JP2018511033A - ブレーキ梁の疲労試験スタンド - Google Patents

Abstract

本発明は、２つのブレーキ梁の疲労強度を同時に試験するためのブレーキ梁疲労試験スタンドを開示しており、本ブレーキ梁疲労試験スタンドは、ベースと、このベースに対して垂直であってベース上で間隔をおいて配置される４つの直立柱とを備え、第１の接線荷重アクチュエータは、試験されるホイールがアクチュエータ底部の前側および後側に取り付けられた状態で、第１の直立柱と第２の直立柱との間へ垂直に取り付けられ、圧力荷重アクチュエータは、第２の直立柱と第３の直立柱との間へ垂直に取り付けられ、第２の接線荷重アクチュエータは、試験されるホイールがアクチュエータ底部の前側および後側に取り付けられた状態で、第３の直立柱と第４の直立柱との間へ垂直に取り付けられ、試験スタンドの縦方向および横方向の剛性は、強化される。

Description

本発明は、レールトランジットの技術分野に属し、具体的には、レールワゴンブレーキ梁の疲労試験スタンドに関する。

レールワゴンのブレーキ梁は、レールワゴンの基本的な制動デバイスにおける最重要部分である。車両が制動するとき、ブレーキ梁は、ブレーキシリンダによって発生する制動力をブレーキシューへ伝達して車両の制動を達成することができる。図１は、ブレーキ梁の略構成図である。ブレーキ梁６は、三角形状の梁であって、水平方向のたすき棒６１と、たすき棒６１の両端部分に設けられる対角棒６２とを含み、対角棒６２同士は、一（１）点で交差するように下方へ傾斜され、この点とたすき棒６１との間に梁支柱６３が立設され、通常の使用時には、ブレーキ梁６が水平に配置される。

ブレーキ梁に対しては、ブレーキ梁の適用信頼性を保証するために、疲労試験が実行される。ブレーキ梁の疲労試験を行う場合、ブレーキ梁のたすき棒６１の両端は、各々２つのブレーキシューホルダの真ん中における２つの取付け穴を通って、各々ブレーキシューホルダに取り付けられる。試験（テスト）されるブレーキシューは、試験（検査）されるホイール対上へブレーキシューホルダによって取り付けられ、試験されるブレーキシューと試験されるホイールトレッドとの間の整合は、実際の条件に従うべきものである。試験されるブレーキシューとブレーキシューホルダとの取り付け、および試験されるブレーキシューと試験されるホイールとの取り付けは、荷重プロセス中には確実に滑らないように堅固となっている。試験されるホイールは、当然ながら、その軸を中心にして回転する自由度と、ホイールのトレッド表面の接線に沿って移動するブレーキ梁の一端を制限するための線形変位自由度とを有する。ブレーキ梁が適切に取り付けられると、ブレーキ梁へ圧力荷重および接線荷重が同時に加えられ、圧力荷重は、０ｋＮから１０４．５ｋＮまで可変的に梁支柱のピン穴に作用し、かつ試験されるホイールのトレッド（接地面）と試験される２つのブレーキシューとの間には、−４３．７ｋＮから４３．７ｋＮまでの可変的な接線荷重が生じる。

現在、ブレーキ梁の疲労試験スタンドには３つのタイプが存在する。第１のタイプは、ブレーキ梁を横方向に取り付けることを特徴とする。このタイプに関して言えば、ブレーキ梁を試験スタンドに載置する方向と実用時の方向とは一致しているが、疲労試験は、毎回１本のブレーキ梁でしか行うことができず、試験効率が低い。第２のタイプは、ブレーキ梁を横方向に置くことを特徴とする。第２のタイプの場合、２つのブレーキ梁を同時に試験することができ、圧力荷重は、横アクチュエータによって、かつ接線荷重は、縦アクチュエータによって加えられる。しかしながら、このタイプの試験スタンドは多大なスペースを占有し、かつ荷重は、横方向および縦方向に個々に加えられることになる。この方法では、試験スタンドが複雑な構造を有し、かつ試験されるホイールは、異なるホイール径のものに交換できないことから、試験スタンドは、異なるタイプのブレーキ梁に適応することができない。第３のタイプは、ガントリタイプの試験スタンドである。この第３のタイプに関して言えば、ブレーキ梁が垂直方向へ置かれ、２つのブレーキ梁を同時に試験することができ、圧力荷重および接線荷重の双方が縦アクチュエータによって加えられる。このタイプの試験スタンドの全体構造は、比較的剛性が低く、したがって、疲労試験における荷重プロセスの間に比較的高い変形が生じ、よって結果的に、試験の荷重周波数および試験効率の改善に影響が出る。現時点で、試験の最大荷重周波数は２．３ＨＺである。試験スタンドのガントリは、強度が低く、ガントリ構造体に疲労亀裂が生じやすい。試験スタンドと試験すべきブレーキ梁との接続部分には、隙間が多すぎて、これらの隙間を調整することが困難である。

本出願は、試験スタンドの縦方向および横方向の剛性を高めることができる、筋かいを有するガントリ構造であるブレーキ梁の疲労試験スタンドを提供し、試験中に生じる変形は、僅かでしかなく、試験スタンドの試験荷重周波数は、さらに高められ、よって試験効率が向上する。

