JP2003534138A - 鉄道車輪を加工する方法と機械 - Google Patents
鉄道車輪を加工する方法と機械Info
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Abstract
Description
車輪の再整形加工だけでなく、車輪セットの車輪の再整形加工にも広がっている
。加工は、同様に、それが個別車輪車台であろうと、あるいはその他の車台の車
輪セットであろうと、ブレーキディスクの再整形加工にまで広がっている。本発
明に基づく加工を実施するための前提は、該当する鉄道車輪ないし車輪セットが
軸軸受ハウジング内に回転可能に軸承されていることである。加工すべき個別車
輪ないし車輪セットは取り外された状態にあってもよいが、個別車輪または車輪
セットは組み込まれた状態においても加工することができる。
ーキおよび横滑りプロセスによって摩耗する。この理由から、それらを時々再整
形加工しなければならず、それは通常は切削加工によって行われる。車輪セット
が取り外されている場合には、再整形加工は、高い切削出力を有する、オーバー
フロア旋盤上で行われる。(その場合の欠点は、もちろん車輪を取り外して再び
取り付けるための費用であり、それは特に動力車両の車輪セットに言えることで
あって、そこでは動力車輪セットの分解後に車両全体を再び駆動技術的に取り外
すことが、指示されている。
れた車輪セットを有する鉄道車両がそのアンダーフロア加工機械上へ引き出され
、あるいは専用のパワーで走行する。アンダーフロア加工機械は、通常穴の中の
レール水準の下方の特別なホール内に設置されている。その機械は、高い切削力
において重い車両を加工するために設計されているので、それに応じた大きい重
量を有している。さらに、アンダーフロア加工機械が重い土台上に固定されてい
ることが、必要である。アンダーフロア加工機械がその中で駆動される設備のた
めの投資も、それに応じて大きい。オーバーフロア加工機械に比較して、アンダ
ーフロア加工機械の切削出力は、幾分小さい。
ては、それがオーバーフロア加工機械であろうとアンダーフロア加工機械であろ
うと、車輪セット加工機械のための投資は、経済的ではない。従ってこの種の企
業は、加工すべき車輪セットを取り外して、専門工場へ送る方向に移行しており
、そこで車輪ディスクの再整形加工とブレーキディスクの再整形加工を行うこと
ができる。しかし、主要ルートにおいても、車輪セット加工機械を装備している
工場は、わずかしかない。その結果、取り外した車輪セットあるいは列車ないし
車両全体を再整形加工するために時々長い区間にわたって移動させなければなら
ない。
に時々再整形加工しなければならない多数の車輪セットが出てくる。この趣旨に
おけるその間に時々というのは、車輪セットないし車輪を本来の、操業的に固定
されている検査インターバルの間に再加工しなければならないということである
。雨と落ち葉を有する秋の天候条件は、多くのレール交通企業において車輪加工
のピーク需要をもたらす。時には、設置されている車輪セット加工機械の容量で
は、ピーク需要を十分にカバーできなくなる。交換時間、非可用性、移送コスト
とロジスティックコストが、車輪セットのための本来の加工コストに付加される
。
きる、普遍的な車輪セット加工機械を提供することである。それによって、鉄道
車輪、車輪セット、機関車、列車または車両の移送を減少させ、同時に機械が車
輪の再ならい加工またはブレーキディスクの加工のために十分な精度で作動する
ようにしようとしている。機械は、専用のエネルギ供給装置を有するべきである
が、同様に専門工場のすでに存在しているエネルギ供給装置に接続可能であって
もよい。特に機械は、取り外された個々の鉄道車輪ないし車輪セットの加工にも
、鉄道車両内に組み込まれたままの鉄道車輪または車輪セットの加工にも用いら
