特別是在鉸接式客車的前車廂和後車廂之間的轉動關節上的關節軸承的製作方法

2023-06-13 08:09:56 1

專利名稱：特別是在鉸接式客車的前車廂和後車廂之間的轉動關節上的關節軸承的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的特別是在鉸接 式客車的前車廂和後車廂之間的轉動關節上的關節軸承。
背景技術：
一種已知的同類型的關節軸承(DE-PS 2337872)具有一個圓柱 形的關節套筒，所述關節套筒由一個內管、 一個外管以及至少一個在 它們之間粘附地安裝的合成橡膠層構成，所述內管作為第一軸承部件 抗扭轉地套裝在一個軸承銷上。所述外管有一個縱向縫，所述縱向縫 以其縫深度伸入到合成橡膠層中。另外，所述關節軸承包括在第二軸 承部件上的容納套(Aufnahmeauge)，所述關節套筒以其未加栽狀態 時較大的直徑在減少所述直徑的情況下通過徑向的預壓緊插入到所述 容納套中，此時在關節套筒的未加載狀態下，構成有一相應的縫寬度 的縱向縫閉合。因此在安裝狀態下，在縫區域內不但所述外管、所述合成橡膠層、 而且也可能中間板相互接觸，並且因此是環形閉合連續的。在作為一個待支承的部件的內管和作為另一個待支承的部件的容 納套之間的所有相對運動模塊化地無滑動運動地接收在合成橡膠中。 由於這種類型的關節軸承的總體上環形的圓柱狀結構，在所有空間方 向上存在關於剛性的連續的比例。特別是一種這樣的關節軸承作為唯 一的、用於一鉸接式客車的轉動關節與前車廂或後車廂連接的關節軸 承是不合適的。另外， 一彈性的、具有一個合成橡膠金屬套筒的軸承是已知的(DE 10 2004 062 807 Al),其包括一個內管和在其上粘附的、通過各徑向 相對的自由空間中斷的合成橡膠層殼，所述合成橡膠層殼在預壓緊的情況下壓入一容納套中。此外， 一種這樣的軸承適於以水平的軸承軸 線連同一底盤軸承安裝在汽車上，其中在合成橡膠層殼的方向上可以 吸收相對高的力。為此在橫向上軸承剛性很小，從而為了保護軸承， 根據預先給定的回彈行程設計穩定的止動緩衝器。因此一種這樣的軸 承在不同的空間方向上雖然有不同的剛性，但也不能設置用於要求所 有這樣特性的支承目的，並且特別不適於作為在一鉸接式客車的轉動 關節上的唯一的支承位置。發明內容本發明的目的是這樣地進一步開發一種同類型的軸承，即使 得在相對小的扭轉剛性和在軸方向上小的剛性下，所述關節軸承橫向 於縱向對於大的力傳遞一方面是非常硬的，並且另一方面在一個與此 垂直的橫向上是相對軟的，因此特別是在一鉸接式客車的轉動關節上 作為唯一的軸承使用時， 一個合適的推力傳遞連同一合適的擺動支撐 和俯仰支撐是可能的。本發明另外一個目的是建議一種使用本發明 所述的關節軸承的鉸接式客車。這些目的在關節軸承方面通過權利要求1的特徵達到。根據權利要求1，在所述關節套筒的兩個端面且與其分別間隔微 小距離地設置一個第一和第二合成橡膠金屬套筒，其中所述容納套軸 向地覆蓋所述關節套筒和所述兩個合成橡膠金屬套筒。每個所述合成 橡膠金屬套筒包括一個內管，所述內管具有在其上粘附的、通過相應 徑向相對置的自由空間中斷的合成橡膠層殼。其中所述合成橡膠金屬 套筒的外徑在製造狀態時在所述合成橡膠層區域上具有一個相對於所 述容納套的配設的內徑過大的尺寸，並且所述合成橡膠金屬套筒在裝 配狀態時在所述合成橡膠層殼內預壓緊的情況下插入到容納套中，以 及所述內管抗扭轉地套裝在共同的軸承銷上。