DE102016208085A1

DE102016208085A1 - Stützringanordnung für Lager von Eisenbahnwagenachsen

Info

Publication number: DE102016208085A1
Application number: DE102016208085.7A
Authority: DE
Inventors: Arnaud Duchassin; Michael Duguet; Thierry Le Moigne; Jonathan Repesse; Mark Ussai; David JOHANSSON
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2015-05-11
Filing date: 2016-05-11
Publication date: 2016-11-17
Also published as: FR3051236A1; US20160355196A1; CN106438724A; CN106438724B; FR3051236B1; US9789887B2

Abstract

Eine Stützringanordnung ist für eine Eisenbahnwagenachsenanordnung mit einer Welle mit einer Mittelachse und einem auf der Welle angebrachten Lager. Ein ringförmiger Stützring ist um die Welle zwischen dem Lager und einem vergrößerten Wellenabschnitt angeordnet und weist eine Mittelachse, eine innere Fläche, die sich um die Achse erstreckt und eine Mittelbohrung zum Aufnehmen der Welle definiert, und eine Haltefläche, die von dem vergrößerten Wellenabschnitt abgewandt ist, wenn der Stützring auf der Welle angeordnet ist, auf. Ein Halteelement umfasst einen ringförmigen Körper, der um den vergrößerten Wellenabschnitt herum anordenbar ist und der eine innere Fläche aufweist, die dazu bemaßt ist, mit der zylindrischen Fläche des vergrößerten Wellenabschnitts in Reibeingriff zu gehen, und zumindest ein Verbindungselement, das mit dem ringförmigen Körper verbunden ist. Das Verbindungselement/die Verbindungselemente gehen mit der Haltefläche des Rings in Eingriff, um den ringförmigen Körper des Halteelements lösbar mit dem Stützring zu verbinden, um den Ring an einer festen Position auf der Welle zu halten.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Lager, und genauer Stützringe, die bei Lager von Eisenbahnwagenachsen verwendet werden.
Eisenbahnwagenachsenanordnungen umfassen üblicherweise ein oder mehrere Lager zum drehbaren Verbinden der Achsenwelle mit dem Untergestell eines Eisenbahnwagens. Im Allgemeinen umfasst die Achsenwelle einen Zapfenabschnitt zum Aufnehmen der Lageranordnung, die typischer Weise in einem Gehäuse angeordnet ist, das mit einem Fahrgestell oder Untergestell verbindbar ist, und zumindest einen vergrößerten Abschnitt zum Befestigen eines Rades. Ein Stützring wird im Allgemeinen verwendet, um die Last auf die Lageranordnung abzustützen und ist an dem Übergang zwischen den zwei Wellenabschnitten angeordnet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einem Aspekt ist die vorliegende Erfindung eine Stützringanordnung für eine Eisenbahnwagenachsenanordnung, die eine Welle mit einer Mittelachse und ein Lager, das auf der Welle angebracht ist, umfasst. Die Welle hat einen vergrößerten Abschnitt mit einer im Wesentlichen zylindrischen äußeren Umfangsfläche, und einen gekrümmten Auskehlungsabschnitt, der den vergrößerten Abschnitt mit dem Rest der Welle verbindet. Die Stützringanordnung umfasst einen im Allgemeinen ringförmigen Stützring, der an der Welle zwischen dem Lager und dem vergrößerten Wellenabschnitt anordenbar ist. Der Stützring hat eine Mittelachse, eine innere Umfangsfläche, die sich um die Achse erstreckt und eine Mittelbohrung zum Aufnehmen eines Abschnitts der Welle definiert, und eine Haltefläche, die im Allgemeinen von dem vergrößerten Wellenabschnitt abgewandt ist, wenn der Stützring auf der Welle angeordnet ist. Ein Halteelement umfasst im Allgemeinen einen ringförmigen Körper, der um den vergrößerten Abschnitt der Welle herum anordenbar ist, wobei der ringförmige Körper eine innere Umfangsfläche aufweist, die dazu bemaßt ist, mit der zylindrischen Fläche des vergrößerten Wellenabschnitts in Reibschluss zu sein, und zumindest ein Verbindungselement, das mit dem ringförmigen Körper verbunden ist. Das Verbindungselement ist dazu ausgelegt, mit der Haltefläche des Stützrings in Eingriff zu gehen, um den ringförmigen Haltekörper lösbar mit dem Stützring zu verbinden, und dadurch den Ring auf einer im Wesentlichen festen axialen Position auf der Welle zu halten.
In einem anderen Aspekt ist die vorliegende Erfindung wiederum eine Stützringanordnung für eine Eisenbahnwagenachsenanordnung mit einer Welle mit einer Mittelachse und einem Lager, das auf der Welle angebracht ist. Die Welle hat einen vergrößerten Abschnitt mit einer im Wesentlichen zylindrischen äußeren Umfangsfläche und einen gekrümmten Kehlungsabschnitt, der den vergrößerten Abschnitt mit einem Rest der Welle verbindet. Die Stützringanordnung umfasst einen im Wesentlichen ringförmigen Stützring, der auf der Welle zwischen dem Lager und dem vergrößerten Wellenabschnitt anordenbar ist. Der Stützring hat eine Mittelachse und eine innere Umfangsfläche, die sich um die Achse erstreckt und eine Mittelbohrung zum Aufnehmen eines Abschnitts der Welle definiert, und eine gegenüberliegende äußere Umfangsfläche. Ein Halteelement umfasst einen im Wesentlichen ringförmigen Körperabschnitt mit einer inneren Umfangsfläche, die dazu bemaßt ist, mit der zylindrischen Fläche des vergrößerten Wellenabschnitts in Reibschluss zu sein, und einen im Allgemeinen rohrförmigen Verbindungsabschnitt, der integral mit dem ringförmigen Körperabschnitt ausgebildet ist. Der rohrförmige Halteelementabschnitt ist um die äußere Fläche des Stützrings herum anordenbar, und dazu ausgelegt, mit dem Stützring in Eingriff zu gehen, um den ringförmigen Körperabschnitt mit dem Stützring lösbar zu verbinden, um so den Ring an einer im Wesentlichen feststehenden axialen Position auf der Welle zu halten.
In einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Erfindung wiederum eine Stützringanordnung für eine Eisenbahnwagenachsenanordnung, wobei die Achsenanordnung eine Welle mit einer Mittelachse und ein Lager, das auf der Welle angebracht ist, aufweist. Die Welle hat einen vergrößerten Abschnitt mit einer im Wesentlichen zylindrischen äußeren Umfangsfläche und einen gekrümmten Auskehlungsabschnitt, der den vergrößerten Abschnitt mit einem Rest der Welle verbindet. Die Stützringanordnung umfasst einen im Allgemeinen ringförmigen Stützring mit einander gegenüberliegenden ersten und zweiten axialen Enden und einer inneren Umfangsfläche, die eine Mittelbohrung zum Aufnehmen eines Abschnitts der Welle aufweist, so dass der Ring zwischen dem Lager und dem vergrößerten Wellenabschnitt angeordnet ist. Die innere Ringfläche umfasst einen gekrümmten Flächenabschnitt, der neben den Auskehlungswellenabschnitt legbar ist, wenn der Stützring auf der Welle angeordnet ist. Der Stützring hat weiterhin eine im Allgemeinen sich radial erstreckende Schulterfläche, die im Allgemeinen dem Lager zugewandt ist. Ein Halteelement umfasst einen im Allgemeinen ringförmigen Körper, der neben dem ersten axialen Ende des Stützrings angeordnet ist, wobei der ringförmige Körper eine Mittelbohrung aufweist, die dazu bemaßt ist, mit der zylindrischen Fläche des vergrößerten Wellenabschnitts in Reibschluss zu sein. Das Halteelement umfasst weiterhin ein im Allgemeinen rohrförmiges Verbindungselement, das um den Stützring herum anordenbar ist und ein erstes Ende hat, das integral mit dem ringförmigen Körper ausgebildet ist, und ein zweites Ende hat, das dazu ausgelegt ist, mit der Schulterfläche des Stützrings in Eingriff zu gehen, um den ringförmigen Körper mit dem Ring lösbar zu verbinden, so dass der Stützring im Wesentlichen an einer festen axialen Position auf der Welle gehalten ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER EINIGEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehende Zusammenfassung genauso wie die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den angehängten Zeichnungen gelesen werden. Zum Zweck der Darstellung der Erfindung werden in den schematischen Zeichnungen Ausführungsbeispiele gezeigt, die momentan bevorzugt sind. Es sollte dennoch verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten genauen Anordnungen und Ausgestaltungen limitiert ist. In den Zeichnungen:
1 ist ein axialer Querschnitt durch eine Lageranordnung einer Eisenbahnwagenachse mit einer Stützringanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine vergrößerte Aufrissansicht eines Teils von 1;
3 ist eine perspektivische Vorderansicht der Stützringanordnung, die getrennt von einer Eisenbahnwagenachse gezeigt ist;
4 ist eine perspektivische Rückseitenansicht der Stützringanordnung;
5 ist eine Vorderseitendraufsicht auf die Stützringanordnung;
6 ist eine Rückseitendraufsicht auf Stützringanordnung;
7 ist eine axiale Querschnittsansicht der Stützringanordnung entlang der Linie 7-7 von 5;
8 ist eine vergrößerte Aufrissansicht eines Teils von 7;
9 ist eine perspektivische Vorderseitenansicht eines Stützrings der Stützringanordnung;
10 ist eine perspektivische Rückseitenansicht des Stützrings;
11 ist eine Vorderseitendraufsicht auf den Stützring;
12 ist eine Rückseitendraufsicht auf den Stützring;
13 ist eine axiale Querschnittsansicht der Stützringanordnung entlang der Linie 13-13 aus 11;
14 ist eine vergrößerte Aufrissansicht eines Teils von 13;
15 ist eine perspektivische Vorderseitenansicht eines Halteelements der Stützringanordnung;
16 ist eine perspektivische Rückseitenansicht des Halteelements;
17 ist eine Vorderseitendraufsicht auf das Halteelement;
18 ist eine Rückseitendraufsicht auf das Halteelement;
19 ist eine axiale Querschnittsansicht durch das Halteelement entlang der Linie 19-19 aus 17;
20 ist eine axiale Querschnittsansicht durch das Halteelement entlang der Linie 20-20 aus 18;
21 ist eine vergrößerte Aufrissansicht eines Teils von 19;
22 ist eine vergrößerte axiale geschnittene Aufrissansicht einer alternativen Ausgestaltung des Halteelements; und
23 ist eine axiale Schnittansicht der Stützringanordnung, die den Prozess des Montierens und Demontierens des Halterings von dem Stützring zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine bestimmte Terminologie wird in der folgenden Beschreibung nur der Bequemlichkeit halber verwendet und ist nicht limitierend. Die Begriffe „innen”, „nach innen” und „außen”, „nach außen” beziehen sich auf Richtungen hin zu bzw. weg von, einer bezeichneten Mittellinie oder eines geometrischen Zentrums eines beschriebenen Elements, wobei die spezielle Bedeutung leicht aus dem Kontext der Beschreibung klar wird. Weiterhin beabsichtigen die Begriffe „verbunden” und „gekoppelt”, wie sie hierin verwendet werden, direkte Verbindungen zwischen zwei Elementen ohne ein anderes dazwischen liegendes Element, und indirekte Verbindungen zwischen Elementen, bei denen ein oder mehrere andere Elemente zwischen ihnen angeordnet sind, zu umfassen. Die Terminologie umfasst die oben speziell genannten Begriffe, Ableitungen davon und Begriffe ähnlicher Art und Weise.