れる。
輪セットの車輪ディスクまたはブレーキディスクを、工作機械による加工によっ
て再整形加工する方法によって解決され、その工作機械は −場所移動可能に形成されており、 −鉄道車輪または車輪セットは、少なくとも1つの軸受ハウジングに作用する
クランプ機構によって、その周面上の車輪ディスクが支持ローラに対して押圧さ
れ、その支持ローラの少なくとも1つは、 −鉄道車輪または車輪セットを回転させ、同時に、 −工具が鉄道車輪または車輪セットの車輪ディスクまたはブレーキディスクの
1つを加工する。
される装置は、場所移動可能すなわち可動であることにある。従って装置は、所
定の使用場所と結びついておらず、それぞれ手入れをすべき車両のところへ移動
されて、加工位置へ移動されることができる。
いるブレーキディスクも、車輪セットの軸上に固定されているブレーキディスク
も考慮される。通常は、鉄道車輪セットまたは車輪セットがレール上で転動する
ための、車輪ディスクの輪郭が加工される。その輪郭は、車輪セットの、同時に
回転される車輪ディスクの輪郭とすることができる。しかしまた、車輪セットの
、駆動される車輪ディスクと対向する車輪ディスクの輪郭を加工することもでき
る。このように車輪セットの対向する側を加工することは、軸軸受ハウジングの
1つに、たとえばジェネレータなどのような付加装置がフランジ止めされている
場合に、利点を有する場合がある。輪郭加工する場合に、走行面もリムも、ある
いは走行面とリムがその輪郭を加工され、ブレーキディスクの再整形加工は通常
、このディスクを平らにすることに限定される。
のであろうと、切削するように行うことができる。しかしまた、たとえば平滑圧
延から知られているように、加工された、あるいは加工すべき表面を工具によっ
て硬化させる加工を行うこともできる。
様な趣旨において、鉄道車輪または車輪セットを再整形加工前またはその後に測
定技術的に測定することが意図される。通常の測定方法は、平均的な当業者には
知られている。
場所移動可能な支持フレームを特徴としている。支持フレームには、鉄道車輪ま
たは車輪セットの閉鎖された内側および/または外側の軸受ハウジングに作用す
るためのクランプ機構が設けられている。さらに、少なくとも2つの支持ローラ
が設けられており、それら支持ローラはクランプ機構に対向して互いに対して相
互の距離をもって車輪ディスクの外周面に押圧可能であって、その車輪ディスク
の1つまたは複数の軸受ハウジングにクランプ機構が作用し、支持ローラの少な
くとも1つは、駆動装置を有している。さらに、場所移動可能な機械内に、さら
に鉄道車輪または車輪セットの車輪ディスクまたはブレーキディスクを加工する
ための工具も設けられている。この種の工具は、通常サポート上に配置されてお
り、車輪ディスクの周面の、支持ローラが作用しない個所において加工を実施す
る。
されており、かつフロアの上方で走行することができる。ローラまたは車輪によ
って、車輪セット加工機械は、工場の、最良のスペース状況を提供する各個所へ
移動することができる。工場内に通常設けられているリフト装置によって、鉄道
車輪または車輪セットが車輪セット加工機械上へ持ち上げられて、場合によって
は、加工が行われる間、固定される。これは特に、取り外された状態における鉄
道車輪または車輪セットについて当てはまり、ときには建屋を設ける必要はなく
、作業場所の適当なスペース(屋根ありまたは屋外)で十分である場合もある。
込まれた状態において、鉄道車輪または車輪セットは付属の鉄道車両と堅固に、
あるいはゆるく結合されている。回転基台上で走行する鉄道車両の場合には、車
輪セットは回転基台内に堅固に組み込まれている。
再整形加工を実施することができる。そのために、鉄道車両は、特にそのために
設けられているリフト個所に載置される。載置の高さは、フロア上1mから2.
