CN112178085B - 用于轨道车辆的轨道车轮的车轮制动盘和轨道车轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于轨道车辆的轨道车轮(1)的车轮制动盘(3)，其具有环形的摩擦带(31)；多个冷却肋(32、36)，这些冷却肋模制成型在背离所述摩擦带(31)的摩擦面(311)的装配侧上；多个螺钉容纳部(33)，其用于容纳用于将车轮制动盘(3)固定在轨道车轮(1)的轮体(2)的轮辐(21)上的螺钉(4)的螺钉头部(41)或螺母(5)，其中，所述摩擦带(31)的厚度(d₁)小于所述车轮制动盘(3)的最大厚度(d₂)的三分之一。

Description

用于轨道车辆的轨道车轮的车轮制动盘和轨道车轮

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于轨道车辆的轨道车轮的车轮制动盘以及一种轨道车轮。

背景技术

例如由DE102011102518A1已知这种类型的用于轨道车轮的车轮制动盘。这种车轮制动盘通常通过螺纹连接被固定在轨道车轮的轮体的轮辐上。

在这种车轮制动盘中重要的是制动能量的吸收能力，其中车轮制动盘的质量对于制动期间的温度升高起着决定性的作用。在此，车轮制动盘的温度出于摩擦性能的原因以及出于强度和变形的原因必须受到限制。

另一方面，恰好在以大于120km/h的速度运行并且还经受频繁加速和减速的轨道车辆上应使用的车轮制动盘，如例如在城市交通中所使用的轨道车辆如有轨电车、轻轨铁路等的情况下，质量的最小化对于这种轨道车辆的转向架中的所有部件是重要的标准。在此，在能量节约方面，制动盘的质量尤其是由于在行驶运行中通过制动盘的附加旋转的能量吸收而具有特别的意义。

发明内容

本发明的任务是，在其耐热性和质量方面进一步优化车轮制动盘和轨道车轮。

所述任务通过一种具有权利要求1的特征的车轮制动盘以及通过一种具有权利要求9的特征的轨道车轮来解决。

按照本发明的车轮制动盘具有环形的摩擦带、多个冷却肋，这些冷却肋模制成型在背离所述摩擦带的摩擦面的装配侧上。此外，所述车轮制动盘具有多个螺钉容纳部，其用于容纳用于将车轮制动盘固定在轨道车轮的轮体的轮辐上的螺钉的螺钉头部或螺母。在此，所述摩擦带的厚度小于所述车轮制动盘的最大厚度的三分之一。

通过将摩擦带厚度减小到迄今常见尺寸以下，在由此质量减小的情况下，即使在摩擦带的允许的磨损状态下仍能确保允许的摩擦温度。

本发明的有利的实施变型方案是从属权利要求的主题。

根据一种有利的实施变型方案，摩擦带的厚度在车轮制动盘的最大厚度的26％至30％之间。

根据本发明的另一种实施变型方案，螺钉容纳部的背离摩擦带的摩擦面的贴靠面具有相对于摩擦带的原点径向延伸的槽，该槽用于容纳穿过轮体轮辐的滑动套筒的端部件，其中，在所述槽中设置有在中心设置的孔，该孔用于引导通过所述螺钉的螺钉颈部。