上述の目的を達成するために、本出願は、以下の技術的解決法を採用する。
２つのブレーキ梁の疲労強度を同時に試験するためのブレーキ梁疲労試験スタンドは、ベースと、ベースに対して垂直であってベース上へ間隔をおいて配置される４つの直立柱とを備え、ベースの左側から右側へと連続して、第１の直立柱、第２の直立柱、第３の直立柱および第４の直立柱が存在し、接線荷重を加えることができる第１の接線荷重アクチュエータは、試験される（試験用の）ホイールが第１の接線荷重アクチュエータの底部の前側および後側に取り付けられた状態で、第１の直立柱と第２の直立柱との間へ垂直に取り付けられ、圧力荷重を加えることができる圧力荷重アクチュエータは、第２の直立柱と第３の直立柱との間へ垂直に取り付けられ、接線荷重を加えることができる第２の接線荷重アクチュエータは、試験される（試験用の）ホイールが第２の接線荷重アクチュエータの底部の前側および後側に取り付けられた状態で、第３の直立柱と第４の直立柱との間へ垂直に取り付けられ、第２の接線荷重アクチュエータおよび第１の接線荷重アクチュエータは、圧力荷重アクチュエータを中心として対称的に配置され、２つのブレーキ梁は、ブレーキ梁の両端が試験されるホイールのトレッド上に支持された状態で、直立柱の前側および後側に直立して取り付けられる。

好ましくは、第１の接線荷重アクチュエータおよび第２の接線荷重アクチュエータの各底部には、接線荷重を受けることができる接線荷重分配梁が設けられ、接線荷重分配梁は各々、前後方向へ水平に配置されて直立柱に対して垂直であり、接線荷重分配梁の両端は、各々、直立柱の前側および後側に配置される試験されるホイールへ連結され、接線荷重アクチュエータの両側に配置される試験されるホイールへ接線荷重を分配する。
好ましくは、試験されるホイールは、ドラム形状であり、かつ試験される（試験用の）ドラム形状のホイールの上側の弧面および下側の弧面は、直径が異なる円弧状のトレッドであって、試験される同一のホイール上で直径が異なる２つのホイールが試験される。

好ましくは、試験されるホイールの前輪および後輪にバッフルが設けられ、接線荷重分配梁と共に取付け可能な連結梁は、バッフル内に取り付けられてウェッジ（くさび型の差し込み部材）で固定される。

好ましくは、試験されるホイールのトレッド上に、トレッドのラジアン（弧度）と一致する試験されるブレーキシューが設けられ、試験されるブレーキシュー上にブレーキシューホルダが設けられ、かつ試験されるホイールとブレーキシューホルダとの間に隙間解消デバイスが設けられ、ブレーキシューホルダと試験されるホイールとの間の隙間がなくされる。

好ましくは、圧力荷重アクチュエータの底部に、圧力荷重を分配することができる圧力荷重分配梁が設けられ、圧力荷重分配梁は、前後方向へ水平に配置されかつ直立柱に対して垂直であり、圧力荷重分配梁の両端には、ブレーキ梁支柱を取り付けることができる丸い支柱ピンが取り付けられ、丸い支柱ピン上には、ブレーキ梁の梁支柱が取り付けられて圧力荷重アクチュエータにより分配される圧力荷重を受け入れる。

好ましくは、圧力荷重分配梁の両端にＵ字形の連結ブロックが設けられ、かつ各Ｕ字形の連続ブロックより上に逆Ｖ字形の支柱連結ブロックが設けられ、一方のＵ字形連結ブロックの両端は、一方の支柱連結ブロックの両端へ連結され、支柱連結ブロック上に丸い支柱ピンが設けられ、丸い支柱ピンは、ブレーキ梁の梁支柱を垂直に保持するように構成され、かつ圧力荷重をブレーキ梁へ伝達する。

好ましくは、第１の接線荷重アクチュエータの底部に、接線荷重に関するフィードバック試験を行うことができるフィードバックデバイスが設けられ、フィードバックデバイスは、接線荷重のフィードバック力（反力）の強度を検出することができるセンサを備える。

好ましくは、直立柱の前側および後側に、筋かいが設けられる。

好ましくは、ブレーキ梁疲労試験スタンドに試験される（試験用の）シュートが設けられ、ブレーキ梁の両端は、試験される（試験用の）シュート内に位置決めされるべきブレーキシューホルダを通って延びる。具体的には、試験されるシュート内に、ブレーキ梁の両端におけるガイドブッシュが位置決めされる。実際の試験では、ブレーキ梁を試験スタンド上へさらにしっかりと固定するために、試験されるシュートおよびブレーキ梁の両端におけるガイドブッシュの双方が使用されるが、従来技術に属するものであり、詳述を省く。

好ましくは、筋かいは、第１の直立柱の前および後に位置決めされる第１のグループの筋かいと、第４の直立柱の前および後に位置決めされる第２のグループの筋かいとを含み、かつ試験されるシュートは、第１の直立柱と第１のグループの筋かいとの間のブラケット上に、または第４の直立柱と第２のグループの筋かいとの間のブラケット上に位置決めされる。

好ましくは、第１の直立柱の左側および第４の直立柱の右側に梯子が設けられる。

好ましくは、直立柱の上部へプラットフォームが水平に設けられる。

ブレーキ梁の疲労試験中に試験されるホイールとブレーキシューホルダとの隙間をなくすように構成され得る隙間解消デバイスが設けられるが、これは、試験されるホイールとブレーキシューホルダとを連結することができる連結ブロックを備え、連結ブロックの上部は、ブレーキシューホルダ上の台形溝と一致される台形の端であって、台形の端の二つの側面は、傾斜面であり、傾斜面には開放溝が形成され、開放溝には、開放溝内で移動可能な調整ブロックが設けられ、連結ブロック上部の一つの側面とブレーキシューホルダとの隙間は、開放溝の内部で調整ブロックの位置を動かすことによってなくされる。

好ましくは、調整ブロックの内面に突起が設けられ、かつ傾斜面は、調整ブロック内面の傾斜方向とは反対の傾斜方向を有する。より好ましくは、開放溝は、突起の傾斜方向とは反対の傾斜方向を有し、両者は、隙間をなくすように共働する。

