[发明专利]具有石块防护装置的用于铁路车辆的轮轴及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于铁路车辆的轮轴，所述轮轴具有包层作为石块防护装置。本发明还涉及在用于铁路车辆的此种轮轴上形成包层作为石块防护装置的不同方法。

背景技术

设有石块防护装置的轮轴是已知的并例如由Bochumer Verein Verkehrstechnik公司提供，如2010年4月28日在其网站www.bochumer-verein.de/s542.html上所述。涂覆法通常用于这种石块防护装置的施加。因此，铁路车辆的轮轴被防止由于来自道碴的石块撞击导致的破坏和/或破坏的效果因此受到限制。具体地，扰动的道碴石块以高达100m/s的相对速度被驱动至轮轴的旋转侧面，从而在钢中产生几毫米深的撞击凹坑。因此，希望的是，借助屏蔽来保护车轴侧面的暴露部分免受石块撞击。

然而，其它一些观点则认为不宜采用屏蔽。例如，这样的屏蔽会妨碍出于检测目的的轮轴的目视检查。另外，所述屏蔽导致转向架的重量增加。最后，会促发所述屏蔽与所述轴之间的边界面中的腐蚀。由此，在许多情况下，出于操作安全的原因省略了轮轴的屏蔽，取而代之被接受的是，由于石块撞击所引起的破坏，必需更为经常地更换轮轴。厚的涂料层已确立作为石块防护装置，尽管其防止石块撞击的保护效果很有限，因为涂料层没有表现出对石块撞击过程中产生的力有足够的机械抗力。

发明内容

本发明的目的是以这样的程度改进轮轴包层形式的石块防护装置，使得实现了有效防止石块撞击，并且同时防止轮轴的腐蚀。本发明的另一个目的是公开一种在前言部分中所述的轮轴上形成包层作为石块防护装置的方法，可以借助所述方法形成包层，具有令人满意的石块撞击保护和有效的腐蚀保护的特性。

根据本发明，关于前言部分中所公开的轮轴，第一个目的是通过下述实现的：包层具有金属成分，所述金属成分至多与形成轮轴的界面的金属材料一样精炼。在本发明的含义中，金属材料和金属成分应当理解成金属或金属合金。金属成分至多与轮轴的金属材料一样精炼或者不如所述金属材料精炼意味着，换句话说，金属成分比轮轴的金属材料具有更低的标准氢电极电位。包层可100%由这种金属成分制成。然而，金属成分也可以形成仅只包层的一部分，例如仅仅是包层的与轮轴的界面邻接的区域。然而，还可以设想，金属成分形成金属基体，其中分布有其他结构相。在最广泛的意义上，任何覆盖轮轴的表面的组件应理解成包层。特别地，其可以是位于轮轴上的涂层。然而，其也可以是独立自支撑壳体。

由于包层由金属成分组成，因此，与例如保护涂料涂层相比，可以实现更高的机械稳定性。由此，包层可确保对于石块撞击的有效防护。在这种情况下，金属成分的韧性也确保包层不会在石块撞击时由于脆性破裂而失效。石块撞击仅会导致包层的局部塑性变形，其中，包层的防护一直保持到塑性变形导致所述包层破损至轮轴的表面。

由于包层至少在轮轴的界面处至多与轮轴的金属材料一样精炼这一事实，还可以确保在包层和轮轴之间的界面处不会形成电化学微电池，所述电化学微电池可能会导致分解以及因此轮轴的腐蚀。利用金属成分的标准氢电极电位，其近似对应于轮轴的金属材料的标准氢电极电位，因此将不会形成有效的微电池。如果带有其金属成分的包层远不如轮轴的金属材料精炼，那么包层用作阳电极，并且会伴随腐蚀的发生而相应地分解，而轮轴仍然保持受到防护不受腐蚀侵害。如果包层由于石块撞击破裂，使得里层的轮轴以不受防护的方式暴露于周围的环境，情况也是如此。这导致包层对于石块撞击以及还有轮轴处的腐蚀侵害的双重保护效果。

作为第二个目的陈述的上述目的也通过用于在轮轴上形成包层的方法来实现，其中所述包层通过冷气喷镀将包括金属成分的第一种类型的颗粒施加于轮轴来形成，所述金属成分至多与形成轮轴的界面的金属材料一样精炼。另外，该目的也可以通过这样一种方法实现，其中将包层制作为缠绕在轮轴上的外壳来制作。在前一种情况下，提供了根据本发明的涂覆法，也就是说，包层在轮轴上形成层。在另一种情况下，包层是形成为外壳的自支撑部件。外壳随后绕所述轮轴弯曲，其中，在外壳的两端之间产生了对接边，该对接边必需密封，使得没有湿气能渗入外壳里面。优选地，密封处理也可以通过冷气喷镀来进行。