CN109689395B - 多件式的、弹性的轨道轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多件式的轨道轮，其具有轮胎(4)，具有轮体(2)，具有设置在轮胎(4)和轮体(2)之间的弹性体(3)，通过该弹性体将轮胎(4)支撑在轮体(2)上，并且具有至少一个由端侧安装到轮体(2)上的拉紧元件，通过该拉紧元件将弹性体(3)借助安装在轮体(2)上的拉紧装置(6)相对于轮体(2)和轮胎(4)拉紧，其中，轮体(2)至少在一个区域内由轻金属材料制成，拉紧装置(6)相对于该区域作用。根据本发明的多件式的、其中设置有弹性件的轨道轮在能够简单地装配并且能够借助简单的工具拆卸的同时确保了共同作用的部件的可靠拉紧。这由此实现，即在轮体(2)的轴向与拉紧元件(5)相对的端侧(11)上设置至少一个支座件(7，31)作为支座，拉紧装置(6)安装在该支座上，该支座件由强度大于轮体(2)的轻金属材料的材料制成。

Description

多件式的、弹性的轨道轮

技术领域

本发明涉及一种多件式的轨道轮，其具有轮胎、轮体和布置在轮胎与轮体之间的弹性体，通过该弹性体使轮胎支撑在轮体上，并且具有由端侧安装到轮体上的拉紧元件，通过该拉紧元件使弹性体借助安装在轮体上的拉紧装置相对于轮体以及轮胎拉紧，其中，轮体至少在拉紧装置作用于的区域内由轻金属材料制成。

背景技术

此类轨道轮例如由EP 0 733 493 B1已知。已知的该轨道轮由钢锻造的或辊压的轮胎以及铝合金或其他轻金属材料制成的轮体构成，轮体包含轮毂，通过轮毂将轨道轮在使用时支承在相应有轨车辆的轴上。在轮胎中设置有缺口，并且在轮辋中设置有用于将橡胶环放置在轮胎与轮体周长之间的凹槽。橡胶环构成弹性体，通过该弹性体将轮胎弹性地支撑在构造在轮体周长上的轮辋上。通过作为拉紧元件设置的楔形拉紧环将橡胶环张紧在轮体和轮胎之间。为此目的，由轮体端侧构造在其外周长上环绕的周长轴肩，将拉紧环推到该周长轴肩上。在其周长上分布的、用作拉紧装置的固定螺栓将拉紧环相对于轮辋的在对面端侧环绕的周长区段拉紧。固定螺栓为此安装在轮体上，方式是将其轴与轨道轮的转轴平行地穿过成型在拉紧环内的通孔并拧入成型在轮体周长区段内的螺纹开口中。

在开始组装已知的轨道轮时，拉紧环沿着转轴的轴向与轮体的周长区段具有间距。橡胶环在此坐落在拉紧环和轮体的周长区段彼此V形相对的周长面的深处。如果接着拧紧固定螺栓，橡胶环则持续地沿着径向扩张，并且在此抵压坐落在环外部的轮胎的内周长面。在轨道轮完成张紧时，轮胎由此方式以设定的弹性张力保持在轮体上并同时弹性地相对于轮辋支撑。为了简化拉紧环的推移并为了减少磨损，可以为围绕轮体周长轴肩的周长的面设置持久并优选嵌入该面中的涂层。

在根据前述轨道轮的模板构造的轨道轮中，轮体和承载弹性体的拉紧环在完成装配后构成一个整体。为了运行中出现的所有力的可靠传导，拉紧环可以额外地借助压配合固定在轮体上。

但是，实践显示，在固定螺栓拧紧时出现高的力。该力由在弹性体在拉紧环的倾斜面与轮体的周长轴肩上进行扩张的期间出现的相对运动导致。结合在运动期间同时也在轮胎与轮体之间产生过盈接合，该运动导致显著的摩擦力，该摩擦力必须由通过固定螺栓传导的拉紧力所克服。