5mの間である。この状態において、工作機械が載置されている鉄道車両の下方
へ移動されて、鉄道車輪の少なくとも1つと係合される。場所移動可能な工作機
械の導入は、載置されている鉄道車両の一方の側から行うことができる。しかし
、通常は、場所移動可能な工作機械は、工場軌条に沿って案内されるローラまた
は車輪上に軸承される。工作機械は載置されている鉄道車両の下方へ、工作機械
が車輪セットと係合するまで、長手方向に移動される。
ルクは工場床に固定することによって受け止めることができる。そのために、フ
レームと工場床との間に、付加的な固定手段を設けると効果的である。同様に、
加速、ここでは特に車輪セット軸上にある車両モータの回転加速に基づく力を、
機械固定によって吸収しなければならない。これに関連して、たとえば工具破断
が車輪セットの突然の制動をもたらし、かつ短時間、切削加工の切断力を越える
力をもたらす可能性がある。
力で十分である。しかしまた、工場軌条に工作機械を挟持することも可能である
。
mだけ変位することが加工結果にとって重要でないように設計されている。これ
は、車輪セットの周方向の変位にも軸方向の変位にも言えることである。工作機
械の固有強度は、この種の変位を許容するのに十分に高い。
車両であっても、鉄道車両であってもよい。この種の車両によって、工作機械は
その使用場所へ移送される。車両上には同時に、それが電気的なエネルギであろ
うと、たとえば油圧または空気圧のような圧力媒体のエネルギであろうと、工作
機械に必要なエネルギを供給する他の装置を設けることができる。さらに、工作
機械を移送する車両が、同時にさらにリフト装置を有しており、そのリフト装置
によって鉄道車輪、回転機械または車輪セットを工作機械上で加工するために昇
降させることができると、効果的である。工作機械が固定されていない場合には
、ランプを設けて、そのランプを介して工作機械を移送車両から降ろして、加工
を行おうとする現場に設置することができる。このような場合においても、機械
のためのエネルギ供給装置を移送車両によって携行することも可能であるが、同
様に、工作機械をすでに存在している、工場のエネルギ供給のためのインフラ構
造に接続することも可能である。
介しても、電気的、空気圧または油圧によっても操作可能である。1つまたは複
数の支持ローラを駆動するために、電動機または、空気圧であれあるいは油圧で
あれ、圧力媒体を供給可能なモータを設けることができる。加工工具として、回
転工具、除去工具、フライス工具、回転フライス工具、研磨工具あるいは固定圧
延工具が考えられる。これらの工具によって、車輪ディスクの輪郭を加工するこ
とも、ブレーキディスクの作用面を平らにすることもできる。特に、除去工具、
フライス工具、回転フライス工具または研磨工具は、それぞれ専用の駆動装置を
有している。通常、加工工具はサポート上に配置されており、車輪ディスクの、
支持ローラないし駆動ローラの外部の周面を加工する。
方から下方へ有効になるようにし、かつ支持ローラないし駆動ローラを垂直の車
輪中央の外部の側方へ配置することが、提供される。その後、クランプ機構の下
方に垂直に整合して、加工機械が作用する。それに対して測定および検査装置は
、それぞれスペース状況がどのようにそれを許すかに従って、検査すべき鉄道車
輪の周面の任意の個所に設けることができる。他の好ましい形態によれば、鉄道
車輪または車輪セットの車輪ディスクに超音波を供給する、超音波検査ヘッドが
設けられている。検査ヘッドには、通過する超音波パルスを受信する測定ヘッド
が対向している。
にも測定することである。それによって、加工成果が保証される。測定機器とし
て、機械的な検出部材または光学的な三角測量検出器が提供される。
よって、高い精度が求められる。これは特に、高速車輪に当てはまる。もちろん
、比較的低い速度で走行する車両、たとえば貨物車両あるいは支線車両において
は、もっと少ない精度で十分な場合もある。ここでは不必要な車輪セット移送ま
たは車両移動を防止する目的が前面に出てくる。同様に、工作機械には切削のた
めの案内薄板または移送装置が設けられているが、これについては特に言及する
必要はない。次に、本発明を2つの実施例を用いて詳細に説明する。
に鉄道車両2と並んで側方に立っている垂直の柱3を用いて行われる。鉄道車両
2自体は、支柱4上に乗っており、その支柱は柱3に沿って高さ方向に垂直に移
動可能である。鉄道車両2の車両ボックスの下方端縁5は、工場床1の上方1m
と2.5mの間の高さに位置している。
が結合されており、その車輪セットはその両方の車輪ディスク7によって線路内
を走行するのに適している。車輪ディスク7は、車輪セット軸8と相対回動不能
に結合されており、かつ両車輪ディスク7の外側において軸軸受ハウジング9内
に回転可能に軸承されている。本例においては、駆動車両2の車輪セット6が示
されており、その車輪セット軸上にはさらに、駆動モータ10が配置されている
。2つの軸受ハウジング9を介して車輪セット6は鉄道車両2と結合されている
