本發明專利技術涉及一種用于鐵路車輛的輪軸(11)，具有包括金屬成分的包層(13)，其中，所述金屬成分若非與所述輪軸的材料同樣精煉擇優選地比所述輪軸的材料電化學較差地精制煉。由此，可以有利地防止輪軸上的腐蝕。所述包層的金屬材料也能夠有效地保護所述輪軸免受石塊撞擊。根據本發明專利技術，所述包層可有利地通過冷氣噴鍍來施加，或者套筒可繞所述輪軸(11)彎折以形成包層。有利地，所述包層可包括顆粒，所述顆粒使所述包層更能抵抗石塊撞擊。所述顆粒可以例如由硬質材料制成，尤其是由韌性顆粒，或者由形狀記憶合金制成的顆粒制成。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于鐵路車輛的輪軸，所述輪軸具有包層作為石塊防護裝置。本專利技術還涉及在用于鐵路車輛的此種輪軸上形成包層作為石塊防護裝置的不同方法。
技術介紹
設有石塊防護裝置的輪軸是已知的并例如由Bochumer Verein Verkehrstechnik公司提供，如2010年4月28日在其網站www. bochumer-verein. de/s542. html上所述。涂覆法通常用于這種石塊防護裝置的施加。因此，鐵路車輛的輪軸被防止由于來自道碴的石塊撞擊導致的破壞和/或破壞的效果因此受到限制。具體地，擾動的道碴石塊以高達IOOm/s的相對速度被驅動至輪軸的旋轉側面，從而在鋼中產生幾毫米深的撞擊凹坑。因此，希望的是，借助屏蔽來保護車軸側面的暴露部分免受石塊撞擊。然而，其它一些觀點則認為不宜采用屏蔽。例如，這樣的屏蔽會妨礙出于檢測目的的輪軸的目視檢查。另外，所述屏蔽導致轉向架的重量增加。最后，會促發所述屏蔽與所述軸之間的邊界面中的腐蝕。由此，在許多情況下，出于操作安全的原因省略了輪軸的屏蔽，取而代之被接受的是，由于石塊撞擊所引起的破壞，必需更為經常地更換輪軸。厚的涂料層已確立作為石塊防護裝置，盡管其防止石塊撞擊的保護效果很有限，因為涂料層沒有表現出對石塊撞擊過程中產生的力有足夠的機械抗力。
技術實現思路
本專利技術的目的是以這樣的程度改進輪軸包層形式的石塊防護裝置，使得實現了有效防止石塊撞擊，并且同時防止輪軸的腐蝕。本專利技術的另一個目的是公開一種在前言部分中所述的輪軸上形成包層作為石塊防護裝置的方法，可以借助所述方法形成包層，具有令人滿意的石塊撞擊保護和有效的腐蝕保護的特性。根據本專利技術，關于前言部分中所公開的輪軸，第一個目的是通過下述實現的包層具有金屬成分，所述金屬成分至多與形成輪軸的界面的金屬材料一樣精煉。在本專利技術的含義中，金屬材料和金屬成分應當理解成金屬或金屬合金。金屬成分至多與輪軸的金屬材料一樣精煉或者不如所述金屬材料精煉意味著，換句話說，金屬成分比輪軸的金屬材料具有更低的標準氫電極電位。包層可100%由這種金屬成分制成。然而，金屬成分也可以形成僅只包層的一部分，例如僅僅是包層的與輪軸的界面鄰接的區域。然而，還可以設想，金屬成分形成金屬基體，其中分布有其他結構相。在最廣泛的意義上，任何覆蓋輪軸的表面的組件應理解成包層。特別地，其可以是位于輪軸上的涂層。然而，其也可以是獨立自支撐殼體。由于包層由金屬成分組成，因此，與例如保護涂料涂層相比，可以實現更高的機械穩定性。由此，包層可確保對于石塊撞擊的有效防護。在這種情況下，金屬成分的韌性也確保包層不會在石塊撞擊時由于脆性破裂而失效。石塊撞擊僅會導致包層的局部塑性變形，其中，包層的防護一直保持到塑性變形導致所述包層破損至輪軸的表面。由于包層至少在輪軸的界面處至多與輪軸的金屬材料一樣精煉這一事實，還可以確保在包層和輪軸之間的界面處不會形成電化學微電池，所述電化學微電池可能會導致分解以及因此輪軸的腐蝕。利用金屬成分的標準氫電極電位，其近似對應于輪軸的金屬材料的標準氫電極電位，因此將不會形成有效的微電池。如果帶有其金屬成分的包層遠不如輪軸的金屬材料精煉，那么包層用作陽電極，并且會伴隨腐蝕的發生而相應地分解，而輪軸仍然保持受到防護不受腐蝕侵害。如果包層由于石塊撞擊破裂，使得里層的輪軸以不受防護的方式暴露于周圍的環境，情況也是如此。這導致包層對于石塊撞擊以及還有輪軸處的腐蝕侵害的雙重保護效果。作為第二個目的陳述的上述目的也通過用于在輪軸上形成包層的方法來實現，其中所述包層通過冷氣噴鍍將包括金屬成分的第一種類型的顆粒施加于輪軸來形成，所述金屬成分至多與形成輪軸的界面的金屬材料一樣精煉。另外，該目的也可以通過這樣一種方法實現，其中將包層制作為纏繞在輪軸上的外殼來制作。在前一種情況下，提供了根據本專利技術的涂覆法，也就是說，包層在輪軸上形成層。在另一種情況下，包層是形成為外殼的自支撐部件。外殼隨后繞所述輪軸彎曲，其中，在外殼的兩端之間產生了對接邊，該對接邊必需密封，使得沒有濕氣能滲入外殼里面。優選地，密封處理也可以通過冷氣噴鍍來進行。冷氣噴鍍是一種本身公知的方法，其中提供用于覆層的顆粒借助匯聚-擴散噴嘴予以加速，使得它們由于它們被施加的動能而保持附著于要被涂覆的表面。