这导致的风险在于，制成轮体切割有固定螺栓旋入的螺纹的周长区段区域的轻金属材料无法承受在装配或使用时出现的负载。此风险可相应地由此通过适用于螺纹连接的设计准则应对，其中，连接配套件由铝材制成，即，扩大螺栓的旋合长度或者将多个额外的钢制螺纹插入件用于装入轮体的容纳螺纹中。但是这些措施的缺点在于，保障螺纹连接所需的螺栓的夹持长度降低，并且在使用额外的螺纹插入件时所需的直径更大。这又导致分别环绕容纳螺纹的轮体区域的强度特性变差。同样，在使用旋入套筒的情况下尤其通过粘贴的螺栓防松的可能性受到限制。同时存在以下风险，在固定螺栓脱落时，旋入套筒同样从轮体旋出。

发明内容

因此，在现有技术的背景下，产生以下目的，提供一种多件式的、其中具有弹性体的前述类型的轨道轮，其中，在可简单装配和能够借助简单的装置拆卸的同时确保组装的部件的可靠拉紧。

本发明通过权利要求1所述的轨道轮实现此目的。

本发明有利地设计方案在从属权利要求中给出，并在下文中与整体发明构思一同详细说明。

与开头所述的现有技术一致，根据本发明的多件式轨道轮因此具有轮胎、轮体、布置在轮胎与轮体之间的弹性体，通过该弹性体将轮胎支撑在轮体上，以及至少一个由端侧安装在轮体上的拉紧元件，通过该拉紧元件将弹性体借助安装在轮体上的拉紧装置相对于轮体和轮胎拉紧，其中，轮体至少在作用于拉紧装置的区域内由轻金属材料制成。

根据本发明，在此种轨道轮中，在轴向位于拉紧元件对面的轮体端侧设置至少一个支座件，其用作设置用于拉紧元件的拉紧的拉紧装置所安装于的支座，该支座件由强度比轮体的轻金属材料更高的材料制成。

根据本发明的轨道轮因此设计得在轮体外侧设置独立于轮体预制的支座件。支座件能够由此方式与轮体材料无关地设计，从而其一方面能够由于其材料特性而更可靠地吸收出现的力，另一方面大面积地将其吸收的力分布在其对应的轮体区域上，从而避免局部应力峰值并因此更可靠地避免轻金属轨道轮体损伤的风险。本发明由此方式也实现了使用于制造根据本发明的轨道轮的轮体至少拉紧元件的拉紧进行于的区域的轻金属在无需考虑以下任何力的条件下设计，即通过拉紧装置直接导入的力以及相应地由轮体材料同样直接吸收的力。相应地，在考虑用于设计在此所述类型的用于轮体的轻金属部件的常规准则的条件下，可以使用所有在实践中验证的或尚为此目的研发的轻金属材料，尤其基于铝基质的材料。

原则上，每种能够传递所需的拉紧力并且能够将拉紧元件在完成装配时保持在其拉紧状态的元件都适用于将拉紧元件拉紧在轮体上。在此，可考虑所有能够通过力配合或形状配合使拉紧元件可靠地保持在轮体上的拉紧元件。在实践中，拉紧螺栓尤其适用于此，如其同样由现有技术已知。其为了拉紧拉紧元件而旋入成型在支座件内的螺纹开口中。

本发明的一种成本低廉同时适合实践的设计方案中，支座件由强度足够的钢材制成。为此，尤其考虑高强度钢质，例如以标识42CrMo4(材料编号1.7225)、34CrNiMo6(材料编号1.6582)或者30CrNiMo8(材料编号1.6580)已知的钢。

拧紧具有由高强度材料制成的支座件的轮辋环具有以下特殊优点，成型在支座件内的螺纹孔可具有对钢典型的旋入长度。由此，在相对短的螺纹长度下本身已经实现了大的拉紧力并因此实现了螺纹连接良好的固定效果。