。結合の詳細は、見やすくするために、図1においては省かれている。
業位置に移動されている。フレーム11は、車輪のローラ13によって工場線路
(図示せず)に沿って走行可能であり、その工場線路を介して鉄道車両2が前も
って工場内へ移動されている。工作機械12のフレーム11の幅は、載置の柱3
の間を通過するように定められている。
構14はその外側の上端部にクランプハンド15を有しており、クランプ機構は
そのクランプハンドによって車輪セット6の両方の閉鎖された軸受ハウジング9
に上方外側から作用する。クランプ機構14は、車輪ディスク7が支持ローラ1
6と接触するまで、車輪セット6を下方へ押圧する。本例においては、複数の支
持ローラ16は同一の軸17上に配置されており、その軸は、工作機械12のフ
レーム11内に設けられている軸受台18上に支持されている。支持ローラ16
は、軸17上に回転可能に軸承されており、かつ2つの支持ローラ16の少なく
とも一方は、専用の駆動装置(図示せず)を有しており、車輪セット6は車輪デ
ィスク7と支持ローラ16が接触した場合に、その駆動装置を介して回転される
。
垂直下方にあるかのように示されている。しかし実際には、支持ローラは車輪デ
ィスクの垂直の車輪中心の下方においてある角度(図示せず)だけ側方に変位し
て配置されている。従って全体として図1にはこの種の支持ローラ16は4つ設
けられている。軸受台18は、支持ローラ16を側方下から弾性的に車輪ディス
ク7に対して押圧することができるように構成されている。この弾性は、たとえ
ば、軸受台18が油圧シリンダまたは空気圧シリンダとして形成されており、そ
のシリンダに圧力形成装置とそれぞれの圧力手段のための圧力蓄積装置が対応づ
けられていることによって、達成される。弾性的な支持によって支持ローラ16
は、車輪ディスク7が万一非円形であった場合に、駆動の際にスリップをもたら
すことなしに、それに適合することができる。
ポートには工具20、本例においてはたとえば回転鑿が設けられている。個々の
サポート19の代わりに、該当する工具20を備えたさらに他のサポート(図示
せず)をフレーム11上に配置することも可能である。工具20は、車輪ディス
ク7の輪郭を加工するために設けられている。そのために、工具は車輪ディスク
7の周面に作用する。支持ローラ16の1つを介して車輪セット6が回転され、
工具20は車輪ディスク7の周面上で切削加工によって車輪ディスク7の再整形
加工を行う。
いる。車輪セット加工機械12は、ここでもフレーム11を有しており、そのフ
レームは工場床1のフロアの上方で、ローラ21上で走行可能である。ローラ2
1は、軌条と結合されていないので、図2の実施例の工作機械12は支柱3の側
方隣においても、載置された鉄道車両2の下方へ移動することができる。
プ機構14が上方へ張り出しており、そのクランプ機構のクランプハンド15が
上方から車輪セット6の軸受ハウジング9へ作用する。フレーム11の軸17内
に回転可能に軸承されている支持ローラ16は、車輪ディスク7の外周面に作用
し、その車輪ディスクは軸受ハウジング9を介して支持ローラ16に対して押圧
される。図1の実施例についてと同様に、図2の支持ローラ16についても、2
つの支持ローラが車輪ディスク7の垂直中心の下方に側方の距離をおいて互いに
並べて設けられていることが当てはまる。
とができるように固定されている。回転鑿20によって、ここでも車輪セット6
の車輪ディスク7の輪郭が加工される。図2の実施例の場合においては、それぞ
れ1つだけの個別の車輪ディスク7が加工される。車輪ディスク7の加工が終了
した後に、工作機械12は鉄道車両2の下方で側方へ引き出されて、たとえば図
2で選択されている図示の右半分で矢印22の方向に再び鉄道車両2の下方へ側
方に移動されて、それによって第2の車輪ディスク7が加工される。車輪ディス
ク7の他に、車輪セット軸8上にはさらにブレーキディスク23も相対回動不能
に固定されている。工作機械12は、ブレーキディスク23の側面24を平らに
するのにも適している。
場ホールの任意の個所に設置することができる。このように設置された工作機械
に、その後個々の鉄道車輪または車輪セットが供給され、それによって加工を遂
行することができる。作業の終了後に工作機械は他の場所へ移送され、その場所
は図1と2に示されている例の場所に対して大きい空間的距離を有することがで
きる。図1と2の2つの簡略化された表示において、たとえば車輪セット固定、
駆動ユニット、エネルギ供給、エネルギ接続および測定と検査装置のような、平
均的な当業者に知られているすべての駆動手段は、わかりやすくするために省か
れている。
Claims (20)
- 【請求項1】 軸受ハウジング内に回転可能に軸承されている鉄道車輪また
は車輪セットの車輪ディスクあるいはブレーキディスクを、工作機械による加工
により、再整形加工する方法であって、前記工作機械は、 −場所移動可能に形成されており、 −鉄道車輪または車輪セットは、少なくとも1つの軸受ハウジングに作用する
