3至4中任一项所述的阻挡端盖，其特征在于，所述底壁的外前表面(19)和内前表面(20)的曲率中心布置在相对于底壁(14)的相反侧上。
8.根据前述权利要求1至4中任一项所述的阻挡端盖，其特征在于，所述肘形环形连接部(15)在所述底壁的厚度(S)的方向上被限制在两个曲面(22、23)之间，这两个曲面以连续的方式与所述底壁以及与所述侧壁接合平齐；第一径向外曲面(22)具有第一半径(R3)，第二径向内曲面(23)具有第二半径(R4)；所述第一半径(R3)具有的值大于第二半径(R4)的值，所述第一半径(R3)具有的值处在第二半径(R4)的值加上在连接部(15)的底壁的厚度(S)的一半与第二半径(R4)的值加上在该连接部的底壁的厚度(S)的两倍之间。
9.根据前述权利要求1至4中任一项所述的阻挡端盖，其特征在于，所述侧壁(13)在外部沿径向设置有靠近该侧壁的前环形表面(17)的凸缘(24)，而且沿轴向与该侧壁的前环形表面间隔开，从而将环形台阶(26)限定在所述侧壁的径向外横向表面(25)上并朝向所述前环形表面，该环形台阶(26)在轴向方向上测量的高度H等于或大于2毫米。
10.一种铁路轴(2)的支承装置(1)，包括至少一个铁路轴箱(4)，该铁路轴箱包括安装在所述轴的较小直径端部或轴颈(3)上的滚动轴承(5)，所述滚动轴承的内圈(6)轴向地安装成被阻挡在由所述轴一体承载的肩部(9)与阻挡端盖(11)之间，所述阻挡端盖被成形为凹盘，其由具有与该轴承的对称轴线(B)同轴的对称轴线(A)的环形侧壁(13)、由横向布置至该对称轴线的底壁(14)以及由将所述底壁连接至所述侧壁的肘形环形连接部(15)限定；所述底壁设置有用于相应螺钉(12)的多个通孔(16)，用于将所述阻挡端盖紧固至所述轴，且所述侧壁终止于该底壁的相反侧上，前环形表面(17)配合抵靠着所述轴承的内圈；其特征在于，在平行于对称轴线(A)的方向上所测量的阻挡端盖的底壁(14)的厚度在位于所述对称轴线的最大值(S1)与布置在由所述侧壁限定的阻挡端盖的径向外边缘(18)的最小值(S2)之间的径向方向上是连续变化的。
11.根据权利要求10所述的支承装置，其特征在于，所述阻挡端盖的底壁(14)被限定在面向轴承(5)的相反侧的外前表面(19)与面向轴承(5)的内前表面(20)之间，该外前表面和内前表面不是彼此平行的，而是在侧壁(13)的侧面上朝向彼此沿径向会聚的两个曲面(19、20)，并且具有以至少一个数量级而不同的曲率半径(R1、R2)，其中内前表面(20)的曲率半径大于外前表面(19)的曲率半径。
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