作为对用作拉紧装置的固定螺栓防止自动旋转或松脱的额外保护，可以使用适合的、市场上常见的螺栓胶。由此，能够不使用机械作用的防松元件，例如抵挡在拉紧装置上的肋或类似元件，其可能侵入轨道轮表面并导致不允许的损伤，并且可能引起拉紧装置实现的连接的不期望的放置。

支座件在实践中布置在邻接于构造在轮体外周长侧的轮辋的区域内。

轮体可以用已知的方式一件式地由轻金属材料、尤其铝材制成、尤其锻造而成。

至少一个在根据本发明的轨道轮中设置的弹性体通常由弹性材料构成。在此，弹性体可构造为封闭的环，其位于根据本发明的轨道轮的轮体与轮胎之间的缝隙中。但是，同样也可以用同样已知的方式设置多个弹性体，其例如以均匀的角度间隔围绕轨道轮的转轴分布在轮体和轮胎之间。也可将使用的弹性体分别两层或多层地或者两件或多件式地构造，从而使其特性最优地匹配于实践中产生的负载。

如果将支座件构造为环形，则在拉紧元件在轨道轮盘上最优地大面积拉紧的同时获得最优的质量分布。在此，支座件可由环构成或者由两个或多个区段组成，这些区段尤其构造为弧形。通过多件式的实施形式实现了在单个区段在装配或使用时损伤的情况下能够更换单个区段。

在支座件设计为整个环形时，将支座件安装在构造在轮体上的、围绕轨道轮的转轴且与其同轴的周长轴肩上是有利的。由此方式能够在可靠安装的同时实现简单的装配。如果周长轴肩具有朝向转轴的、支座贴靠在其上的内周长面，则尤其同样如此。

替代环形的、必要时由单个区段组装而成的、具有与拉紧装置的数量相等数量的用于拉紧装置、例如固定螺栓的安装点、例如螺纹开口的实施形式，也可以存在与设置的拉紧装置数量相等的支座件，其围绕轨道轮的转轴分布在轮体背离拉紧元件的一侧上并在那防转地固定。

无论相应支座件如何实施，如果将相应支座件插入成型在轮体内的容纳部中，则得到尤其可靠的安置。该容纳部可作为下沉部成型在轮体材料内，使得支座至少无间隙地安置在容纳部中。

在此有利的是，支座相对于轮体端侧外表面表面平齐地插入容纳部中。如果支座件为环形，容纳部则可为环形槽状并与轨道轮的转轴同轴。如果设置多个单独的支座件，则可将它们按照拉紧装置、例如固定螺栓的排布以均匀的角度间隔围绕轨道轮的转轴分布。

如果设置两个或多个支座件，它们则当然可以构造得使不仅一个拉紧装置、而是两个或更多的拉紧装置与其中一个支座件配合。

通过压入、收缩、辊压、夹住、粘贴、粘贴收缩或其他适合的方式能够将支座集成在作为承载单元的、由减重材料制成的轮体的容纳部中，从而补偿否则由于容纳部的成型而出现的惯性损失。

如果设置分隔的支座件，也可以将其分别安置在成型于轮体对应于支座件的区段内的容纳部中。

为了保证一个或多个支座防止在与其对应的容纳部内转动，可以使各个支座和与其对应的容纳部的周长上具有不同于圆形的轮廓。因此，可以有利地使支座的外周长和对应容纳部的内周长根据多边形的形式构造，其中，在此也可是支座以最优的方式通过压入、压缩、粘贴或粘贴压缩与轮体相连。在此，不同于圆形或圆柱形的支座和容纳部的周长形状首先用于避免支座在拉紧元件拉紧期间转动。如果作为拉紧装置使用了固定螺栓，这则可替代地或补充地由此实现，即支座的相应螺纹开口相对于支座纵轴偏心地定位。