好ましくは、開放溝は、傾斜面の傾斜方向に沿って配置され、開放溝は、半円弧状の溝であり、かつ調整ブロック上には、開放溝と一致される半円筒状の突起が設けられる。

好ましくは、連結ブロックの台形の端の一つの側面に、調整ブロックの緩みを防止することができる調整板が取り付けられ、連結ブロックと調整板とは、ボルトで連結される。

好ましくは、隙間解消デバイスとブレーキシューホルダとの接触面積を増大するために、連結ブロックの両側の傾斜面に２つの開放溝が形成されている。

好ましくは、連結ブロックの上面は、ブレーキシューホルダの取付面と一致する傾斜した面である。

先行技術に比較すると、本出願には、以下のような優位点および有益な効果がある。

第１に、本出願のブレーキ梁疲労試験スタンドの場合、筋かいを有するガントリ配置が使用され、よって、試験スタンドの縦方向および横方向の剛性を高めることができ、試験中に生じる変形は、僅かでしかなく、試験スタンドの試験荷重周波数は、さらに高められ、よって試験効率が向上する。一方で、このブレーキ梁疲労試験スタンドは、試験中に比較的高い強度および低い応力を有する。この方法では、試験スタンド構造の疲労寿命自体を大幅に向上させ、かつ試験スタンドの耐用年数を延長させることができる。

第２に、本出願のブレーキ梁疲労試験スタンドでは、試験される（試験用の）ホイールの２つの側面に直径が異なるホイールを設けることによって、２つの異なる直径のホイールを同時に試験することができる。異なるタイプの試験片を交換する場合、試験される異なる直径のホイールを取り外して組み立てる必要がない。試験される異なる直径のホイールは、試験されるホイールを回転させるだけで簡単かつ便利に交換することができる。

第３に、本出願のブレーキ梁疲労試験スタンドは、圧力荷重および接線荷重を伝達する明確な経路を有し、接線荷重フィードバック装置の使用により、かつ伝達された接線荷重がブレーキ梁へ加えられた後は、その値を検証することができる。試験担当者は、試験結果の精度を保証するために、アクチュエータへ荷重を加える、または試験スタンドの構造を時間内に調整することができる。

第４に、本出願のブレーキ梁疲労試験スタンドでは、ブレーキシューホルダと試験されるホイールとの間に隙間解消デバイスを配置することにより、試験荷重周波数が高まり、かつ試験結果の信頼性が向上する。

第５に、ブレーキ梁疲労試験スタンドにおける隙間解消デバイスは、傾斜を有する開放溝と反対の傾斜を有する調整ブロックとの連結ブロックの整合によって隙間をなくす。この方法では、調整ブロック位置への無段調整および荷重伝達の双方が実現される。

第６に、ブレーキ梁疲労試験スタンドの隙間解消デバイスでは、調整ブロック背面の平面部分とブレーキシューホルダの台形溝との接触面積を増大するために、連結ブロックの両側面に上側の調整ブロックと下側の調整ブロックとが設けられる。この方法では、より優れた制約が与えられ、かつ荷重の伝達が実現される。

第７に、ブレーキ梁疲労試験スタンドの隙間解消デバイスでは、連結ブロックと調整ブロックとが円筒形に整合され、よって、円筒形の調整ブロックは、ある程度の回転自由度を有し、よって製造公差に起因するブレーキシューホルダの台形溝の不規則性に適応され、かつブレーキシューホルダの台形溝に嵌合される。

第８に、ブレーキ梁疲労試験スタンドの隙間解消デバイスでは、連結ブロックの一方の端部分に調整板が取り付けられ、よって、隙間調整後に調整ブロックを固定することができ、よって、振動に起因する調整ブロックの予期せぬ摺動が回避される。

ブレーキ梁の略構造図である。 ブレーキ梁疲労試験スタンドの正面図である。 図２におけるＡ−Ａ方向の断面図である。 接線荷重分布を示す略図である。 圧力荷重分布を示す略図である。 ブレーキシューホルダの略構造図である。 ブレーキシューの略構造図である。 隙間解消デバイスの正面図である。 隙間解消デバイスの部分構造の側面図である。 連結ブロックの側面図である。 連結ブロックの正面図である。

１ ベース
２ 試験されるホイール
２１ 試験されるブレーキシュー
２２ 隙間解消デバイス
２２１ 調整板
２２２ 連結ブロック
２２２１ 開放溝
２２２２ 取付け穴
２２２３ 台形の端
２２２４ 傾斜面
２２３ 調整ブロック
２２３１ 突起
２２４ 調整ボルト
２２５ ボルト
２３ 連結梁
２３１ ウェッジ
２４ 接線荷重分配梁
２５ Ｕ字形の溝
３ 第１の接線荷重アクチュエータ
４ 第２の接線荷重アクチュエータ
５ 圧力荷重アクチュエータ
５１ 圧力荷重分配梁
５２ 円形の支柱ピン
５３ Ｕ字形の連結ブロック
５４ 支柱連結ブロック
６ ブレーキ梁
６１ たすき棒
６２ 対角棒
６３ 梁支柱
７ フィードバックデバイス
８１ 第１の直立柱
８２ 第２の直立柱
８３ 第３の直立柱
８４ 第４の直立柱
９ 筋かい
１０ ブレーキシューホルダ
１０１ 台形溝