此外所述兩個合成橡膠 金屬套筒的合成橡膠層殼沿一相同的軸向的縱平面定向。一種這樣的關節軸承是相對扭轉柔軟的，並且在軸向方向上由於 合成橡膠層的剪切應力也是相對較軟的。相反地，可以在橫向方向上 在較高的剛性時在位於一個相同的縱平面內的彈性金屬層殼的^向上一方面傳遞大的力，其中在一個與此垂直的方向上剛性較小。因此特 別是萬向的負荷在不同的空間方向上相應地被不同地吸收和支撐。由 此，在一鉸接式客車的轉動關節上， 一種這樣的關節軸承出色地特別適於作為唯一的軸承連接，如其結合權利要求12更詳細地說明。在根據權利要求2所述的具體的實施方式中，除一個金屬的厚壁的內管和一個相反薄壁的金屬的外部薄板之外，所述中間關節套筒在合成橡膠層中具有至少一個另外的、縱向開縫的、同軸的中間薄板管，由此應力在合成橡膠層中較均勻地分布，並且提高使用壽命。在權利要求3所述的另一的相同指向的措施中，所述合成橡膠層以及所述至 少一個中間薄板管和外部薄板管的軸向長度在徑向上減小。根據權利要求4，所述兩個合成橡膠金屬套筒的至少其中之一的 內管構成為連續封閉的圓柱形管。在根據權利要求5的一個另外的、 可選的實施方式中，所述合成橡膠金屬套筒的至少其中之一構成兩件 式的且具有一個由兩個半圓形半殼組成的內管，其中合成橡膠層殼安 裝在所述兩個半殼的每一個上。相應地可以-見實際情況，所述中間關 節套筒也由兩個半殼構成，其中在半殼的縱向邊緣上合乎目的地構成 所述縱向縫。根據權利要求6，所述合成橡膠層殼包括所述合成橡膠層和一個 外部薄板殼、以及優選至少一個在合成橡膠層中的中間金屬殼。尺寸 的確定和與具體的實際情況的匹配可以通過所述層厚度的變化和同樣 通過所述在切線方向上看的殼寬度的變化來實現，其中合乎目的的， 對於一具體的情況，相同地選擇各個殼寬度。所述關節套筒和所述合成橡膠金屬套筒必須抗扭轉地安裝在所述 軸承銷上。為此，根據權利要求7，它們可以抗扭轉地被壓緊和/或通 過一個形鎖合的連接嵌接抗扭轉地並且在此必要時軸向地固定。 一種 這樣的形鎖合的連接嵌接可以例如以已知的形式通過銷釘或者凸起部 結合相應的凹槽實現。此外，所述關節套筒和所述兩個合成橡膠金屬套筒可以相對於容 納套位置固定地安裝，以便在所有運行條件下消除滑動的、造成磨損的相對運動。為此，在根據權利要求8所述的實施方式中，使用一連 續地在圓周上閉合的容納套，所述關節套筒和兩個合成橡膠套筒在預 壓緊的情況下軸向地壓入到所述容納套中。在此，大的徑向預壓緊防 止在朝向容納套的支承面上的、滑動的相對運動，其中必要時以已知 的方式在那裡通過橡膠薄膜墊片可以進一步提高摩擦。此外，類似於 在權利要求7中，也可以在所述支承面上設置形鎖合的連接嵌接。對於一連續閉合的容納套可選的是，根據權利要求9，建議一容 納套由至少兩個在直徑減小情況下可壓在一起的容納殼部件構成。因金屬套筒中施加一預壓緊，此外該預壓緊必要時^合形鎖合的嵌接防 止位置的滑動運動。根據權利要求10，在所述關節套筒的一個端面和一個鄰接的合成 橡膠金屬套筒之間應該分別設置一個緊貼在容納套內側上的間隔環和 /或一個套裝在軸承銷上的間隔環。這在使用連續在圓周上閉合的容納 套時是特別必需的，以便可以在壓入時保持關節套筒和合成橡膠金屬 套筒之間預定的軸向間距。對此可選的是，利用相應的支撐功能，所述關節套筒的外部薄板 管可以在兩側軸向地延長，以構成集成的間隔環，或者所述合成橡膠 金屬套筒的外部薄板殼可以分別軸向地向關節套筒的相鄰的端面延 伸，以構成集成的間隔環部分。