拉紧元件可以用已知的方式构造为拉紧环。该环能够在轨道轮完成装配时构成轮辋的一半，轮胎通过弹性体支撑在轮辋上。当然，在此也可以将拉紧环分为两个或多个单独的区段，从而例如简化装配、拆卸或维修。在此，如果在轨道轮完成装配时，拉紧元件的外周长面和轮体的外周长面在剖面中沿着轨道轮的转轴V形地朝向彼此，则证实为对弹性体的均匀张紧尤其有利。

在此，同样在根据本发明的轨道轮中证实为尤其有利的是，在轮体朝向拉紧元件的一侧上构造具有外周长面的环绕的轴肩，拉紧元件在拉紧或者拆卸时在该外周长面上滑动。为了确保最可靠的安置，拉紧元件可以用压配合安装在周长面上。在此，为了保护轮体免受压损，可以为拉紧元件在拉紧时所滑动于的周长面以已知的方式设置减少摩擦或提高耐磨性能的涂层。该涂层可例如电镀地或通过等离子喷涂涂覆。在此，可由此实现拉紧元件与轮体之间良好的电气传递，即使用钼作为涂层措施，其例如通过火焰喷涂涂覆，其中，在最终对涂层完成加工后存在的层厚为0.15至0.3mm。

附图说明

下文中根据示出了实施例的附图进一步阐述本发明。其附图中分别示意性地示出了：

图1处于准备装配状态下的轨道轮的半部轴向剖视图；

图2处于完成装配状态下的轨道轮与图1一致的视图；

图3图1和2中的轨道轮的轮体的与图1一致的视图；

图4图3中的轮体的前视图；

图5轮体替代的实施形式的与图3一致的视图；

图6图5中的轮体的前视图；

图7轮体替代实施形式的与图3一致的视图；

图8图5中的轮体的前视图。

具体实施方式

图1和2中所示的轨道轮1包括轮体2、弹性体3、轮胎4、拉紧环5、多个用作拉紧装置的固定螺栓6和支座件7。

轮体2以已知的方式一件式地由实践证明适用的铝材锻造。其具有中央轮毂开口8，轨道轮1的转轴穿过此轮毂开口延伸。围绕轮体2的周长环绕有周长轴肩9，其大约在轮体2宽度B一半的范围内延伸，并且其周长面10向着轮体2的宽度中心的方向以锥形环的形式倾斜下降地成型。

在周长轴肩9的的轴向靠外的、对应于轮体2的端侧11的边缘处，周长轴肩承载环绕的梁12。从端侧11开始在周长轴肩9内成型有围绕转轴D的、以环形槽的方式成型的容纳部13。

在容纳部13中压入构造为环的、由高强度钢制成的支座件7。支座件7以其对应于端侧11的一侧相对于轮体2的裸露表面平齐地在端侧11上定向，并具有以均匀的角度间隔围绕转轴D分布的螺纹开口14。在螺纹开口14的延长线上，在周长轴肩9上成型圆柱状通孔15，其轴与转轴D平行地延伸，并且其直径大于螺纹开口14的直径。

在通孔15中分别贯穿有一个固定螺栓6的螺纹杆16。该固定螺栓6的螺栓头17支撑在凹口18的基底上，凹口从轮体2的另一端侧19开始在拉紧环5内成型。拉紧环5例如同样由铝材制成并具有与通孔15同轴的圆柱形通孔20，固定螺栓6的螺纹杆16同样穿过该通孔20。拉紧环5对应于轮胎4的外周长面21由轴向剖面观察(图1,2)以与周长轴肩9的周长面10相同的角度向着轮体2的宽度中心的方向倾斜。在轴向剖视图中观察，周长面10,21因此V形地向彼此延伸。在其对应于另一端侧19的边缘上，周长面21通过环绕的、径向向外突出的梁22限定。