以下、本出願を例示的な実施形態によって詳細に説明する。しかしながら、別段の指摘のない限り、ある実施形態における要素、構造および特徴が他の実施形態へと効果的に組み合わされ得ることは、理解されるべきである。なお、本出願の説明において、ブレーキ梁疲労試験スタンドにおける「上側」、「下側」、「前」、「後」、「上」、「底」等の用語によって示される方向性または位置的な関係性が、図２に基づいて例示される位置関係であることは、留意されるべきである。これらの用語の使用は、単に本出願の説明を容易にしかつ説明を単純にするためのものであって、関連する装置または要素が特定の方向性を有さなければならないこと、または特定の方向性で構築されかつ動作されなければならないことを示す、または含意するためのものではない。従って、これらは、本出願を限定するものとして考慮されてはならない。本出願が提供する図面において、図３から図７まで、図９および図１０のビュー方向は、互いに一致するものと見なすことができる。さらに、「第１」、「第２」および「第３」等々といった言い回しは、単に説明のために使用するものであって、相対的重要性を示す、または含意するものとして理解してはならない。

図２は、本出願におけるブレーキ梁疲労試験スタンドの正面図である。２つのブレーキ梁の疲労強度を同時に試験するためのブレーキ梁疲労試験スタンドは、ベース１と、ベース１に対して垂直であってベース１上へ間隔をおいて配置される４つの直立柱とを備え、間隔をおいて配置されるこれらの４つの直立柱の間に３つの間隔が形成される状態で、ベース１の左から右へ連続して、第１の直立柱８１、第２の直立柱８２、第３の直立柱８３および第４の直立柱８４が存在し、接線荷重を加えることができる第１の接線荷重アクチュエータ３は、試験される（試験用の）ホイール２が第１の接線荷重アクチュエータ３の底部の前側および後側に対称的に取り付けられた状態で、第１の直立柱８１と第２の直立柱８２との間へ垂直に取り付けられ、圧力荷重を加えることができる圧力荷重アクチュエータ５は、第２の直立柱８２と第３の直立柱８３との間へ垂直に取り付けられ、接線荷重を加えることができる第２の接線荷重アクチュエータ４は、試験される（試験用の）ホイール２が第２の接線荷重アクチュエータ４の底部の前側および後側に対称的に取り付けられた状態で、第３の直立柱８３と第４の直立柱８４との間へ垂直に取り付けられ、第２の接線荷重アクチュエータ４および第１の接線荷重アクチュエータ３は、圧力荷重アクチュエータ５を中心として対称的に配置され、 ２つのブレーキ梁６は、直立柱の前側および後側に直立して取り付けられる。図２では、前側に位置決めされたブレーキ梁６のみが見えていて、ブレーキ梁６の２つの端は、試験される（試験用の）２つのホイール２のトレッド上に支持されている。一実施形態として、試験されるホイール２に、試験されるブレーキシュー２１が取り付けられ、かつ試験されるブレーキシュー２１上に、ブレーキシューホルダ１０が設けられ、ブレーキ梁６は、試験されるブレーキシュー２１上へブレーキシューホルダ１０によって配置される。

上述のような配置において、「垂直に配置される」とは、「地面に対して垂直であるように配置される」ことを意味し、ブレーキ梁疲労試験スタンドの垂直方向の剛性は、従来技術における垂直方向に２つの直立柱を有する構造の剛性より高く、よって荷重周波数の向上が促進される。

図３および図４に示されているように、本出願において、第１の接線荷重アクチュエータ３および第２の接線荷重アクチュエータ４の各底部には、接線荷重を受けることができる接線荷重分配梁２４が設けられ、接線荷重分配梁２４は各々、前後方向へ水平に配置されて直立柱に対して垂直であり、接線荷重分配梁２４の両端は、各々、直立柱の前側および後側に配置される試験されるホイール２へ連結され、接線荷重を接線荷重アクチュエータの両側に配置される試験されるホイール２へ分配する。一実施形態として、試験されるホイール２は、対称的に配置され、よって、接線荷重分配梁２４は、接線荷重を受けた後、接線荷重を両端へ均等に分配することができる。

図４に示されているように、接線荷重は、試験されるホイール２のトレッド半径円周の接線方向へ加えられ、ホイール２の水平半径には、各々接線荷重分配梁２４の両端へ連結されるように丸ピンが設けられる。

さらに、本出願では、試験される様々なタイプのホイールに適応されかつ試験されるホイールの交換回数を減らすために、本出願における試験されるホイール２が好ましくはドラム形であり、即ち、試験される一方のホイール２が、垂直に配置される２つの対向する端面と、２つの端面を連結する２つの弧面とを共に含む。試験されるホイール２を取り付ける場合、試験されるホイール２の弧面は、一方が上に、他方が下になるように置かれる。試験されるドラム形ホイールの弧面は、直径が異なる円弧状のトレッドである。この方法では、直径が異なるホイールを試験する場合、所定の角度を回転させるだけで、直径が異なる２つのホイールを同一の試験されるホイール上で試験することができる。本出願における試験されるドラム形ホイールの優位点をさらに例示するために、１例として、ある具体的な実施形態について述べる。Ｌ−Ｂブレーキ梁（ホイール径８４０ｍｍ、およびブレーキシューホルダ中心線の偏角１２°）およびＬ−Ｂ１ブレーキ梁（ホイール径９１５ｍｍ、およびブレーキシューホルダの偏角１４°）に対して疲労試験を行なうために、試験されるホイール上に各々直径８４０ｍｍおよび直径９１５ｍｍの２つの円弧状トレッドを設計する。２つのホイール径間の切り替えは、試験されるホイールを１８０°回転させるだけで実現することができる。

さらに図４を参照すると、試験されるホイール２の前輪および後輪にバッフル（試験されるホイールの内部に位置決めされ、図示されていない）が設けられ、接線荷重分配梁２４と共に取付け可能な連結梁２３は、バッフル内に取り付けられてウェッジ２３１（くさび型の部材）で固定される。