此外根據權利要求11，作為軸向的位置固定裝置和必要時在相應 的結構上作為防扭轉裝置可以在所述合成橡膠金屬套筒的軸向位於外 部的端面的區域內安裝保險環。為了同樣的目的，也可以將所述容納 套的軸向外部邊緣至少在部分區域內向徑向內部地巻邊。所述合成橡 膠金屬套筒的外部薄板殼也可以在端面上至少在容納套的倒角(Fase) 上的部分區域內向徑向外部地翻邊。本發明的目的在鉸接式客車方面通過權利要求12的特徵達到。根據權利要求12, —鉸接式客車具有一個前車廂和一個，車廂以 及一個轉動關節，所述轉動關節與兩個車廂部分之一優選與所述被驅動的後車廂固定地連接。所述轉動關節與另一車廂優選與不被驅動的 前車廂通過根據本發明的、作為唯一的支承點的關節軸承相連接。所 述關節軸承在此設置在鉸接式客車的縱向中心，其中所述關節軸承軸 線水平地位於一個車輛橫向平面內，並且所述兩個合成橡膠金屬套筒 的合成橡膠層殼沿行駛方向定向。根據結構的實際情況，在此所述軸 承銷可以安裝在轉動關節上而且容納套可以設置在車廂部分上或者相 反。目前為止已知的是鉸接式客車的一種這樣的轉動關節和所述後 車廂固定地連接，並且與所述前車廂的彈性連接通過兩個分離的、在 一個橫平面上在相對置的側面區域內遠距離相互分開的關節軸承建 立，所述關節軸承除了傳遞從後車廂向前車廂的推力之外還吸收和支 持擺動和俯仰運動。利用本發明所述的關節軸承和其在鉸接式客車的 縱向中心的設置，可以只在一個位置上利用本發明所述的關節軸承實 施必需的力傳遞和支撐功能，並且因此節省一個支承點。


藉助附圖進一步地解釋本發明。 附圖中圖l.一個完成裝配的關節軸承的軸向俯視圖； 圖2.按圖1的關節軸承的、部分剖示的側視圖； 圖3.在製造狀態下的中間關節套筒的縱剖視圖； 圖4.按圖3的關節套筒的徑向視圖；圖5.第一實施例的所述兩個合成橡膠金屬套筒之一在製造狀態下 的側視圖；圖6.按圖5的合成橡膠金屬套筒的軸向俯視圖； 圖7.第二實施例的裝配的關節軸承的軸向俯視圖，和 圖8.按圖7的關節軸承的、部分剖示的側視圖； 圖9.按圖7第二實施方式的兩個合成橡膠金屬套筒之一在製造狀 態下的縱剖視圖；圖10.按圖9的朝合成橡膠金屬套筒的軸向方向的相應的俯視圖。
具體實施方式
在圖1和2中示出了一第一實施例的關節軸承l的視圖，包括一 個作為第一軸承部件的中心的軸承銷2和一個作為第二軸承部件的容 納套3，其中所述容納套在一個橫平面內以一水平軸線設置在一鉸接 式客車的前車廂的後端部上。所述軸承銷2是一個連接的轉動關節的 組成部分，其與所述鉸接式客車的被驅動的後車廂固定地連接。在所述軸承銷2上，抗扭轉地設置一個中間關節套筒4以及在兩 端間隔距離地設置一第 一和第二相同結構的合成橡膠金屬套筒5和6。所述關節套筒4的結構藉助圖3和4進一步地解釋所述關節套 筒4包括一個牢固的金屬內管7和一個與其相反薄壁的外部薄板管8， 所述外部薄板管在製造狀態下具有一個縱向縫9，所述縱向縫V字形 地通過一個位於內管7和外部薄板管8之間的合成橡膠層10延伸直至 內管7。此外在所述合成橡膠層10內同軸地、以及徑向相互錯開地嵌 入兩個縱向開縫的中間薄板管11, 12。在完成裝配的狀態下，相應於圖1和圖2，所述關節套筒4以其 內管7抗扭轉地壓力套裝在所述軸承銷2上。此外，所述關節套筒以 其在製造狀態下的較大的直徑在減小該直徑的情況下通過徑向的預壓 緊壓入到所述容納套3中，其中在減小所述關節套筒4的直徑的情況 下，所述縱向縫9是閉合的。