在此示例性地为环形的弹性体3坐落在周长面10,21上。其对应于周长面10,21的内周长面23与周长面10,21相应地在轴向剖视图中观察呈V形倾斜。同样，弹性体3对应于轮胎4的外周长面24也相应地在轴向剖视图中观察呈V形倾斜。在内周长面23的对应于端侧11和19的边缘区域中又分别环绕有一个梁25,26。由此方式，弹性体3在准备装配的状态下就已经形状配合地固定并位置正确地定位在轮胎4的梁25,26之间(图1)。

弹性体3由已证实适用于此目的的弹性体材料制成。其可构造为一件式的环或者由多个单独的区段组成。同样，替代环形弹性体3可以设置多个空间上彼此分离地以均匀的角度间隔围绕转轴D分布的块状弹性体，其在外周长面10,21与在轴向剖面内观察同样具有向彼此V形延伸的轮胎4的内周长面。

其胎面27区域以常规方式构造的轮胎4例如由适用于此的钢材制成。

在周长侧，轮体2未被周长轴肩9占据的宽度B的另一半被周长面28平行于转轴D的轴肩所占据。拉紧环5借助压配合压在周长面28上。在此，为了防止材料腐蚀，周长面28以已知的方式以0.2mm厚的Mo层29涂覆。

为了组装轨道轮1，将弹性体3置于轮胎4内，从而其齐平地坐落在轮胎4的梁25,26之间。然后，弹性体3与轮胎4的组合体从端侧19推到周长区段9的周长面10上。

现在，将拉紧环5压在周长面28上，直至插入拉紧环内的固定螺栓6的螺杆16的自由末端达到支座件7内相应的螺纹开口14。接着，拧紧固定螺栓6。拉紧环5相应地沿着轴向A向着周长区段9移动。在此出现的拉力由支座件7吸收并大面积地分布在圆轴轴肩9上。固定螺栓6的拧紧继续，直至圆轴轴肩9与拉紧环5之间的间隙几乎闭合。在此，弹性体3在拉紧环5和圆轴轴肩9的倾斜延伸的周长面10,21上滑动。由此导致弹性体沿着径向R扩张并压抵轮胎4的内周长面23。

由此方式，当拉紧环5达到其在周长面28上的最终位置时，弹性体3以及其承载的轮胎4位于预先设定的位置。同时，弹性体3以预先设定的方式预紧。

图5和6中所示的轮体30的基本设计与轮体2的设计相同。但是，在此每个固定螺栓6对应于一个自己的、分别具有一个螺纹开口的支座件31，并且每个支座件31配有一个自己的、由轮体30的第一端侧32成型在周长区段33内的容纳部34。该容纳部34在此具有六边形内轮廓。相应地，支座件31在其外周长上相应地成型为六边形。支座件31的尺寸在此匹配于容纳部34的尺寸，使得支座件31以预先设定的压配合插入相应的容纳部34中，并且在此与轮体30端侧32处的裸露表面平齐。通过容纳部34和支座件31的六边形状实现了防转，由此防止了在拧紧或拆卸固定螺栓6时由于疏忽造成的打滑或旋出。

在图7和8中所示的实施例的轮体40的基本设计同样与轮体2一致。但是，替代槽状的容纳部，由端侧41在轮体2内成型环绕的轴肩42。环形的支座件7坐落在轴肩42上。在此，轴肩42围绕转轴D的内周长面43的内径匹配于支座件7的外部尺寸，使得支座件

7通过支座件7外周长面与轴肩42内周长面43之间存在的压配合而保持在轴肩42上。

图5-8中所示的本发明的变体的装配以与针对图1-4所示的实施例所述的方式相同的方式进行。

附图标记说明

1 轨道轮

2 轮体

3 弹性体

4 轮胎

5 拉紧环(拉紧元件)

6 固定螺栓(拉紧装置)