Bezugnehmend jetzt auf die Zeichnungen im Detail, bei denen durchweg ähnliche Bezugszeichen verwendet werden, um ähnliche Elemente zu bezeichnen, wird in den 1 bis 22 eine Stützringanordnung 10 für eine Eisenbahnwagenachsenanordnung 1 gezeigt, wobei die Achsenanordnung 1 eine Welle 2 mit einer Mittelachse A_S und ein Lager 3, das auf der Welle 2 angebracht ist, umfasst. Die Achsenwelle 2 hat einen vergrößerten Abschnitt 4 mit einer im Wesentlichen zylindrischen äußeren Umfangsfläche 5 und einen gekrümmten Auskehlungsabschnitt 6, der den vergrößerten Abschnitt 4 mit einem Rest der Welle 2 verbindet. Die Stützringanordnung 10 umfasst im Wesentlichen einen im Allgemeinen ringförmigen Stützring 12, der zwischen dem Lager 3 und dem vergrößerten Wellenabschnitt 4 um die Welle 2 herum anordenbar ist, und ein im Wesentlichen röhrenförmiges Halteelement 14. Das Halteelement 14 ist dazu ausgelegt, mit dem vergrößerten Wellenabschnitt 4 in Eingriff zu gehen und den Stützring 12 in einer festen axialen Position auf der Welle 2 zu halten.
Genauer gesagt umfasst der Stützring 12 einen im Wesentlichen zylindrischen Körper 16, mit einer Mittelachse A_R und einem ersten und einem zweiten axialen Ende 16a, 16b, die entlang der Achse A_R voneinander beabstandet sind. Der Stützringkörper 16 hat eine innere Umfangsfläche 15, die eine Mittelbohrung 18 definiert, um einen Abschnitt der Welle 2 aufzunehmen, und eine äußere Umfangsfläche 17, wobei sich die innere und die äußere Fläche 15, 17 axial zwischen den Enden 16a, 16b, und umfänglich um die Achse A_R erstrecken. Vorzugsweise umfasst die innere Fläche 15 des Stützrings einen gekrümmten Flächenabschnitt 15a (am bevorzugtesten die gesamte Fläche 15), die gegen den Auskehlungswellenabschnitt 6 anliegend angeordnet ist, wenn der Stützring 12 auf der Welle 2 angeordnet ist, wodurch ermöglicht wird, dass der Stützring 12 eng neben dem vergrößerten Abschnitt 4 der Welle 2 eingepasst ist. Weiterhin ist der Stützringkörper 16 vorzugsweise derart ausgebildet, dass das axiale Ende 16a des Körpers im Allgemeinen innerhalb oder neben einer radialen Ebene P (gestrichelten Linien in 1 und 2) durch den Übergang von dem vergrößerten Wellenabschnitts 4 zu dem Auskehlungswellenabschnitt 6 liegt, so dass der Stützring 12 sich nicht über den vergrößerten Abschnitt 4 erstreckt oder ihn „überlagert”.
Weiterhin umfasst der Stützring 12 eine sich im Wesentlichen radial erstreckende Schulter oder Haltefläche 20, die im Allgemeinen von dem vergrößerten Wellenabschnitt 4 abgewandt ist, und demnach im Allgemeinen dem Lager 3 zugewandt ist, wenn der Stützring 12 und das Lager 3 auf der Welle 2 angeordnet sind. Die Haltefläche 20 erstreckt sich vorzugsweise im Allgemeinen neben dem zweiten axialen Ende 16b des Körpers von der äußeren Ringfläche 17 nach radial innen, und ist am bevorzugtesten an dem zweiten Ende 16b des Körpers ausgebildet. Weiterhin ist vorzugsweise die Schulterfläche 20 eine im Wesentlichen durchgängige im Allgemeinen ringförmige radiale Fläche (wie dargestellt), sie kann aber auch als eine oder mehrere im Allgemeinen gebogene Flächenabschnitte ausgebildet sein und/oder kann sich zumindest teilweise axial bezüglich der Achse A_R erstrecken. Vorzugsweise hat der Stützringkörper 16 weiterhin eine im Allgemeinen ringförmige Schulter 19, die sich axial von dem zweiten Ende 16b des Körpers erstreckt und eine im Allgemeinen ringförmige Tasche 19a um die Welle definiert, um, wie in den 1 und 2 gezeigt, ein axiales Ende 7a eines ringförmigen Verschleißrings oder einer ringförmigen Verschleißhülse 7 der Lageranordnung 3, aufzunehmen.
