車輪制動盤的製作方法

2023-09-18 10:31:05 1

車輪制動盤的製作方法
【專利摘要】設置在軌道車輪的輪體（1）的兩側上並用貫穿螺栓（3）固定的車輪制動盤，每個貫穿螺栓（3）的螺栓頭部（4）設置在其中一個車輪制動盤（2）的凹陷部（6）內，並且旋擰到貫穿螺栓（3）上的螺母（5）設置在另一個車輪制動盤（2）的凹陷部（6）內，螺栓頭部和螺母分別直接地或間接地支承在凹陷部的底面上，其中，每個凹陷部（6）具有直至底面的側凹部（8）。
【專利說明】車輪制動盤
【技術領域】
[0001]本發明涉及根據權利要求1的前序部分的車輪制動盤。
【背景技術】
[0002]在已知的軌道車輪中，連接在輪體的兩側上的各車輪制動盤通過多個在圓周上分布的貫穿螺栓固定，這些貫穿螺栓穿過所述輪體，並且分別以其頭部設置在其中一個車輪制動盤的凹陷部內，並且以旋擰在貫穿螺栓上的螺母設置在另一個車輪制動盤的凹陷部內。各車輪制動盤與輪體的連接可在輪轂區域、輪輻區域或輪緣區域中進行。
[0003]在高效的現代的車輪制動盤中，進行兩個車輪制動盤在輪輻上的直接的螺栓連接。在螺栓連接的設計中力求達到最大可能的螺栓長度，這通過在螺栓頭部之下或在螺栓頭部和螺母之下使用套筒來實現。
[0004]另外已知的是，設置額外的形式為盤形彈簧的張力盤代替套筒，所述張力盤用於改善張緊的部件的柔性，以補償由制動引起的螺紋連接部件的變形和瞬間發生的衝擊。
[0005]然而這種有利的作用卻要以可能顯著縮短連接壽命的負面效應為代價，這使得在應用張力盤時，螺紋連接的數量及隨之可能的安裝費用倍增。
[0006]除此之外，所述張力盤限制了車輪制動盤的使用溫度，因為所述張力盤不允許進行加熱到超過其回火溫度。否則會失去其彈簧作用並降低螺栓連接壽命。使用張力盤也會導致要裝配的構件的總數增大，從而使誤裝配的風險明顯增加。
[0007]此外，張力盤的應用要求相對大的凹陷部直徑，這限制了具有小摩擦元件的剛性的或彈性的燒結襯片的使用可能性，特別是因為摩擦元件可能掛在孔邊緣上並被毀壞。
[0008]雖然已建議在凹陷部內嵌進壓入襯套以使所述孔直徑最小化，然而這樣制動盤只能承受小的熱負荷，所以這種結構在實踐中未經證實，也就是說未予實施。
[0009]除了真正的螺紋連接，大多數車輪制動盤具有用於在輪體上定心的元件，其形式例如為保持在所述輪體貫穿孔內的套筒，這些套筒各具有榫狀地構造的末端，所述末端嵌入到摩擦盤的槽中。
[0010]原則上，各凹陷部的直徑應儘可能小地設置，所述直徑的大小正好可使得用於旋擰所述螺栓連接的工具能夠進入，或者在使應用張力盤時，所述張力盤能夠擴張。通過通向摩擦面的小開口，應使得對摩擦性能的妨礙儘可能少，並避免襯片元件的掛住。
[0011]所述凹陷部的底部通常儘可能高剛度地製造，也就是說，底部厚度在與相應車輪制動盤的貫穿孔的直徑的關係中較大地選擇。在此，柱形的凹陷部與貫穿孔的直徑差的一半與底部厚度在無張力盤或彈簧元件的連接中優選小於1，由此得到幾乎不撓曲的堅固的支承面。
[0012]在制動時，各車輪制動盤由於表面加熱而遭受橫截面上的翹曲，其導致貫穿螺栓的拉力負荷。在通常的具有堅固底部的實施方式中，由該負荷直接引起由變形和夾緊長度產生的螺栓附加力。這種翹曲可能高到使車輪制動盤在輪體上貼靠的支承面抬起。除了由翹曲產生的拉力，在制動過程中或由內應力產生的車輪制動盤的盤形變形/罩形變形也產生附加力作用到貫穿螺栓上。

