[发明专利]具有用于地回路的导电流体的、带旋转部分的组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有活动部分的组件，包括用于地回路的导电流体且避免电流通过轴承。

背景技术

地回路是配有轴承的电驱动机器的主要问题。

具体来说，大部分铁路列车是由电力驱动的。电流从上部电气化接触线流动至电力牵引车辆，然后流动至铁路轨道。电流还从一个运输车厢流动至另一个运输车厢。在此两种情况下，电流从车厢体流动至铁路转向架，然后横过轮副至铁路轨道以形成闭合电路。

标准的铁路转向架包括：

轮副，包括轴和轴箱，其中，轮子安装在该轴上，并且该轴箱中安装滚动轴承以用于支撑旋转轴；

铁路转向构架，其可支撑车厢体；

悬架，安装在轴箱连杆臂上且经由适配器组件连接至铁路转向构架；以及

电线，其一端附接至铁路转向构架且其另一端附接至轴箱。

在轴箱轴承内，电流与滚动元件的旋转相结合产生一些电弧，其可严重地损坏轴承。而且，轴承内润滑剂的结构可能会在电流的影响下变化。于是大大地降低了轴箱滚动轴承的寿命。

因此，必须使电流偏离轴箱从而避开轴承。主要问题在于电流必须从固定的盖传递至旋转轴：必须在这两个元件之间设置用于电流通过的特定组件。

为此目的，EP0579123A1公开了随着附接于其上的轮副轴旋转的接触盘和设置在轴箱盖内的接触元件。于是，电流可从轴箱盖流动至该接触元件，然后流动至附接于轮副轴的该接触盘。

然而，这样的地回路装置存在两个主要缺点。首先，抵靠该接触元件旋转的接触盘可能会劣化。于是，这两个部分之间不能有效地进行接触，并且电流可能以电弧的形式从一个部分传递到另一个部分或者电流可通过其他非受控路径流动。

其次，即使这两个元件之间进行了有效接触，由于电流的流动和导电元件的旋转的结合，仍会产生一些电弧。

专利申请EP0168676A2和专利EP1136340B1公开了一种碳刷，其安装在轴承外部且允许电流从轴箱盖流到轮副轴。

这样的组件的主要缺点在于碳刷磨损且生成碳粒子。由于与转动部分的摩擦，碳刷尺寸随着使用而减小。于是必须在轴箱中集成诸如弹簧的附加元件以便保持碳刷和盖之间的接触。而且，必须提供复杂的密封组件从而避免磨损的碳粒子进入滚动轴承且影响润滑以及滚动元件与环之间的接触表面。

发明内容

本发明的一个目标是通过提供一种改善的组件来克服这些缺陷，该组件具有包括地回路组件的活动部分，从而实现了电流流动而没有电弧的风险并且具有抗磨损粒子的最佳轴承保护。

根据本发明，这样的具有活动部分的组件的特征在于其包括密封腔，该密封腔包含导电流体并且位于电流经过的非旋转元件和随可旋转轴一致地旋转的可旋转元件之间。

至少一个滚动轴承支撑该轴的旋转。该至少一个滚动轴承包括与可旋转轴固定的可旋转环、与组件的壳体固定的非旋转环以及位于两个环之间的滚道密封腔，滚动元件位于该滚道密封腔中。

非旋转元件不与该至少一个轴承接触，以用于避免它们之间的任何直接接触。而且，非旋转元件与具有低电位的元件电绝缘，特别是组件中的任何可旋转部分。非旋转元件是组件的不可旋转部分上的电流在流动至组件的可旋转部分前的最后通过点。

在正常运行中，电流从外部装置(即，铁路客车、电线、轴箱盖等)提供至非旋转元件。电流经由包含在非旋转元件和可旋转元件之间限定的密封腔中的流体、从非旋转元件流动至可旋转元件。然后，电流从可旋转元件流动至可旋转轴。最后，电流经由轴与地之间的最终设备、从轴流动至地。

根据本发明的优选但非必要的进一步的方面，这样的组件可结合一个或多个以下特征，只要不相矛盾：

-该至少一个轴承的非旋转环由盖直接保持在组件壳体中的适当位置。该盖和该轴承环是不可旋转的部分。

-该至少一个轴承的非旋转环由环形隔离环保持在组件壳体中的适当位置。所述环形隔离环与盖固定。该盖、环形隔离环和该轴承环是不可旋转的部分。

-该至少一个轴承的可旋转环保持在由一端上的衬环和另一端上的非旋转元件限定的两个接触表面之间的可旋转轴上的适当位置。与可旋转元件的该接触可允许电流通过。

-由非导电材料(聚合物或合成物)制造的电绝缘环安装在盖和该至少一个轴承的非旋转环之间。于是，这两个元件彼此电绝缘。来自连接至盖的电线的电流不能从盖传递至该轴承的电绝缘的非旋转环。

-该可旋转元件设置有围绕边缘并且该非旋转元件位于该可旋转元件的围绕表面上，用于限定密封腔。

-该非旋转元件与该可旋转元件边缘的外围绕表面限定密封腔。