所述合成橡膠金屬套筒5、 6的相應相同的結構藉助在相應於圖5 和圖6的製造狀態下的視圖進一步地說明所述合成橡膠金屬套筒5、 6的每一個包括一個內管13，所述內管具有在其上粘附的、通過各個 徑向相對置的自由空間14、 15中斷的合成橡膠層殼16、 17。所述合 成橡膠層殼16、 17分別具有一個外部薄板殼18以及兩個嵌入在合成 橡膠層19中的中間金屬殼20、 21。所述合成橡膠層殼16、 17在當前 的實施例中沿切線方向看具有一個相對小的寬度，或者說所述自由空 間14、 15相對大，從而所述合成橡膠層殼16、 17例如具有相對的合 成橡膠金屬塊的形狀(相反地，在相應於圖IO的實施例中，所述合成 橡膠層殼的寬度較大，使得所述合成橡膠層殼進一步搭接所述內管，並且所述殼形狀可以更清楚地看出)。所述內管13在這裡兩件式地通過兩個半圓形的半殼13a、 13b構 成，其中在所述兩個半殼13a、 13b的每一個上相應地安裝所述合成橡 膠層殼16、 17。所述兩個合成橡膠金屬套筒5、 6以其內管13更確切地說以其兩 個半殼13a、 13b抗扭轉地安裝在所述軸承銷2上，其中在圖6中示意 地用虛線示出一用於防扭轉和軸向固定的形鎖合的嵌接22。在製造狀 態(圖5，圖6)下，所述合成橡膠金屬套筒5、 6的每一個在所述合 成橡膠層殼16、 17的區域內具有相對於所述容納套3的內徑過大的尺 寸。所述合成橡膠金屬套筒5、 6在圖1和2中在完成裝配的狀態下在 合成橡膠層殼16、 17內的預壓緊的情況下如同所述關節套筒4一樣抗 扭轉地軸向壓入容納套3中。為了在軸向地壓入容納套3的過程中以及在接下來的運行中保持 所述關節套筒4和所述合成橡膠金屬套筒5、 6之間的間距，可以使用 所述示意示出的間隔環23、 24。作為防止所述關節套筒4或合成橡膠 層殼16、 17的扭轉或者防止從所述容納套3中的軸向位移的其他的保 險元件，在端面上示意地用虛線畫出的保持凸起部25可以向徑向內部 巻邊，或者可以安裝端面側的保險環26。對於這種情況，即所述容納套3是連續在圓周上閉合的，必須屬:筒。然而^可能"是如在圖l中右;的、在容納套3上的位置 27處單側所示的，其可以i殳計成兩件式的、可壓在一起的。由此必要 時裝配可以更簡單地設計，並且必要時也可以省去所述間隔環23、 24。 在圖7和8中示出了在裝配狀態下的如在圖l和2中所示的關節 軸承l的相似的可選擇的實施例，其中相同的對象標註相同的附圖標 記。在此，在一個軸承銷2上壓力套裝一個關節套筒4以及兩側壓力 套裝各一個合成橡膠金屬套筒5、 6，所述合成橡膠金屬套筒在其橡膠 層中的預壓緊的情況下一起被壓入到容納套3中。所述關節套筒4在 此和笫一實施例中的關節套筒4是完全一樣的。當前第二實施例和所述第一實施例之間的區別主要在於所述合成橡膠金屬套筒5、 6，所述 合成橡膠金屬套筒中的一個在圖9和10中以製造狀態示出在此所述合成橡肢全屬套筒5也具有一個內管13，然而所述內管 在圓周上是連續閉合的。此外，在此具有一個合成橡膠層19、 一個外 部薄板殼18和三個中間金屬殼20的相對置的合成橡膠層殼16、 17 粘附地安裝在內管13上。然而與第一實施例(圖6)相比，在此如從 圖10中可看出，所述合成橡膠層殼16、 17為了適應另外的情況設計 成明顯更寬的。此外，關於相互支撐和固定的不同的實施例一起在圖8中示出 在此，在圖8的左下象限中示出一實施方式，在所述實施方式中，在整個關節軸承中沒有使用相對的間隔墊片，就像例如在圖2中的間隔環23、 24。