根据一种有利的实施变型方案，为了减少作用到车轮制动盘上的动态的螺钉力，车轮制动盘的螺钉容纳部的包围所述孔的区域在螺钉颈部的纵轴线的轴向方向上弹性地构造。

在此，通过螺钉容纳部的贴靠面中的槽的孔与穿过轮体轮辐的滑动套筒同轴地构造。

通过这样构造的车轮制动盘能够实现完全放弃在现有技术中使用的用于使车轮制动盘定心的常见的滑块。

尤其是，用于将这些滑块固定在摩擦带的装配侧上的材料积聚因此可以被完全省去。

同样地，用滑动套筒替代滑块总体上导致车轮制动盘或轨道车轮的质量进一步降低。

为了减少对摩擦带的摩擦面的遮挡，摩擦带的摩擦面具有至少一个环形槽。

这种环形槽中断了热膨胀在摩擦面的区域中在相对于车轮制动盘的原点的径向方向上的继续传递。

由此，由于非常高的摩擦功率而在摩擦带厚度内的明显更大的温度梯度是允许的，而不超过摩擦带的允许的由热引起的变形或不产生摩擦带的塑化的以及因此保持的变形。

为了在这种环形槽的区域中保持摩擦带的厚度，根据进一步优选的实施变型方案，在摩擦带的背离环形槽的装配侧上模制成型有环形的加厚部。

根据另一种优选的实施变型方案，第一冷却肋具有径向外部突起，该径向外部突起具有用于支承在轮体的轮辐上的贴靠面，在所述径向外部突起之间构造有平坦区域。

通过第一冷却肋的平坦区域，在保持相对于轨道车轮的轮体轮辐的支承面足够大的情况下，能够实现进一步减小质量。

冷却肋的被省去的区域由于其相对于摩擦带摩擦面的大的距离起少的制冷作用并且因此在制动时仅能够被稍微加热。

根据另一种优选的实施变型方案，第二冷却肋构造成相对于螺钉容纳部径向地从摩擦带的装配侧延伸的突起，该突起具有用于支承在轮体的轮辐上的贴靠面。

按照本发明的轨道车辆的轨道车轮的特征在于如上所述的车轮制动盘，该轨道车轮具有轮体和借助螺钉和螺母固定在至少该轮体的轮辐的一侧上的车轮制动盘。

优选地，在轮辐的两侧设置有这种车轮制动盘。

根据一种有利的实施变型方案，所述轮辐具有多个贯通孔，在这些贯通孔中容纳有滑动套筒，在该滑动套筒中分别容纳有相应的螺钉的螺钉颈部，其中，滑动套筒的端部件从轮辐的装配面伸出，其中，滑动套筒的端部件在螺钉容纳部的贴靠面的相对于轨道车轮的旋转轴线径向延伸的槽中被引导。

附图说明

下面借助附图详细阐述优选的实施例。

附图中：

图1以横截面视图示出轨道车轮的局部剖视图，

图2示出根据图1的在车轮制动盘的装配侧上的透视图，

图3示出根据图1的车轮制动盘的摩擦面的透视图，以及

图4和5示出车轮制动盘的透视局部，其中示出冷却肋和螺钉容纳部。

具体实施方式

在下面对附图的说明中，术语如上、下、左、右、前和后等仅针对车轮制动盘、轨道车轮、摩擦带、冷却肋、摩擦面、螺钉容纳部以及类似物在相应的附图中所选的示例性的描绘和位置。这些术语应不受限地理解，即通过不同的工作位置或镜像对称的设计或类似方法可以改变这些关系。

在图1中用附图标记1总体上表示按照本发明的轨道车轮的一种实施变型方案，在图1中以横截面示出该轨道车轮的局部，其方式为车轮制动盘3设置在从轮体2的滚动面径向向内延伸的轮辐21上。

如在图2和图3中所示的那样，环形的车轮制动盘3具有环形的摩擦带31。

摩擦带31在其朝向制动衬片(未示出)的、背离轮辐21的外侧上具有摩擦面311。

在朝向轮辐21的装配侧上模制成型有多个冷却肋32、36。此外，在摩擦带31的该装配侧上模制成型有多个螺钉容纳部33，其用于容纳螺母5(在图1中示出)或螺钉4(在图1中示出)的螺钉头部41。

在此，螺钉4用于将车轮制动盘3固定在轨道车轮1的轮体2的轮辐21上。在此，螺钉4优选构造成膨胀螺钉。

在此，螺钉4能够通过朝向摩擦面311开放的留空部313被引入到螺钉容纳部33中。如在图1中所示，所述螺钉容纳部33的空腔在此优选由靠近摩擦面311的圆柱形区域335和在其上沿轮辐21的方向延伸的侧凹部336组成。