Weiterhin umfasst das Halteelement 14 vorzugsweise einen im Allgemeinen ringförmigen Körper 22, der um den vergrößerten Wellenabschnitt 4 herum anordenbar ist, und zumindest ein Verbindungselement 24, das mit dem ringförmigen Körper 22 verbunden ist, und dazu ausgelegt ist, mit dem Stützring 12 in Eingriff zu gehen. Der ringförmige Haltekörper 22 hat einander gegenüberliegende äußere und innere axiale Enden 22a, 22b, eine innere Umfangsfläche 23a, die derart bemaßt ist, dass sie mit der zylindrischen Fläche des vergrößerten Wellenabschnitts 4 in Reibschluss geht, und eine gegenüberliegende äußere Umfangsfläche 23b. Das mindestens eine Verbindungselement 24 des Halteelements ist mit den inneren Enden 22a des ringförmigen Körpers verbunden und ist vorzugsweise dazu ausgelegt, mit der radialen Haltefläche 20 des Stützrings in Eingriff zu gehen, um den ringförmigen Haltekörper 22 mit dem Stützring 12 lösbar zu verbinden, so dass dadurch der Ring 12 in einer im Wesentlichen festen axialen Position auf der Welle gehalten wird. Das heißt, dass der Reibschluss des ringförmigen Haltekörpers 22 mit dem vergrößerten Wellenabschnitt 4 das Halteelement 14 lösbar an der Welle 2 fixiert, so dass der Eingriff des Verbindungselements 24 des Halteelements mit dem Stützring 12 dadurch derart wirkt, dass der Stützring 12 auf der Welle 2 axial fixiert/gehalten ist.
Speziell Bezug nehmend auf die 1 und 2 ist zumindest der ringförmige Körper 22 des Halteelements 14, und am bevorzugtesten das gesamte Halteelement 14, wie weiter unten diskutiert, aus einem im Wesentlichen expandierbaren Material ausgebildet, wie zum Beispiel einem Polymermaterial, einem metallischen Material etc. Demnach ist die Mittelbohrung 18 des Halteelements 14 dazu ausgebildet, separat eine Vielzahl von Wellen 2 mit unterschiedlichen Größen oder Dimensionen aufzunehmen. Speziell umfasst jede Welle 2 einen vergrößerten Abschnitt 4 mit einem Außendurchmesser OD_S (2), der einen von den Werten der Außendurchmesser OD_S der vergrößerten Abschnitte der jeweils anderen der mehreren Wellen 2 unterschiedlichen Wert haben kann. Demnach ist das Halteelement 14 dazu fähig, mehrere verschiedene Wellen aufzunehmen oder mit ihnen in Eingriff zu gehen, die jeweils mit einem vergrößerten Abschnitt 4 ausgebildet sind, die einen Außendurchmesser OD_S in einem Wertebereich haben. Somit ist die Stützringanordnung 10 für einen Gebrauch mit einer Vielfalt von Wellen 2 ausgebildet.
Weiterhin ist, zumindest teilweise aufgrund der Expandierbarkeit des Halteringkörpers 22, die innere Fläche 23 des ringförmigen Körpers dazu ausgelegt, abdichtend mit der äußeren Fläche 5 des vergrößerten Abschnitts in Eingriff zu gehen. Vorzugsweise ist der abdichtende Eingriff dadurch verstärkt, dass zumindest der ringförmige Körper aus einem Polymermaterial ausgebildet ist, wobei an einem metallischen ringförmigen Körper 22 ein innerer Polymerbesatz bereitgestellt ist, oder durch andere geeignete Mittel zum Verbessern der Abdichtung zwischen dem ringförmigen Körper 22 und dem vergrößerten Wellenabschnitt 4. In jeden Fall fungiert der abdichtende Eingriff zwischen dem Halteelement 14 und der Welle 2 dazu, einen Eintritt von Wasser oder anderen Flüssigkeiten in den Abschnitt der Welle 2, der von der Stützringanordnung 10 umschlossen ist, zu verhindern, was sonst zu einer Oxidierung des metallischen Stützrings 12 führen würde.