試験されるホイール２のトレッド上に、トレッドのラジアン（弧度）と一致する試験される（試験用の）ブレーキシュー２１が設けられ、試験される（試験用の）ブレーキシュー２１上に、ブレーキ梁のブレーキシューホルダ１０が設けられ、かつ試験されるホイール２とブレーキシューホルダ１０との間に台形の隙間解消デバイス２２が設けられ、ブレーキシューホルダ１０と試験されるホイール２との間の隙間がなくされる。別の実施形態として、試験されるホイール２上にＵ字形の溝２５が形成され、隙間解消デバイス２２の下側部分を受け入れるように構成される。ここでは、隙間解消デバイス２２を設置する便宜上、試験されるブレーキシュー２１のブレーキシューバック２１１が取り外されている。すなわち、試験されるブレーキシュー２１は、セグメントに分割されるブレーキシューであって、隙間解消デバイス２２の上側部分は、ブレーキシューホルダ１０の台形溝内に位置決めされ、かつ、その下側部分は、Ｕ字形の溝２５内に位置決めされる。

本出願における試験されるホイール２は、溶接による鋼板製であってもよく、センタ穴は、丸鋼でターンミリング加工によって形成され、かつウェブは、１６ｍｍの２枚の鋼板によって試験される。使用されるのは、トレッドと試験されるブレーキシュー２１との接触領域のみであることから、試験されるホイール２は、ドラム形状であって、円周の一部は、接線荷重が作用する点を提供するために除去され、かつＵ字形の溝２５が、試験されるホイールとブレーキ梁のブレーキシューホルダとを隙間解消デバイスによって連結するために形成される。試験されるホイールのトレッドに合わせて、ブレーキ梁６のたすき棒６１は、直線的ではなく、１：２０の傾斜を有する。よって、この方法では、ブレーキシューの取付け面に１：２０の傾斜が生じる。本出願における試験されるホイールのトレッド部分は、１：２０の円錐度を有し、よって、試験されるブレーキシュー２１がブレーキシューホルダ１０上へ取り付けられると、試験されるブレーキシュー２１と、試験されるホイール２との間に隙間のない整合が形成される。さらに、隙間のない整合を達成するために、本出願における実施形態では、試験されるブレーキシュー２１の上面および下面が各々、ブレーキシューホルダおよび試験されるホイール２に合わせることができる円筒面および円錐面である。

図５は、本出願における圧力荷重分布を示す略図である。圧力荷重アクチュエータ５の底部に、圧力荷重を分配することができる圧力荷重分配梁５１が設けられ、圧力荷重分配梁５１は、前後方向へ水平に配置されかつ直立柱に対して垂直であり、圧力荷重分配梁５１の両端には、ブレーキ梁支柱６３を取り付けることができる丸い支柱ピン５２が取り付けられ、丸い支柱ピン５２上には、ブレーキ梁の支柱６３が取り付けられて圧力荷重アクチュエータ５により分配される圧力荷重を受け入れる。

別の実施形態として、図５に示されているように、圧力荷重アクチュエータ５の底部には、圧力荷重を分配することができる圧力荷重分配梁５１が設けられ、圧力荷重分配梁５１は、前後方向へ水平に配置されかつ直立柱に対して垂直であり、圧力荷重分配梁５の両端には、Ｕ字形の連結ブロック５３が対称的に設けられ、かつ各Ｕ字形連結ブロック５３の上に、逆Ｖ字形の支柱連結ブロック５４が設けられ、一方のＵ字形連結ブロック５３の両端は、一方の支柱連結ブロック５４の両端へ連結され、支柱連結ブロック５４上に、丸い支柱ピン５２が設けられ、丸い支柱ピン５２上に、ブレーキ梁の梁支柱６３が配置されて垂直に保持される。

上述の説明において、圧力荷重アクチュエータ５は、圧力荷重分配梁５１によって２つのブレーキ梁の２つの梁支柱６３へ均等に荷重し、かつ圧力荷重分配梁５１の両端は各々、丸い支柱ピン５２へ連結される。これにより、圧力荷重アクチュエータ５の最大荷重が、規定された圧力荷重の２倍になる。圧力荷重が伝達されると、梁支柱６３と圧力荷重アクチュエータ５との連結場所がピン（丸い支柱ピン５２）によって連結される。これには、溶接部材が減り、加工部材が増加し、かつ組立て精度が向上する、という優位点がある。一方で、構造体は、丸い支柱ピン５３を中心として僅かに回転することができ、力の作用距離を不変のままにすることができる。ブレーキ梁の製造公差および組立て公差によって生じる試験用されるべき取付け部品の不整合は、効果的に解決することができ、かつ一方で、荷重精度を保証することができる。

図２に示されているように、別の実施形態として、第１の接線荷重アクチュエータ３の底部に、接線荷重に関するフィードバック試験を行うことができるフィードバックデバイス７が設けられ、フィードバックデバイス７は、接線荷重のフィードバック力の強度を検出することができるセンサを含む。

本出願の構造をより堅固なものとするために、直立柱の前側および後側に、筋かい１１を傾斜させて設けることもできる。

メンテナンスの便宜上、第１の直立柱８１の左側および第４の直立柱８４の右側に、ユーザが上を歩くための脚立を設けることができ、直立柱の上部には、本出願における構造体を保全しかつ取り付けるためのプラットフォームが水平に設けられる。