所述空腔朝向轮辐21由具有中心孔333的底部限定。螺钉4的螺钉杆部42几乎没有间隙地被引导通过所述孔333。

在此处所示的实施例中，螺钉头部4设置在轮辐21的图1中的右侧上，该螺钉头部定位在螺钉容纳部33的圆柱形区域335中。在螺钉杆部42的连接到螺钉头部41上的第一部分件上套有膨胀套筒43。该膨胀套筒43一方面支承在螺钉头部41的凸缘上并且另一方面支承在螺钉容纳部的空腔的底部上。

在图1中所示的轨道车轮1的轮辐21的左侧上示出用于固定螺钉4的螺母5，该螺母也支承在螺钉容纳部33的空腔的底部上。

在此，螺钉容纳部33的空腔的底部优选在螺钉颈部42的纵轴线的轴向方向上弹性地构造，这尤其是通过侧凹部336实现。

如在图2、图4和图5中进一步所示，在摩擦带31的装配侧上如以上已经提及模制成型有多个冷却肋32、36。在此，第一冷却肋32在摩擦带31的区域中模制成型在相邻的螺钉容纳部33之间。

第二冷却肋36以具有优选椭圆形横截面的突起的构型构造，所述第二冷却肋36相对于螺钉容纳部33径向地、从摩擦带31的装配侧延伸地模制成型。

第一冷却肋32具有径向外部突起321，该径向外部突起具有用于支承在轮体2的轮辐21上的贴靠面323。

在径向外部突起321之间构造有平坦区域322，在运行中也如在相邻设置的第一冷却肋32之间那样，冷却空气能够通过所述平坦区域流动通过冷却通道34。

在此，冷却通道34由相邻的冷却肋32、36或螺钉容纳部33之间的中间空间构成。

第一冷却肋32的突起321和构造成突起的第二冷却肋36在其背离摩擦带31的端面上具有用于支承在轮体2的轮辐21上的贴靠面323、361。

如在图4和图5中还可以看出，在这些贴靠面323、361上径向向外连接有倾斜区域324、362。

如在图1和图5中还可以看到，摩擦带31的厚度d₁小于车轮制动盘3的最大厚度d₂的三分之一。

车轮制动盘3的最大厚度d₂在此通过在摩擦面311与冷却肋32的贴靠面323或冷却肋36的贴靠面361之间的距离来限定。

优选地，摩擦带31的厚度d₁在车轮制动盘3的最大厚度d₂的26％和30％之间。

优选套筒状构造的螺钉容纳部33在螺钉容纳部33的背离摩擦带31的摩擦面311的贴靠面332上具有相对于摩擦带31的原点径向地延伸的槽334，该槽用于容纳穿过轮体2的轮辐21的滑动套筒6的端部件。

在此，所述槽334的底部形成螺钉容纳部33的空腔的底部的背侧。

如在图1和图3至图5中还示出，摩擦带31的摩擦面311具有两个环形槽312。

也可设想仅模制成型有一个这样的环形槽312或者模制成型有多于两个这样的环形槽312。

在此，这些环形槽312中断热膨胀在摩擦面311的区域中在相对于车轮制动盘3的原点的径向方向上的继续传递。

为了在这些环形槽312的区域中不进一步减小摩擦带31的厚度d₁，如在图4中示例性示出的，在摩擦带31的背离环形槽312的装配侧上模制成型相应的环形加厚部314。

如在图1中进一步所示，轮辐21具有多个贯通孔，滑动套筒6容纳在这些贯通孔中，在该滑动套筒中分别容纳有相应的螺钉4的螺钉颈部42。

在此，所述滑动套筒6的端部件从轮辐21的装配面伸出。

在此，滑动套筒6的这些端部件在螺钉容纳部33的贴靠面332的相对于轨道车轮1的旋转轴线径向延伸的槽334中被引导，并且不仅能够实现相应的车轮制动盘3在轨道车轮1的轮体2的轮辐21上的定心预装配，而且能够实现在运行中车轮制动盘3在轮辐21上的定心，当由于热膨胀而车轮制动盘3的直径增大时或者当车轮制动盘3冷却情况下其直径又减小时。