Unter Bezugnahme jetzt auf die 2, 6 bis 8, 16 und 18 bis 22 umfasst das Halteverbindungselement 24 vorzugsweise einen im Allgemeinen röhrenförmigen Körper 25, der mit dem ringförmigen Körper 22 des Halteelements verbunden ist und um den zylindrischen Körper 16 des Stützrings herum anordenbar ist. Alternativ kann das Verbindungselement 24 des Halteelements aus mehreren verlängerten Streifen (nicht dargestellt) ausgebildet sein, die jeweils ein erstes integral mit dem Körper 22 des Halteelements ausgebildetes Ende, und ein zweites gegenüberliegendes freies Ende aufweisen, das mit der Haltefläche 20 des Stützrings in Eingriff gehen kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform hat der röhrenförmige Körper 25 ein erstes Ende 25a, das mit dem zweiten Ende 22b des ringförmigen Körpers des Halteelements verbunden ist, ein zweites Ende 25b, das mit der Schulterfläche 20 des Stützrings in Eingriff gehen kann, eine innere Umfangsfläche 26, die um die äußere Umfangsfläche 17 des Stützrings herum anordenbar ist und eine offene Mittelbohrung 29 definiert, und eine gegenüberliegende äußere Umfangsfläche 27. Wenn das bevorzugte Halteelement 24 an dem Stützring 12 eingebaut ist, ist das zweite Ende 25b des röhrenförmigen Körpers des Verbindungselements zumindest im Allgemeinen neben dem zweiten axialen Ende 16b des Stützrings angeordnet und ist dazu ausgelegt, mit der Halteschulterfläche 20 in Eingriff zu gehen, wie im Detail weiter unten beschrieben werden wird. Vorzugsweise ist der röhrenförmige Körper 25 des Verbindungselements des Halteelements integral mit dem ringförmigen Körper 22 des Halteelements ausgebildet, so dass der ringförmige Körper 22 und das Verbindungselement 24 integrale Teile eines einstückig konstruierten Halteelements 14 sind. Alternativ kann der röhrenförmige Körper 25 des Verbindungselements an einem separaten ringförmigen Körper 22 über geeignete Mittel (beispielsweise Befestigungselemente, Klebeelemente, Plastikschweißen, etc.) befestigt sein.
In jedem Fall ist zumindest ein Teil des bevorzugten röhrenförmigen Körpers 25 des Verbindungselements des Halteelements dazu ausgelegt, sich im Allgemeinen radial zu verbiegen, wenn das Halteelement 14 an dem Stützring 12 angebracht wird, und alternativ, wenn das Halteelement von dem Stützring 12 entfernt wird, so dass der röhrenförmige Körper 25 des Verbindungselements des Halteelements dazu ausgelegt ist, sich eng um den zylindrischen Körper 16 des Stützrings einzupassen. Am bevorzugtesten ist der zylindrische Körper 16 des Stützrings vorzugsweise mit einer sich axial erstreckenden Konizität ausgebildet, so dass die äußere umfängliche Fläche 17 im Allgemeinen kegelstumpfförmig ist. Insbesondere erstreckt sich die äußere Fläche 17 des Körpers vorzugsweise im Allgemeinen axial zwischen einem ersten durchmessermäßig kleineren axialen Rand 17a nahe dem ersten axialen Ende 16a des Stützrings und einem zweiten durchmessermäßig größeren axialen Rand 17b nahe dem zweiten axialen Ende 16b des Stützrings, wobei sich die Halteschulterfläche von dem zweiten axialen Ende 17b nach radial innen erstreckt, wie in den 13 und 15 dargestellt ist.
Bei einer derartigen Stützringstruktur ist zumindest die innere Fläche 26, und am meisten bevorzugt der gesamte röhrenförmige Körper 25, des bevorzugten Verbindungselements 24 des Halteelements im Allgemeinen kegelstumpfförmig und derart bemaßt, dass sie nahe oder nebenliegend an der äußeren Fläche 17 des Halterings anordenbar ist. Genauer gesagt hat die inneren Umfangsfläche 26 des röhrenförmigen Körpers 25 des Verbindungselements des Halteelements einen ersten durchmessermäßig kleineren axialen Rand 26 nahe dem ringförmigen Körper 22 des Halteelements, und einen gegenüberliegenden zweiten durchmessermäßig größeren axialen Rand 26b, wie in 19 dargestellt ist. Der kleinere Rand 26a der inneren Fläche 26 des röhrenförmigen Körpers ist geringfügig größer bemessen als der kleinere Rand 17a der äußeren Fläche 17 des Stützrings und der größere Rand 26b der inneren Fläche 26 des röhrenförmigen Körpers ist geringfügig größer als der zweite Rand 17b der äußeren Fläche 27 des Stützrings.
Als solches sind der Stützring 12 und das Halteelement 14 derart ausgebildet, dass das Verbindungselement 24 des Halteelements den Stützring 12 umschließt, um ein Eindringen von Fluiden zwischen den Ring 12 und das Verbindungselement 24 zu verhindern. Zudem erleichtern die komplementären kegelstumpfförmigen Strukturen des Stützrings 12 und des Verbindungselements 24 des Halteelements den Einbau des Halteelements 14 auf den Stützring 12, wie genauer weiter unten diskutiert wird. Vorzugsweise umfasst das Halteelement 14 weiterhin mehrere umfänglich voneinander beabstandete Antirotationsrippen 40, die sich jeweils zwischen der inneren Fläche 27 des Verbindungselementskörpers und dem inneren Ende 22b des Verbindungselementskörpers 22 erstrecken. Jede Rippe 40 ist in einer einzelnen von mehreren Positioniertaschen 42 angeordnet, die an dem ersten axialen Ende 16 des Stützringkörpers 16 ausgebildet sind, um so eine relative Winkelverschiebung zwischen dem Halteelement 14 und dem Stützring 12 zu verhindern. Wie am besten in den
16 und 18 bis 23 gezeigt, umfasst das Verbindungselement 24 des Halteelements vorzugsweise zumindest eine Eingriffskante 30, die sich von dem zweiten Ende 25b des röhrenförmigen Körpers radial nach innen erstreckt und die gegen die Haltefläche des Stützrings anordenbar ist. Vorzugsweise umfasst das Halteverbindungselement 24 mehrere im Allgemeinen bogenförmige Kanten 30 mit einander gegenüberliegenden umfänglichen Enden 30a, 30b, wobei die Kanten 30 umfänglich um die Mittelachse A_R des Rings beabstandet sind. Alternativ kann der Körper 25 des Halteverbindungselements nur eine einzelne durchgängige ringförmige Kante (nicht gezeigt) umfassen. Vorzugsweise hat der ringförmige Körper 25 mehrere Paare von parallel geschlitzten Aussparungen 32, die sich an einem separaten umfänglichen Ende 30a, 30b jeder Kante 30 von dem zweiten Ende 25b des Körpers nach axial innen erstrecken. Jedes Aussparungspaar 32 definiert einen einzelnen von mehreren allgemein bogenförmigen, rechtwinkeligen Befestigungsstreifen 34. Jeder Befestigungsstreifen 34 trägt eine einzelne der bogenförmigen Haltekanten 30 und ist im Allgemeinen hinsichtlich eines Rests des Körpers 25 in im Allgemeinen radialen Richtungen verbiegbar, um die verbundenen Kanten 30 in Eingriff mit, und alternativ aus Eingriff von, der Haltefläche 20 des Stützrings zu bringen. Insbesondere hat jeder Streifen 34 ein inneres Ende 34a, das integral mit dem Rest des Körpers 25 verbunden ist und das um diesen in Auslegerweise biegbar ist, um im Allgemeinen das gegenüberliegende zweite äußere Ende 34b zu versetzen, und dadurch auch die damit verbundene Eingriffskante 30, wie in 23 dargestellt ist.