在這種情況下，顆粒的動能被利用，導致顆粒的塑性形變，其中，覆層顆粒在接觸僅僅在其表面處融化。因為這種方法在相對低的溫度下進行，覆層顆粒在所述溫度下基本上被固定，由此，與其它的熱噴鍍方法相對照，這種方法被稱為冷氣噴鍍。對于也被稱為動力噴鍍的冷氣噴鍍，優選地使用具有用于加熱氣體的氣體加熱裝置的冷氣噴鍍系統。停滯室連接于氣體加熱裝置，并且在輸出側連接于匯聚-擴散噴嘴，所述匯聚-擴散噴嘴優選地是德拉伐爾噴嘴。所述匯聚-擴散噴嘴具有通過噴嘴頸連接的匯聚部分和發散部分。所述匯聚-擴散噴嘴在輸出側產生其中具有高速顆粒的、氣流形式的粉末射流。冷氣噴鍍可以例如從DE 10 2005 007 588 Al獲知。根據這種方法，可用將諸如NiTi等稱為“形狀記憶合金”的材料沉積在表面上。IN0VATI公司也于2010年4月28日在其網站 www.1novat1. com/coatings/shapememoryalloy. html 上提供了有關借助冷氣噴鍍將形狀記憶合金沉積在表面上的可能性的信息。正如可以例如從D. Y. Li的文章“一種新型的耐磨材料偽彈性TiNi合 金，，(“A new type of wear-resi stant material: pseudo-elastic TiNialloy), WEAR221 (1998), 116-123頁中所推知的那樣，諸如TiNi之類的形狀記憶合金也特別適合作為耐磨涂層，因為由于它們的偽彈性行為，它們的磨損低。在根據本專利技術用作石塊防護裝置的情況下也是如此，因為偽彈性的TiNi在受到來自軌道的碎石床的石塊撞擊時，以近似10倍于金屬彈性沉陷，并且包層的變形是可逆的(下文中會更詳細地討論)。正如已經提到的，包層的冷氣噴鍍的替代方案是作為外殼制作包層。根據US5, 531, 369,可知一種適于將這種外殼可靠地連接于輪軸的方法。這通過爆炸復合實現，其中，將外殼固定地附著于輪軸的優點是，可以減小縫隙中的腐蝕侵害。作為本專利技術的續補，此時還應當指出，為了可靠地防止所述縫隙中的腐蝕，需要在包層和輪軸之間設置金屬，所述包層不如輪軸的材料精煉，其中，在本
技術實現思路
中，這種次精煉的材料被認為是根據本專利技術的包層的一部分，并且形成金屬成分，所述金屬成分至多與形成輪軸的界面的金屬材料一樣精煉。當然，其它材料也可以借助根據本專利技術的方法作為形狀記憶合金沉積在輪軸上，或者可以把所述輪軸包罩起來。在這種情況下，除了例如第一種類型的顆粒一其形成至多與形成輪軸界面的金屬材料一樣精煉的成分一之外，第二種類型的顆粒一其形成(由第一種類型的顆粒形成的)結構基體中的分布的結構相一也可以借助根據本專利技術的冷氣噴鍍方法有利地進行沉積。因此，包層可以有利地產生于輪軸上，所述包層由復合材料構成。例如，可以制作這樣一種輪軸包層中的金屬成分例如由與輪軸自身相同的金屬材料，特別是鋼，組成。因此，可能的是，包層的金屬成分與形成輪軸界面的金屬材料本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.05.31 DE 102010022594.01.一種用于鐵路車輛的輪軸(11)，所述輪軸具有包層(13)作為石塊防護裝置，其特征在于，所述包層(13)具有金屬成分(14)，所述金屬成分(14)至多與形成所述輪軸的界面(17)的金屬材料一樣精煉。2.如權利要求1所述的輪軸(11)，其特征在于，所述包層(13)的金屬成分(14)由與所述輪軸(11)相同的金屬材料，特別是鋼，構成。3.如前述權利要求中任一項所述的輪軸(11)，其特征在于，增強包層對于石塊沖擊的抗力的結構相(15、18)包含在所述包層(13)的金屬成分(14)中。4.如權利要求3所述的輪軸(11)，其特征在于，所述結構相由硬質顆粒(18)形成，其中，所述硬質顆粒(18)埋置于包層(13)的金屬成分(14)中。5.如權利要求3所述的輪軸(11)，其特征在于，所述結構相由偽塑性或偽彈性金屬顆粒(15)、或者由其彈性模量至多為包層(13)的金屬成分(14)的彈性模量的1/10的材料的顆粒形成，其中，所述顆粒(15)埋置于所述包層的金屬成分(14)中。6.如權利要求1至4中任一項所述的輪軸(11)，其特征在于，所述包層(13)的金屬成分(14)涂覆有偽彈性或偽塑性合金。7.如前述權利要求中任一項所述的輪軸(11)，其特征在于，所述輪軸(11)的界面(17)與所述包層(13)之間設有隔離覆層，所述隔離覆層由與形成所述輪軸(11)的界面的金屬材料相比電化學較差精煉的材料形成，或者由電化學惰性材料形成。8.如權利要求1至6中任一項所述的輪軸(11)，其特征在于，所述包層(13)的金屬成分(14)與形成輪軸(11)...
【專利技術屬性】
技術研發人員：E盧本，O斯蒂爾，
申請(專利權)人：西門子公司，
類型：
國別省市：
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