7 支座件

8 轮体2的轮毂开口

D 轨道轮1的转轴

9 轮体2的周长轴肩

B 轮体2的宽度

10 周长轴肩9的周长面

11 轮体2的端侧

12 周长轴肩9的环绕的梁

13 用于支座件7的容纳部

14 支座件7的螺纹开口

15 周长轴肩9的圆柱形通孔

16 固定螺栓6的螺纹杆

17 固定螺栓6的螺栓头

18 拉紧环5的凹口18

19 轮体2的另一端侧

20 拉紧环5的通孔

21 拉紧环5的外周长面

22 梁

23 弹性体3的内周长面

24 弹性体3的外周长面

25,26 轮胎4的梁

27 轮胎4的胎面

28 周长面，拉紧环5坐落在其上

29 耐磨且减少摩擦的Mo层

A 轴向

R 径向

30 轮体

31 支座件

32 轮体30的第一端侧

33 周长区段

34 容纳部

40 轮体

41 轮体40的端侧

42 环绕的轴肩

43 轴肩42的内周长面

Claims (12)

1.多件式的轨道轮，该轨道轮具有轮胎(4)，具有轮体(2)，具有设置在所述轮胎(4)和所述轮体(2)之间的弹性体(3)，通过该弹性体将所述轮胎(4)支撑在所述轮体(2)上，并且具有至少一个由一个端侧安装到所述轮体(2)上的拉紧元件，通过该拉紧元件将所述弹性体(3)借助安装在所述轮体(2)上的拉紧装置(6)相对于所述轮体(2)和所述轮胎(4)拉紧，其中，所述轮体(2)至少在一个区域内由轻金属材料制成，所述拉紧装置(6)相对于该区域作用，其特征在于，在所述轮体(2)的轴向与所述拉紧元件(5)相对的端侧(11)上设置至少一个环形的支座件(7)作为支座，所述拉紧装置(6)安装在该支座上，所述支座件由强度大于所述轮体(2)的轻金属材料的材料制成，其中，所述支座件(7)至少无间隙地装入方向与所述轨道轮(1)的转轴(D)同轴的、在所述轮体(2)内作为下沉部成型的容纳部(13)中。

2.根据权利要求1所述的轨道轮，其特征在于，所述拉紧装置为螺栓(6)，所述螺栓插入设置在所述支座件(7)上的螺纹开口(14)中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的轨道轮，其特征在于，所述支座件(7)由高强度钢制成。

4.根据权利要求1所述的轨道轮，其特征在于，所述轮体(2)由轻金属材料一件式地制成。

5.根据权利要求1所述的轨道轮，其特征在于，所述弹性体(3)为弹性材料体。

6.根据权利要求1所述的轨道轮，其特征在于，所述支座件(7)安置在构造于所述轮体(2)上的、围绕所述轨道轮(1)的转轴(D)并且方向与所述转轴同轴的周长轴肩(9)上。

7.根据权利要求6所述的轨道轮，其特征在于，所述周长轴肩(9)具有朝向所述转轴(D)的内周长面(43)，所述支座件(7)贴靠在该内周长面上。

8.根据权利要求1所述的轨道轮，其特征在于，所述支座件(7)通过压入、收缩、辊压、夹住、粘贴或粘贴收缩集成在所述轮体的容纳部(13)中。

9.根据权利要求1所述的轨道轮，其特征在于，所述拉紧元件(5)构造为环形。

10.根据权利要求1所述的轨道轮，其特征在于，在所述轮体(2)的朝向所述拉紧元件(5)的侧面(19)上构造具有周长面(28)的环绕的轴肩，所述拉紧元件(5)在所述拉紧元件(5)拉紧或拆卸时在所述周长面上滑动。

11.根据权利要求10所述的轨道轮，其特征在于，所述周长面(28)设置有减少摩擦的或提高耐磨性的涂层(29)。

12.根据权利要求1所述的轨道轮，其特征在于，在所述轨道轮(1)完成装配时，所述拉紧元件(5)的外周长面(21)和所述轮体(2)的外周长面(10)在沿着转轴(D)的剖面中V形地朝向彼此延伸。

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