可選的是，在圖8的左上象限中示出一實施方式，在所述實施方 式中，圖2中的間隔環23、 24的功能在此表示為間隔環部分23"，相 應地在所述外部薄板殼18中通過其到所述關節套筒4的相鄰端面的軸 向延長部分而被集成。在按圖9所示的製造部件中，所述間隔環部分 23，，用虛線畫出。對此可選的是，在圖8的右半邊示出一實施方式，在所述實施方 式中，集成了所述外部薄板管8的間隔環23，， 24，的功能，正如這作 為可選的、用虛線在根據圖3所示的製造部件中畫出。此外在此作為 軸向的位置固定裝置，所述合成橡膠金屬套筒6的外部薄板殼18在容 納套3的端面的一個倒角上向徑向外部翻邊成具有一凸緣。
權利要求
1. 特別是在鉸接式客車的前車廂和後車廂之間的轉動關節上的關節軸承，包括一個圓柱形的關節套筒(4)，所述關節套筒由一個內管(7)、一個外管(8)和至少一個在它們之間粘附的合成橡膠層(10)構成，所述內管作為第一軸承部件抗扭轉地套裝在一個軸承銷(2)上，其中所述外管(8)具有至少一個縱向縫(9)，所述縱向縫以其縫深度延伸到所述合成橡膠層(10)中，以及一個在一第二軸承部件上的容納套(3)，所述關節套筒(4)以其在未加載狀態下較大的直徑在減小所述直徑的情況下通過徑向的預壓緊裝入所述容納套中，並且此時在所述關節套筒(4)的未加載狀態下構成有一相應的縫寬度的縱向縫(9)閉合，其特徵在於在所述關節套筒(4)的兩個端面且與其間隔微小距離地分別設置一個第一和第二合成橡膠金屬套筒(5、6)，所述容納套(3)軸向地覆蓋所述關節套筒(4)和所述兩個合成橡膠金屬套筒(5、6)，每個合成橡膠金屬套筒(5、6)包括一個內管(13)，所述內管具有在其上粘附的、通過相應的徑向相對置的自由空間(14、15)中斷的合成橡膠層殼(16、17)，其中所述合成橡膠金屬套筒(5、6)的外徑在製造狀態時在所述合成橡膠層區域上具有一個相對於所述容納套(3)的配設的內徑過大的尺寸，並且所述合成橡膠金屬套筒(5、6)在裝配狀態時在所述合成橡膠層殼(16、17)內預壓緊的情況下插入到容納套(3)中，以及所述內管(13)抗扭轉地套裝在所述軸承銷(2)上，以及所述兩個合成橡膠金屬套筒(5、6)的合成橡膠層殼(16、17)位於一個共同的縱平面內。
2. 根據權利要求l所述的關節軸承，其特徵在於除了一個金屬的厚壁的內管(7)和一個相反薄壁的金屬的外部薄板管(8)之外， 所述關節套筒(4 )在所迷合成橡膠層(10 )中還具有至少一個另外的、 縱向開縫的、同軸的中間薄板管(ll， 12)。
3. 根據權利要求2所述的關節軸承，其特徵在於所述合成橡膠 層(10)以及所述至少一個中間薄板管(11， 12)和所述外部薄板管(8)的軸向長度在徑向方向上減小。
4. 根據權利要求l到3之一所述的關節軸承，其特徵在於至少 一個合成橡膠金屬套筒(5、 6)的內管(13)構成為連續的閉合的圓 柱形管。
5. 根據權利要求1到3之一所述的關節軸承，其特徵在於所述 合成橡膠金屬套筒(5、 6)的至少其中一個構成兩件式的且具有一個 由兩個半圓形半殼(13a， 13b)組成的內管(13),其中合成橡膠層殼(16、 17)安裝在所述兩個半殼(13a， 13b)的每一個上。
6. 根據權利要求l到5之一所述的關節軸承，其特徵在於所述 合成橡膠層殼(16、 17)具有一個外部薄板殼(18)和優選至少一個 在所述合成橡膠層(19)中的中間金屬殼(20, 21)。