Weiterhin hat der ringförmige Körper 25 vorzugsweise mehrere im Allgemeinen bogenförmige Taschen 36, die sich von dem zweiten Ende des Körpers nach axial innen erstrecken, und die radial außerhalb von jedem Befestigungsstreifen 34 angeordnet sind, wobei sich jedes Paar der geschlitzten Aussparungen 32 radial in eine benachbarte der Taschen 36 erstreckt. Die Taschen 36 ermöglichen, dass die radiale Dicke jedes Befestigungsstreifens 34 wesentlich reduziert ist, wodurch die radiale Verbiegung jedes Streifens 34 erleichtert wird, und einen abgeschlossenen Raum für eine derartige Bewegung des benachbarten Streifens 34 bereitstellt, um eine Beschädigung daran zu verhindern. Dennoch kann der röhrenförmige Körper 25 alternativ mit einer radialen Dicke ausgebildet sein, die im Wesentlichen geringer ist als die im Allgemeinen in den 16 bis 21 gezeigte, und bei dem sich die geschlitzten Aussparungen 32 durch die gesamte Körperdicke erstrecken, so dass die Befestigungsstreifen 34 nicht von irgendwelchen Taschen umgeben sind, wie in 22 dargestellt ist.
Unter Bezugnahme nun auf die 1–3, 5, 7, 8 und 15–20 hat der ringförmige Körper 22 des Halteelements vorzugsweise eine sich im Wesentlichen radial erstreckende Demontierfläche 38 an dem äußeren axialen Ende 22a. Die Demontierfläche 38 erstreckt sich vorzugsweise umfänglich und radial entlang des gesamten äußeren Endes 22a des Körpers, aber sie kann auch nur an einem radialen Abschnitt des äußeren Endes 22 ausgebildet sein oder sogar an diskreten bogenförmigen Flächenabschnitten (keines gezeigt). Weiterhin ist die Demontierfläche 38 mit einem Demontierwerkzeug (nicht gezeigt) in Eingriff bringbar, um den Halteelementkörper 22 von dem vergrößerten Abschnitt 4 der Welle zu verschieben und dadurch den Stützring 12 entlang der Welle 2 für eine Entfernung davon zu verschieben. Vorzugsweise hat, wie in 17 gezeigt, die Demontierfläche 38 einen inneren Rand 38a mit einem ersten Radius R₁ und einen äußeren Rand 38b mit einem zweiten Radius R₂, wobei der Unterschied zwischen dem Wert des zweiten Radius R₂ und dem Wert des ersten Radius R₁ zumindest 750 tausendstel eines inch (0,750 inch) ist. Dadurch ist die Halteringanordnung 10 fähig, die Anforderungen der Eisenbahnindustrie für eine Demontage durch einen Verbraucher zu erreichen.
Wie in den 3, 5, 15 und 17 gezeigt, hat der ringförmige Körper 22 des Haltelements vorzugsweise weiterhin zumindest eine und am bevorzugtesten mehrere gewichtsreduzierenden Aushöhlungen 44, die sich im Allgemeinen von einem der zwei axialen Enden 22a oder 22b nach axial innen erstrecken. Die eine oder die mehreren Aushöhlungen 44 sind bereitgestellt, um die Menge des Materials, das benötigt wird, um den ringförmigen Körper 22 zu bilden, zu reduzieren, was für bestimmte Fabrikationstechniken, wie beispielsweise Spritzguss, vorteilhaft ist, und die Materialkosten und das Produktgewicht reduziert. Wenn die Aushöhlungen 44 als sich von dem äußeren Rand 22 nach innen erstreckend ausgebildet sind, wie in den 3, 5, 15 und 17 dargestellt, ist die Demontierfläche 38 kollektiv aus unteren und oberen umfänglichen Abschnitten 39a, 39b, und mehreren radialen Abschnitte 39c, die sich zwischen den umfänglichen Abschnitten 39a, 39b erstrecken, ausgebildet.