従来技術では、ブレーキシューホルダ１０上へ車両用ブレーキシューが取り付けられ、ブレーキシューとブレーキシューホルダ１０とがブレーキシューピンによって連結され、かつブレーキシューは、ブレーキシューホルダ１０の内側に位置決めされる。図７に示されているように、ブレーキシューの外側には、台形のブレーキシューバック２１１が突き出している。図６に示されているように、ブレーキシューホルダ１０の底部には、ブレーキシュー２１上のブレーキシューバック２１１と合致し得る内側へ凹んだ台形溝１０１が設けられる。即ち、ブレーキシューバック２１１と台形溝１０１との連結部分は、台形である。好ましい一実施形態として、ブレーキ梁に疲労試験が行われる場合、この実施形態では、隙間解消デバイスの配置を保証するために、試験されるブレーキシュー２１のブレーキシューバック２１１が取り外される。すなわち、試験されるブレーキシュー２１は、２つの別個のセグメントに分割されるブレーキシューである。試験されるブレーキシュー２１は、ブレーキシューホルダ１０の内側でブレーキシューホルダ１０と試験されるホイール２との間に位置決めされ、かつ隙間解消デバイス２２は、ブレーキシューホルダ１０と試験されるホイール２との間に設けられ、よって、試験荷重周波数が保証されかつ試験における衝撃の追加が回避される。

図８および図９は、各々、（図２を基礎とする）本出願における隙間解消デバイスの正面図および側面図である。ブレーキ梁疲労試験時に試験されるホイール２とブレーキシューホルダ１０との隙間をなくすために使用され得る図中の隙間解消デバイス２２は、試験されるホイール２とブレーキシューホルダ１０とを連結することができる連結ブロック２２２を備える。連結ブロック２２２の上部は、ブレーキシューホルダ１０の台形溝１０１と一致する台形の端２２２３であり、台形の端２２２３の２つの側面は、（図１０に示されているように）傾斜面２２２４である。傾斜面２２２４には、開放溝２２２１が形成される。開放溝２２２１内を移動可能な調整ブロック２２３は、開放溝２２２１内で整合され、開放溝２２２１内部における調節ブロック２２３の位置を動かすことにより、連結ブロックの上側とブレーキシューホルダ１０との隙間、即ち、傾斜面２２２４とブレーキシューホルダの台形溝１０１との隙間がなくされる。正確には、連結ブロック２２２の上部は、図９および図１０に示されているように、ブレーキシューホルダ１０の台形溝１０１と一致する台形の端２２２３である。

図１０および図１１は、各々、連結ブロックの側面図および正面図である。一実施形態として、開放溝２２２１は、台形の端の傾斜面２２２４の傾き方向に沿って配置され、好ましくは、連結ブロック２２２の前端面および後端面を通過する。開放溝２２２１は、半円弧状の溝である。調整ブロック２２３上には、開放溝２２２１に一致する半円筒形の突起２２３１が設けられる。

一実施形態として、調整ブロック２２３の厚さは、台形の端２２２３の表面から内側へと減少し、その変動傾斜は、傾斜面２２２４に対して反対である。図９は、調整ブロック２２３の厚さが前方から後方へと薄くなる状態を示している。この方法では、隙間がなくされる場合、調整ブロック２２３の位置が調整され、よって突起２２３１は、開放溝２２２１に沿って内側へ移動する。常に、調整ブロック２２３の外側と、ブレーキシューホルダの台形溝１０１の側面とが互いに平行して接触する位置が存在する。その動作原理は、ウェッジのそれに類似する。

さらに、開放溝２２２１および突起２２３１は、好ましくは半円弧状であり、弧面の接触に起因して、位置を調整する場合に所定の回転自由度が存在し、よって回転が容易になる、という優位点がある。これは、異なる公差によって生じる傾きを有する接触面に適している。

一方で、調整ブロック２２３の動きを調整しかつ調整ブロック２２３を固定する便宜上、（図８に示されているように）台形の端２２２３の片側には、調整ブロック２２３の緩みを防止するための調整板２２１が取り付けられる。連結ブロック２２２と調整ブロック２２１とは、固定的に連結され、好ましくは、ボルト２２５によって固定される。調整板２２１上には、調整ボルト２２４が設けられ、調整ブロック２２３の片側へ位置決めされる。図８に示されているように、調整ボルト２２４は、開放溝２２２１に沿って移動すべく調整ブロック２２３を調整するように構成され、かつ調整される調整ブロック２２３は、試験中に調整ブロック２２３が振動によりシフトしないように、調整ボルト２２４によってしっかりと締められる。当然ながら、当業者にとって、連結ブロック２２２の端面に、調整板２２３のボルト２２５を取り付けるための取付け穴２２２２を形成するように考案することは容易であり、ここでは反復しない。

ある好ましい実施形態として、連結ブロック２２２の両側、即ち傾斜面２２２４には、２つの開放溝２２２１が形成されている。これに対応して、調整ブロック２２３の数が増加する。その優位点は、調整ブロック２２３とブレーキシューホルダの台形溝１０１との接触面積を広げることができ、よってブレーキシューホルダ１０および試験されるホイール２をより良好に制約することができ、かつ力をより容易に伝達できることにある。

さらに、ブレーキシューホルダ１０自体も、所定の傾斜を有する。従来技術において、ブレーキシューホルダ１０の取付け面の傾斜は、概して１：２０である。この傾斜に合わせるために、連結ブロック２２２の上面は、ブレーキシューホルダ１０の取付け面と一致する傾斜面として配置される。傾斜が１：２０である場合、１ｍｍの隙間を調整するには、調整ブロック２２３を２０ｍｍ内側へ動かす必要がある。デバイスの取付けスペースは、円筒形の調整ブロック２２３の動作要件を完全に満たすことができる。