クランプ機構によって、その周面上の車輪ディスクが支持ローラに対して押圧さ
れ、前記支持ローラの少なくとも1つは、 −鉄道車輪または車輪セットを回転させ、同時に −工具が車輪またはブレーキディスクの1つを加工する、 車輪ディスクまたはブレーキディスクを再整形加工する方法。 - 【請求項2】 鉄道車輪または車輪セットがレール上で転動するための、車
輪ディスクの輪郭が加工されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 車輪セットの、回転される車輪ディスクの輪郭が加工される
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 車輪セットの、駆動される車輪ディスクに対向する車輪ディ
スクの輪郭が加工されることを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 【請求項5】 ブレーキディスクを有する鉄道車輪または車輪セットのブレ
ーキディスクの1つが加工されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 ディスクは、回転、フライス、回転フライスまたは研磨によ
り切削加工されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法
。 - 【請求項7】 ディスクの加工すべきないし加工された表面が、工具によっ
て硬化されることを特徴とする請求項1から6または6に記載の方法。 - 【請求項8】 鉄道車輪または車輪セットは、超音波によって検査されるこ
とを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 鉄道車輪または車輪セットは、少なくとも再ならい加工前に
測定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項10】 請求項1から9のいずれか1項に記載の方法を実施するた
めの工作機械において、 −鉄道車輪または車輪セット(6)の、閉鎖された内側および/または外側の
軸受ハウジング(9)に作用するためのクランプ機構(14、15)と、 −クランプ機構(14、15)に対向して互いに対して相互の距離をもって車
輪ディスク(7)の外周面に押圧可能で、その1つまたは複数の軸受ハウジング
(9)にクランプ機構(14、15)が作用する、少なくとも1つの支持ローラ
(16)と、 −支持ローラ(16)の少なくとも1つのための駆動装置と、 −鉄道車輪または車輪セット(6)の車輪ディスク(7)またはブレーキディ
スク(23)を加工するための工具(20)と、 を備えた、 −場所移動可能な支持フレーム(11)を特徴とする工作機械。 - 【請求項11】 フレーム(11)は、フロア(1)の上方で走行可能なロ
ーラ(21)上に軸承されていることを特徴とする請求項10に記載の工作機械
。 - 【請求項12】 フレーム(11)は、軌条上で走行可能なローラ(13)
上に軸承されていることを特徴とする請求項10に記載の工作機械。 - 【請求項13】 フレーム(11)は、車両上に固定されていることを特徴
とする請求項10に記載の工作機械。 - 【請求項14】 車両には、工作機械(12)によって加工するために、鉄
道車輪、回転基台または車輪セット(6)を昇降させるためのリフト装置が設け
られていることを特徴とする請求項13に記載の工作機械。 - 【請求項15】 クランプ機構(14、15)は、機械的、電気的、空気圧
または油圧で操作可能であることを特徴とする請求項10から13のいずれか1
項に記載の工作機械。 - 【請求項16】 1つまたは複数の支持ローラ(16)のための駆動装置と
して、電動機または圧力媒体を供給可能なモータが設けられていることを特徴と
する請求項10から13のいずれか1項に記載の工作機械。 - 【請求項17】 鉄道車輪または車輪セットの車輪ディスク(7)またはブ
レーキディスク(23)を加工するために、回転工具(20)、除去工具、フラ
イス工具、回転フライス工具、研磨工具あるいは固定圧延工具が設けられている
ことを特徴とする請求項10から13のいずれか1項に記載の工作機械。 - 【請求項18】 除去工具、フライス工具、回転フライス工具または研磨工
具は、それぞれ専用の駆動装置によって駆動可能であることを特徴とする請求項
17に記載の工作機械。 - 【請求項19】 鉄道車輪または車輪セット(6)の少なくとも1つの車輪
ディスクに超音波を供給するための検査ヘッドが設けられていることを特徴とす
る請求項10に記載の工作機械。 - 【請求項20】 加工前および/または後に鉄道車輪、ブレーキディスク(
23)または車輪セット(6)の幾何学配置を測定するための、少なくとも1つ
の測定工具が設けられていることを特徴とする請求項10に記載の工作機械。
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