【發明內容】

[0013]本發明的目的在於，進一步發展同類的車輪制動盤，在優化摩擦面的情況下提高貫穿螺栓的壽命並因此總體上改善軌道車輪的工作安全性。
[0014]上述目的通過具有權利要求1特徵的車輪制動盤實現。
[0015]通過本發明，螺紋連接的構件的柔性得到改善，也就是說，得到提高，以此使螺栓負荷得以顯著降低，並使貫穿螺栓的壽命得以延長，而沒有在使用張力盤或其他元件時存在的缺點。
[0016]所述摩擦面上的凹陷部的孔直徑可一如既往地保持得非常小，並僅通過螺栓頭部的或螺母的直徑決定。
[0017]在側凹部範圍內的凹陷部與貫穿孔的直徑差的一半與底部厚度的比例經選擇成大於I，優選如此程度減少所述底部厚度，使得在該範圍內的車輪制動盤的熱負荷及機械負載還能持久地承受。為了使應力集中最小化，從凹陷部的底部到側凹部的柱形部分的過渡應通過儘可能大地選擇的半徑來進行。
[0018]如前所述，已知的車輪制動盤在制動時從中間向外向地翹曲，對貫穿螺栓上施加拉力負荷；或發生盤形變形/罩形變形，對貫穿螺栓施加拉力和彎曲負荷。現在通過本發明，柔性的底部可彈性地撓曲並在功能性上作用為彈簧元件。既使在高負荷時，車輪制動盤的螺栓連接區域仍基本保持與輪體接觸。
[0019]通過提高的柔性，使得螺栓附加力明顯降低，並使螺栓連接的壽命延長。另外，由螺栓連接區域受熱膨脹產生的附加力通過相對薄的底部而降低。因此在總體上，實現使用壽命的顯著提高和工作安全性的改善。
[0020]此外，本發明以少的製造技術耗費即可實現，其中可通過放棄額外構件例如張力盤或彈簧元件達到費用最小化。
[0021]另外，本發明的特點在於其亦能夠與具有小摩擦元件的制動襯片相結合應用於各種類型的車輪制動盤。
[0022]在本發明的另外一種構思中可局部地減少底部厚度，為此，所述底部具有內側的和/或外側的同心的空隙。
[0023]本發明的其他有利的構造在從屬權利要求中說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]接著藉助附圖對本發明的實施例進行說明。
[0025]圖1顯示軌道車輪的局部的橫截面圖；
[0026]圖2至4顯示按本發明的車輪制動盤的各種實施例的橫截面圖。
【具體實施方式】
[0027]圖1示出軌道車輪的局部圖，其具有輪體1，所述輪體具有在徑向上向內延伸的輻條10，各車輪制動盤2藉助貫穿螺栓3固定在所述輪體的兩側上。在各個車輪制動盤2上為每個貫穿螺栓3設置凹陷部6，用於在一側容納螺栓頭部4和在另一側容納螺母5，所述凹陷部過渡至朝向所述輻條10的貫穿孔12，所述凹陷部的底面鄰接底部9，所述底部在另一側構成支承面11，該支承面貼靠在輪體I的輻條10上。
[0028]按本發明，每個凹陷部6具有直至底面的側凹部8，該側凹部8在其與輪體I背向的一側上過渡至柱形區域7，所述柱形區域為貫穿螺栓3構成插入口，並且從車輪制動盤2的摩擦面16出發。
[0029]與所述側凹部8的直徑相比為較小的、柱形區域7的直徑儘可能小地選擇並且僅僅由螺栓頭部4的或螺母5的和/或用於擰緊貫穿螺栓3的工具的相配公差決定。
[0030]如附圖中清楚可見，所述底部9與側凹部8的壁之間的過渡部13是明顯倒圓的，以排除或最小化應力集中。
[0031]圖2以零件圖示出了車輪制動盤2的橫截面，正如其在圖1中可見處於裝配位置；而圖3和4各示出一個車輪制動盤的一種另外的實施例。此處，底部9具有同心的空隙14、15，所述空隙在圖3所示的方案中設置在內側上，即朝向側凹部8的一側上，而所述空隙15作為環形槽在外側加工在所述支承面11中。
[0032]附圖標記列表
[0033]I 輪體
[0034]2 車輪制動盤
[0035]3 貫穿螺栓
[0036]4 螺栓頭部
[0037]5 螺母
[0038]6 凹陷部
[0039]7 柱形區域
[0040]8 側凹部
[0041]9 底部
[0042]10 輻條
[0043]11支承面
[0044]12貫穿孔
[0045]13過渡部
[0046]14 空隙
[0047]15 空隙
[0048]16摩擦面
【權利要求】
1.設置在軌道車輪的輪體(I)的兩側上並用貫穿螺栓(3)固定的車輪制動盤，每個貫穿螺栓(3)的螺栓頭部(4)設置在其中一個車輪制動盤(2)的凹陷部(6)內，並且旋擰到貫穿螺栓(3)上的螺母(5)設置在另一個車輪制動盤(2)的凹陷部(6)內，螺栓頭部和螺母分別直接地或間接地支承在凹陷部的底面上，其特徵在於:每個凹陷部(6)具有直至底面的側凹部(8)。
2.根據權利要求1的車輪制動盤，其特徵在於:所述側凹部(8)與貫穿孔(12)之間的直徑差的一半與底部(9)厚度的比例> I。
3.根據權利要求1或2的車輪制動盤，其特徵在於:從所述側凹部(8)的底面到側凹部的壁的過渡部是倒圓的。
4.根據上述權利要求之一的車輪制動盤，其特徵在於:所述底部(9)在其朝向側凹部(8)的一側上和/或背向的一側上具有厚度削弱部。
5.根據上述權利要求之一的車輪制動盤，其特徵在於:所述厚度削弱部通過同心的空隙(14、15)構成。
6.根據上述權利要求之一的車輪制動盤，其特徵在於:所述側凹部(8)在其與貫穿孔(12)背向的一側上過渡至柱形區域(7)。
【文檔編號】F16D65/12GK103562588SQ201280025212
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年5月23日 優先權日:2011年5月26日
【發明者】M·尼斯納, P·塞弗特 申請人:克諾爾-布裡姆斯軌道車輛系統有限公司