ブレーキ梁疲労試験の間の隙間解消における隙間解消デバイスの役割をさらに説明するために、以下、隙間解消デバイスの特有の取付けプロセスを組み込んでさらに説明する。

ブレーキ梁疲労試験の間は、試験されるホイール２のトレッド上に溝が形成されて、これへ連結ブロック２２２が埋め込まれ、試験されるホイールのトレッド上に、試験されるブレーキシュー２１（ブレーキシューバック２１１が外された状態）が溶接またはボルトによる締付けによって取り付けられ、試験されるブレーキシュー２１の上側にブレーキ梁のブレーキシューホルダ１０が取り付けられ、ブレーキシューホルダの台形溝１０１の内部に連結ブロック２２２の上側部分が取り付けられ、かつ連結ブロック２２２の下側部分がＵ字形の溝２５に取り付けられ、連結ブロック２２２の両端に調整ブロック２２３が取り付けられ、連結ブロック２２２における調整ブロック２２３の位置が、調整ブロック２２３がまずブレーキシューホルダの台形溝１０１に嵌合されるまで調整され、次いで、調整板２２１が固定的に取り付けられ、調整ブロック２２３とブレーキシューホルダの台形溝１０１との嵌合が、調整ボルト２２４を調整することによってさらに促進され、あるいは、両者が互いに嵌合された後に、調整ボルト２２４を用いてこれらを固定することができる。

ここで、ブレーキ梁疲労試験スタンドの具体的な取付けプロセスを参照した説明により、本出願の取付け上の利便性を示す。

第１に、圧力荷重アクチュエータ５を引っ込めて、２つのジャッキを用いて圧力荷重梁を僅かにジャッキアップすると、ブレーキ梁６を楽に取り付けることができる。

ブレーキ梁６をクレーンまたは手動で近似位置に置いた後、そのたすき棒６２の内側を僅かに調整して位置合わせ棒に接触させる。梁支柱６３を直立方向に保って圧力荷重分配梁５１より上に配置（必要に応じて下げ振りを用いてもよい）すると、両側のブレーキシューホルダを試験されるブレーキシュー２１の曲面と嵌合させることができる。この時点で、ブレーキ梁６は、位置合わせされているが、まだ固定はされていない。

調整ボルト２２４を調整することにより、隙間解消デバイス２２によって隙間をなくす。ガイドブッシュと試験されるシュートとの間の隙間解消ブロックを調整して、ガイドブッシュにより限定される位置の隙間をなくす。

支柱連結ブロック５４を梁支柱６３および丸い支柱ピン５２およびＵ字形の連結ブロック５３に通し、一方で、梁支柱６３を丸い支柱ピン５２に固定する。

両側のブレーキ梁６に対して上述の取り付け作業を全て実行した後は、ジャッキを下降させて取り外すことができる。取付けプロセスの間に僅かな調整を要する場合、調整は、隙間解消デバイス２２を緩めた後に行なわなければならない。

接線荷重分配梁２４を調べて水平になるように調整すると、接線荷重アクチュエータの荷重がゼロになる。

最後に、包括的な調査を実行して、全ての連結部が正しく取り付けられていることを確認する。これで、取付けは完了である。

他のタイプのブレーキ梁を試験する場合、試験は、試験されるホイールを１８０°回転させた後に上述の取付けステップを反復することによって達成することができる。

ブレーキ梁６が試験スタンド上へ正しく取り付けられると、その梁支柱６３は、垂直状態にあり、試験中、ブレーキ梁６へ駆動力として加えられる荷重は、圧力荷重および接線荷重である。梁支柱６３へ圧力荷重が加わると、荷重は、最終的に試験されるホイール２上へ伝達され、よって、試験されるホイール２は、下方への垂直な荷重およびトルクを受ける。荷重は、試験されるホイール２のサポートおよび試験されるシュートによる対向力によって平衡され、かつ接線荷重により引き起こされるトルクも、試験されるシュートによってもたらされる対向力によって平衡される。

試験の間、荷重が作用する位置は、合計３つ存在する。即ち、アクチュエータは、試験スタンドの上側に対向力を提供し、接線荷重アクチュエータの下端は、接線荷重分配梁２４に、かつ最終的には試験されるホイールが取り付けられるベース１に作用し、かつ圧力荷重アクチュエータ５の垂直方向荷重は、圧力荷重分配梁５１に、かつ最終的にはブレーキ梁６を介してシュミュレーションされるホイール２に作用する。

Claims (12)