Bezugnehmend auf die 1, 2 und 23 wird die Stützringanordnung 10 vorzugsweise im Allgemeinen wie folgt zusammengebaut. Zuerst wird das erste durchmessermäßig kleinere axiale Ende 16a des Stützringkörpers 16 in die Mittelbohrung 29 des bevorzugten röhrenförmigen Körpers 25 des Halteelements eingesetzt, und dann der Stützringkörper 16 axial durch die Bohrung 29 des Halteelements verschoben, so dass im Wesentlichen der gesamte Körper 16 in der Bohrung 29 angeordnet ist. An diesem Punkt biegen sich die eine oder mehreren bevorzugten Eingriffskanten 30 des Verbindungselements 24 des Halteelements nach radial außen, dann nach radial innen, um mit der Haltefläche 20 des Stützrings in Eingriff zu gehen. Aufgrund der komplementären Kegelformen der äußeren Fläche 17 des Stützrings und der inneren Fläche 26 des ringförmigen Körpers des Halteelements ist das Einsetzen des Stützrings 12 in das Halteelement 14 sehr vereinfacht, da ein Spielraum vorhanden ist, bis die Flächen 17, 28 im Wesentlichen nebeneinander liegend angeordnet sind.
In jedem Fall wird dann, wenn das Halteelement 14 auf dem Stützring 12 eingebaut wird, die Stützringanordnung 10 auf der Welle 2 der Eisenbahnwagenachse befestigt, indem ein Ende 2a (1) der Welle 2 durch die Halteringbohrung 18 eingesetzt wird, dann axial die gesamte Anordnung 10 in Richtung des vergrößerten Abschnitts 4 der Welle verschoben wird, bis der ringförmige Körper 22 des Halteelements umfänglich um den vergrößerten Wellenabschnitt 4 in Eingriff geht und der Stützring 12 gegen den Auskehlungsabschnitt 6 der Welle angeordnet ist. An diesem Punkt wird die gesamte Stützringanordnung 10 auf der Welle 2 durch den Reibschluss der inneren Fläche 23a des Halteelements und der äußeren Fläche 5 der Welle gehalten.
Alternativ, wenn auch nicht bevorzugt, könnte die Stützringanordnung 10 dadurch zusammengebaut werden, dass zuerst das Halteelement 14 auf der Welle 2 eingebaut wird (das heißt durch in Eingriff bringen des ringförmigen Körpers 22 an dem vergrößerten Wellenabschnitt 4). Dann wird der Stützring 12 an der Welle 2 angebracht und axial in Richtung des vergrößerten Wellenabschnitts 4 verschoben, bis der Ring 12 in der Bohrung 29 des Verbindungselements 24 des Halteelements angeordnet ist.
Wenn eine Demontierung der Stützringanordnung 10 erwünscht ist, wird ein Demontierwerkzeug (nicht gezeigt) mit der Demontierfläche 38 des Halteelements in Eingriff gebracht und eine Zugkraft wird angelegt, um die gesamte Stützringanordnung 10 axial zu verschieben, bis sich die innere Fläche 23a des Halteelements von der äußeren Fläche 5 des vergrößerten Wellenabschnitts 4 löst. An diesem Punkt kann die gesamte Stützringanordnung 10 axial entlang Wellenachse A_S verschoben oder geschoben werden, bis der Stützring 12 von der Welle 2 getrennt ist. Das Halteelement 24, das vorzugsweise aus einem relativ kostengünstigen Material (beispielsweise Nylon, Polyethylenterephthalat, etc.) gebildet ist, kann weggeworfen werden und mit einem neuen Halteelement 14, falls gewünscht, ersetzt werden, während der Stützring 12, der aus einem relativ teuren Material ausgebildet sein kann, wie beispielsweise einem metallischen Material (zum Beispiel einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt) wiederverwendet wird.
Von den Fachleuten wird erkannt werden, dass Änderungen an den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen gemacht werden können, ohne von dem breiten erfindungsgemäßen Konzept abzuweichen. Selbstverständlich ist deshalb die Erfindung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es ist beabsichtigt, Modifikationen innerhalb des Geists und Rahmens der vorliegenden Erfindung, wie allgemein in den anhängigen Ansprüchen definiert, zu umfassen.

Claims

Stützringanordnung für eine Eisenbahnwagenachsenanordnung, wobei die Achsenanordnung eine Welle mit einer Mittelachse und ein an der Welle befestigtes Lager umfasst, wobei die Welle einen vergrößerten Abschnitt mit einer im Wesentlichen zylindrischen äußeren Umfangsfläche und einem gekrümmten Auskehlungsabschnitt, der den vergrößerten Abschnitt mit dem Rest der Welle verbindet, aufweist, wobei die Stützringanordnung umfasst: einen im Allgemeinen ringförmigen Stützring, der auf der Welle zwischen dem Lager und dem vergrößerten Wellenabschnitt anordenbar ist und der eine Mittelachse, eine innere Umfangsfläche, die sich um die Achse erstreckt und eine Mittelbohrung definiert, um einen Teil der Welle aufzunehmen, und eine Haltefläche aufweist, die im Allgemeinen von dem vergrößerten Wellenabschnitt abgewandt ist, wenn der Stützring auf der Welle angeordnet ist; und einem Halteelement mit einem im Allgemeinen ringförmigen Körper, der um den vergrößerten Wellenabschnitt herum anordenbar ist, wobei der ringförmige Körper eine innere Umfangsfläche aufweist, die dazu bemaßt ist, mit der zylindrischen Fläche des vergrößerten Wellenabschnitts in Reibeingriff zu sein und zumindest ein Verbindungselement aufweist, das mit dem ringförmigen Körper verbunden ist und dazu ausgelegt ist, mit der Haltefläche des Stützrings in Eingriff zu gehen, um den ringförmigen Körper des Halteelements lösbar mit dem Stützring zu verbinden, so dass der Ring im Wesentlichen an einer festen axialen Position auf der Welle gehalten ist.