附图标记列表

1 轨道车轮

2 轮体

21 轮辐

3 车轮制动盘

31 摩擦带

311 摩擦面

312 环形槽

313 留空部

314 加厚部

32 冷却肋

321 突起

322 平坦区域

323 贴靠面

324 倾斜区域

33 螺钉容纳部

331 外周面

332 贴靠面

333 孔

334 槽

335 圆柱形区域

336 侧凹部

34 冷却通道

35 冷却通道

36 冷却肋

361 贴靠面

362 倾斜区域

4 螺钉

41 螺钉头部

42 螺钉杆部

43 适配套筒

5 螺母

6 滑动套筒

d₁ 摩擦带的厚度

d₂ 制动盘的厚度

Claims (9)

1.用于轨道车辆的轨道车轮(1)的车轮制动盘(3)，该车轮制动盘具有：

-环形的摩擦带(31)，

-多个冷却肋(32、36)，这些冷却肋模制成型在背离所述摩擦带(31)的摩擦面(311)的装配侧上，

-多个模制成型在摩擦带(31)的装配侧上的螺钉容纳部(33)，其用于容纳用于将该车轮制动盘(3)固定在轨道车轮(1)的轮体(2)的轮辐(21)上的螺钉(4)的螺钉头部(41)或螺母(5)，

其特征在于，所述摩擦带(31)的厚度(d₁)小于所述车轮制动盘(3)的最大厚度(d₂)的三分之一，所述螺钉容纳部(33)的包围用于引导通过所述螺钉(4)的螺钉颈部(42)的孔(333)的区域在螺钉颈部(42)的纵轴线的轴向方向上弹性地构造。

2.根据权利要求1所述的车轮制动盘(3)，其特征在于，所述摩擦带(31)的厚度(d₁)在所述车轮制动盘(3)的最大厚度(d₂)的26％至30％之间。

3.根据权利要求1或2所述的车轮制动盘(3)，其特征在于，所述螺钉容纳部(33)的背离所述摩擦带(31)的摩擦面(311)的贴靠面(332)具有相对于所述摩擦带(31)的原点径向地延伸的槽(334)，该槽用于容纳穿过轮体(2)的轮辐(21)的滑动套筒(6)的端部件，该槽具有设置在中心的所述孔(333)，该孔用于引导通过所述螺钉(4)的螺钉颈部(42)。

4.根据权利要求1或2所述的车轮制动盘(3)，其特征在于，所述摩擦带(31)的摩擦面(311)具有至少一个环形槽(312)。

5.根据权利要求4所述的车轮制动盘(3)，其特征在于，为了保持所述摩擦带(31)的厚度(d₁)，在所述摩擦带(31)的背离所述环形槽(312)的装配侧上模制成型有环形的加厚部(314)。

6.根据权利要求1或2所述的车轮制动盘(3)，其特征在于，第一冷却肋(32)具有径向外部突起(321)，所述径向外部突起具有用于支承在轮体(2)的轮辐(21)上的贴靠面(323)，在所述径向外部突起之间构造有平坦区域(322)。

7.根据权利要求1或2所述的车轮制动盘(3)，其特征在于，第二冷却肋(36)构造成相对于所述螺钉容纳部(33)径向地从摩擦带(31)的装配侧延伸的突起，该突起具有用于支承在轮体(2)的轮辐(21)上的贴靠面(361)。

8.轨道车辆的轨道车轮(1)，所述轨道车轮具有轮体(2)和借助螺钉(4)和螺母(5)固定在至少所述轮体(2)的轮辐(21)的一侧上的车轮制动盘(3)，其特征在于，所述车轮制动盘(3)是根据权利要求1至7中任一项所述的车轮制动盘构造的。

9.根据权利要求8所述的轨道车轮(1)，其特征在于，所述轮辐(21)具有多个贯通孔，在这些贯通孔中容纳有滑动套筒(6)，在该滑动套筒中分别容纳有相应的螺钉(4)的螺钉颈部(42)，其中，所述滑动套筒(6)的端部件从轮辐(21)的装配面伸出，其中，所述滑动套筒(6)的端部件在所述螺钉容纳部(33)的贴靠面(332)的相对于轨道车轮(1)的旋转轴线径向地延伸的槽(334)中被引导。

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