1. ２つのブレーキ梁の疲労強度を同時に試験するためのブレーキ梁疲労試験スタンドであって、ベース（１）と、前記ベース（１）に対して垂直であって前記ベース（１）上へ間隔をおいて配置される４つの直立柱とを備え、前記ベースの左側から右側へ連続して、第１の直立柱（８１）、第２の直立柱（８２）、第３の直立柱（８３）および第４の直立柱（８４）が存在することを特徴とし、
   接線荷重を加えることができる第１の接線荷重アクチュエータ（３）は、試験されるホイール（２）が前記第１の接線荷重アクチュエータ（３）の底部の前側および後側に取り付けられた状態で、前記第１の直立柱（８１）と前記第２の直立柱（８２）との間へ垂直に取り付けられ、
   圧力荷重を加えることができる圧力荷重アクチュエータ（５）は、前記第２の直立柱（８２）と前記第３の直立柱（８３）との間へ垂直に取り付けられ、
   接線荷重を加えることができる第２の接線荷重アクチュエータ（４）は、試験されるホイール（２）が前記第２の接線荷重アクチュエータ（４）の底部の前側および後側に取り付けられた状態で、前記第３の直立柱（８３）と前記第４の直立柱（８４）との間へ垂直に取り付けられ、前記第２の接線荷重アクチュエータ（４）および前記第１の接線荷重アクチュエータ（３）は、前記圧力荷重アクチュエータ（５）を中心として対称的に配置され、かつ、
   前記２つのブレーキ梁（６）は、前記ブレーキ梁（６）の両端が前記試験されるホイール（２）のトレッド上に支持されている状態で、前記直立柱の前側および後側に直立して取り付けられる、ブレーキ梁疲労試験スタンド。
2. 前記第１の接線荷重アクチュエータ（３）および前記第２の接線荷重アクチュエータ（４）の各底部に、前記接線荷重を受けることができる接線荷重分配梁（２４）が設けられ、かつ前記接線荷重分配梁（２４）のそれぞれは、前後方向へ水平に配置されて前記直立柱に対して垂直であり、前記接線荷重分配梁（２４）の両端は、前記直立柱の前記前側および前記後側に配置される前記試験されるホイールへそれぞれ連結され、前記接線荷重を前記接線荷重アクチュエータの両側に配置される試験されるホイールへ分配することを特徴とする、請求項１に記載のブレーキ梁疲労試験スタンド。
3. 前記試験されるホイール（２）は、ドラム形状であり、かつ前記試験されるドラム形状のホイールの上側の弧面および下側の弧面は、直径が異なる円弧状のトレッドであって、試験される同一のホイール上で直径が異なる２つのホイールが試験されることを特徴とする、請求項２に記載のブレーキ梁疲労試験スタンド。
4. 前記試験されるホイール（２）の前輪および後輪にバッフルが設けられ、かつ前記接線荷重分配梁（２４）と共に取付け可能な連結梁（２３）は、前記バッフル内に取り付けられてウェッジ（２３１）で固定されることを特徴とする、請求項３に記載のブレーキ梁疲労試験スタンド。
5. 前記試験されるホイール（２）のトレッド上に、前記トレッドのラジアンと一致する試験されるブレーキシュー（２１）が設けられ、前記試験されるブレーキシュー（２１）上に、ブレーキシューホルダ（１０）が設けられ、かつ前記試験されるホイール（２）と前記ブレーキシューホルダ（１０）との間に隙間解消デバイス（２２）が設けられ、前記ブレーキシューホルダ（１０）と前記試験されるホイール（２）との間の隙間がなくされることを特徴とする、請求項１〜４に記載のブレーキ梁疲労試験スタンド。
6. 前記圧力荷重アクチュエータ（５）の底部に、前記圧力荷重を分配することができる圧力荷重分配梁（５１）が設けられ、前記圧力荷重分配梁（５１）は、前後方向へ水平に配置されかつ前記直立柱に対して垂直であり、前記圧力荷重分配梁（５１）の両端には、ブレーキ梁支柱（６３）を取り付けることができる丸い支柱ピン（５２）が取り付けられ、かつ前記丸い支柱ピン上には、前記ブレーキ梁の前記梁支柱が取り付けられて前記圧力荷重アクチュエータにより分配される前記圧力荷重を受け入れることを特徴とする、請求項１〜４に記載のブレーキ梁疲労試験スタンド。
7. 前記圧力荷重分配梁（５１）の両端にＵ字形の連結ブロック（５３）が設けられ、かつ各Ｕ字形の連続ブロック（５３）より上に逆Ｖ字形の支柱連結ブロック（５４）が設けられ、一方のＵ字形連結ブロック（５３）の両端は、一方の支柱連結ブロック（５４）の両端へ連結され、前記支柱連結ブロック（５４）上に丸い支柱ピン（５２）が設けられ、前記丸い支柱ピン（５２）は、前記ブレーキ梁の前記梁支柱（６３）を垂直に保持するように構成され、かつ前記圧力荷重を前記ブレーキ梁（６）へ伝達することを特徴とする、請求項６に記載のブレーキ梁疲労試験スタンド。
8. 前記第１の接線荷重アクチュエータ（３）の前記底部に、前記接線荷重に関するフィードバック試験を行うことができるフィードバックデバイス（７）が設けられ、かつ前記フィードバックデバイス（７）は、接線荷重のフィードバック力の強度を検出することができるセンサを備えることを特徴とする、請求項１〜４に記載のブレーキ梁疲労試験スタンド。
9. 前記隙間解消デバイス（２２）は、前記試験されるホイール（２）と前記ブレーキシューホルダ（１０）とを連結することができる連結ブロック（２２２）を備え、前記連結ブロック（２２２）の上部は、前記ブレーキシューホルダ上の台形溝（１０１）と一致する台形の端（２２２３）であって、前記台形の端（２２２３）の二つの側面は、傾斜面（２２２４）であり、前記傾斜面（２２２４）には開放溝（２２２１）が形成され、前記開放溝（２２２１）には、前記開放溝（２２２１）内で移動可能な調整ブロック（２２３）が設けられ、かつ前記連結ブロック上部の一つの側面と前記ブレーキシューホルダ（１０）との隙間は、前記開放溝（２２２１）の内部で前記調整ブロック（２２３）の位置を動かすことによってなくされることを特徴とする、請求項５に記載のブレーキ梁疲労試験スタンド。
10. 前記調整ブロック（２２３）の内面に突起（２２３１）が設けられ、かつ前記傾斜面（２２２４）は、前記調整ブロック内面の傾斜方向とは反対の傾斜方向を有することを特徴とする、請求項９に記載のブレーキ梁疲労試験スタンド。
11. 前記開放溝（２２２１）は、前記傾斜面（２２２４）の傾斜方向に沿って配置され、前記開放溝（２２２１）は、半円弧状の溝であり、かつ前記調整ブロック（２２３）上には、前記開放溝（２２２１）と一致する半円筒状の突起（２２３１）が設けられることを特徴とする、請求項９または１０に記載のブレーキ梁疲労試験スタンド。
12. 前記連結ブロックの前記台形の端（２２２３）の一つの側面に、前記調整ブロック（２２３）の緩みを防止することができる調整板（２２１）が取り付けられ、かつ前記連結ブロック（２２２）と前記調整板（２２１）とは、ボルトで連結されることを特徴とする、請求項９または１０に記載のブレーキ梁疲労試験スタンド。

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