Stützringanordnung nach Anspruch 1, wobei zumindest der ringförmige Körper des Halteelements aus einem im Wesentlichen expandierbaren Material ausgebildet ist, so dass die Mittelbohrung dazu ausgelegt ist, separat eine einzelne von mehreren Wellen aufzunehmen, wobei jede Welle einen vergrößerten Abschnitt aufweist mit einem Außendurchmesser, der einen unterschiedlichen Wert haben kann als ein Wert eines Außendurchmessers eines vergrößerten Wellenabschnitts von jeder anderen der mehreren Wellen.
Stützringanordnung nach Anspruch 1, wobei die innere Fläche des ringförmigen Halteelementkörpers dazu ausgelegt ist, dichtend mit der äußeren Fläche des vergrößerten Wellenabschnitts in Eingriff zu gehen.
Stützringanordnung nach Anspruch 1, wobei der Stützring ein erstes und ein zweites axiales Ende und eine äußere Umfangsfläche hat, die sich im Allgemeinen axial zwischen dem ersten und dem zweiten Ende erstreckt, wobei sich die Haltefläche im Allgemeinen von der äußeren Fläche des Rings nahe an dem zweiten axialen Ende des Rings nach radial innen erstreckt.
Stützringanordnung nach Anspruch 4, wobei: die äußere Umfangsfläche des Stützrings im Allgemeinen kegelstumpfförmig ist und sich im Allgemeinen axial zwischen einem ersten durchmessermäßig kleineren axialen Rand nahe dem ersten axialen Ende des Stützrings und einem zweiten durchmessermäßig größeren axialen Rand nahe dem zweiten axialen Ende des Stützrings erstreckt und das Verbindungselement des Halteelements einen im Wesentlichen kegelstumpfförmigen röhrenförmigen Körper aufweist, der dazu bemaßt ist, um die äußere Fläche des Stützrings herum angeordnet zu sein, wobei der Verbindungselementkörper ein erstes durchmessermäßig kleineres Ende, das mit dem Hauptelement des Halteelements verbunden ist, und ein zweites durchmessermäßig größeres Ende aufweist, wobei das zweite Ende des Halteelementkörpers zumindest im Allgemeinen nahe dem zweiten axialen Ende des Stützrings angeordnet ist, wenn das Halteelement um den Körper eingebaut ist und dazu ausgelegt ist, mit der Schulterfläche in Eingriff zu gehen.
Stützring nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement des Halteelements einen im Allgemeinen röhrenförmigen Körper aufweist, mit einem ersten mit dem ringförmigen Körper des Halteelements verbundenen Ende, einem zweiten mit der Schulterfläche des Stützrings in Eingriff gehbaren Ende, und einer inneren Umfangsfläche, die um die äußere Umfangsfläche des Rings herum anordenbar ist.
Stützring nach Anspruch 6, wobei zumindest ein Teil des röhrenförmigen Körpers des Verbindungselements des Halteelements dazu ausgelegt ist, sich im Allgemeinen radial zu verbiegen, wenn das Halteelement auf den Stützring eingebaut wird, und alternativ, wenn das Halteelement von dem Stützring entfernt wird.
Stützringanordnung nach Anspruch 7, wobei der röhrenförmige Körper des Verbindungselements des Halteelements zumindest eine im Allgemeinen bogenförmige Kante aufweist, die sich von dem zweiten Ende des röhrenförmigen Körpers nach radial innen erstreckt und gegen die Schulterfläche des Stützrings anordenbar ist.
Stützring nach Anspruch 8, wobei die mindestens eine Kante einander gegenüberliegende umfängliche Enden aufweist, und der röhrenförmige Körper des Verbindungselements des Halteelements zumindest zwei im Allgemeinen parallele geschlitzte Aussparungen aufweist, die jeweils neben einem der umfänglichen Kantenenden angeordnet sind und sich axial von dem zweiten Ende des röhrenförmigen Körpers und in Richtung des ersten Endes des röhrenförmigen Körpers erstrecken, wobei die zwei geschlitzten Aussparungen einen im Wesentlichen bogenförmigen Streifen definieren, wobei der Streifen im Allgemeinen radial bezüglich des Rests des röhrenförmigen Körpers verschiebbar ist, um die bogenförmige Kante im Allgemeinen in radialer Richtung zu verschieben.
Stützringanordnung nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement des Halteelements ein erstes Ende aufweist, das mit dem ringförmigen Körper des Halteelements verbunden ist, ein zweites, gegenüberliegendes Ende nahe der Schulterfläche des Stützrings, und mindestens eine im Allgemeinen bogenförmige Kante, die sich im Allgemeinen von dem zweiten Ende des Verbindungselements nach radial innen erstreckt und gegen die Schulterfläche des Stützrings anordenbar ist.