7. 根據權利要求1到6之一所述的關節軸承，其特徵在於所述 關節套筒(4)的內管(7)和所述合成橡膠金屬套筒(5、 6)的內管(13)抗扭轉地壓力套裝在所述軸承銷(2)上和/或可通過一形鎖合 的連接嵌接(22)抗扭轉地和軸向地固定。
8. 根據權利要求l到7之一所述的關節軸承，其特徵在於所述 容納套(3)是連續地在圓周上閉合的，並且所述關節套筒(4)以及 所述兩個合成橡膠金屬套筒(5、 6)在預壓緊的情況下軸向地被壓入。
9. 根據權利要求l到7之一所述的關節軸承，其特徵在於所述 容納套(3)由至少兩個在直徑減小情況下可壓在一起的容納殼部件(27)構成。
10. 根據權利要求1到9之一所述的關節軸承，其特徵在於在 所述關節套筒(4 )的一個端面和一個鄰接的合成橡膠金屬套筒(5、 6 ) 之間分別設置一個緊貼於所述容納套(3 )的內側上的間隔環(23、 24 )和/或一個套裝在所述軸承銷(2)上的間隔環，或者利用相應的支撐功能，所述關節套筒(4)的外部薄板管(8)在兩側軸向地延長，以構成集成的間隔環(23，， 24，)，或者利用相應的支撐功能，所述合成橡膠金屬套筒(5、 6)的外部薄板殼(18)分別軸向地向關節套筒(4)的相鄰的端面延長，以構成集成的間隔環部分(23")。
11. 根據權利要求l到IO之一所述的關節軸承，其特徵在於作 為軸向的位置固定裝置和必要時作為防扭轉裝置，在所述合成橡膠金 屬套筒(5、 6)的軸向外部的端面的區域內安裝保險環(26),和/或 在那裡所述容納套(3)至少在部分區域內向徑向內部巻邊(25),和/ 或所述合成橡膠金屬套筒(5、 6)部分區域內的外部薄板殼(18)在 那裡至少在容納套(3)的倒角上向徑向外部翻邊。
12. 帶有根據權利要求1到11之一所述的關節軸承的鉸接式客 車，其特徵在於所述鉸接式客車具有一個前車廂和一個後車廂，並 且一個轉動關節與兩個車廂部分之一固定地連接，另 一車廂部分在所述鉸接式客車的縱向中心通過關節軸承(1)與 所述轉動關節相連接，其中關節軸承軸線水平地位於一個車輛橫向平 面內，並且兩個合成橡膠金屬套筒(5、 6)的合成橡膠層殼(16、 17) 沿行駛方向定向。
全文摘要
本發明涉及一種特別是在鉸接式客車的前車廂和後車廂之間的轉動關節上的關節軸承，包括一個圓柱形關節套筒(4)，所述關節套筒由一個內管(7)、一個外管(8)、至少一個在它們之間粘附的合成橡膠層(10)和一個容納套(3)構成，所述內管抗扭轉地套裝在一個軸承銷(2)上，所述外管具有一個縱向縫(9)。所述關節套筒(4)在預壓緊的情況下插入所述容納套(3)中。根據本發明，在所述關節套筒(4)的兩個端面且與其間隔微小的間距分別設置一個第一和第二合成橡膠金屬套筒(5、6)。所述合成橡膠金屬套筒包括一個內管(13)，所述內管具有在其上粘附的、通過各個徑向相對置的自由空間(14、15)中斷的合成橡膠層殼(16、17)，並且在裝配狀態下在所述合成橡膠層殼(16、17)內的預壓緊的情況下插入到容納套(3)中，其中所述內管(13)抗扭轉地套裝在軸承銷(2)上，並且所述合成橡膠層殼(16、17)位於一個共同的縱平面內。
文檔編號F16F1/38GK101280816SQ20071014242
公開日2008年10月8日 申請日期2007年8月22日 優先權日2007年4月7日
發明者B·扎瓦茲基, L·沙夫, O·利普科, R·科赫 申請人:約恩有限公司;許布納有限公司