JP2019527649A - 鉄道車輪セットの保護エレメント及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

鉄道車輪セットの保護エレメントを記載する。この保護エレメントは、複数の横方向溝を有するパッドで構成されている。この横方向溝がないと、このパッドは、室温で車軸に巻き付けられることができない。このパッドは、５ｍｍ〜１０ｍｍの高厚み、又は、５０ｋＪ／ｍ２〜８０ｋＪ／ｍ２の高い強度を有する材料で形成される。溝が設けられていることに加えて、この厚さと弾性値との組み合わせにより、このパッドを、プレス加工や事前の加熱が無くても手作業で車軸に巻き付けることができる。したがって、本発明の解決策は、保護エレメントを車軸に手作業で巻き付けることが可能であることなどの取り付けの容易性と、剛性の保護エレメントによる保護の有効性とを組み合わせている。

Description

本発明は、鉄道車両の分野／領域の発明であり、特に、輸送及び運用中に車輪セットを保護する保護エレメントとその製造方法に関する。

鉄道工学では、「車輪セット」という表現は、２つの車輪とそれに対応する連結軸又は車軸とを含む要素の群を指す。鉄道車輪セットは、鉄道車両を支持し、線路上でその鉄道車両を誘導し、駆動トルク及びブレーキトルクを伝達する。

高速鉄道車両は一般に２５０ｋｍ／ｈを超える速度で走行し、車両が通過する際に、車輪セットの車軸は、線路土台から跳ね上がった石に頻繁に当たる。特に、石は、所謂バラストを構成し、鉄道設備の既知の構成要素である。バラストの跳ね上がりは、車両自体に起因する強い空力的乱流によって起こる。

車輪セットへの（車両速度に関係のない）損傷の別のケースは、寒い冬の間、氷又は泥及び粗石の凝集体が鉄道車両の台車の底部に蓄積した時に発生する。時には、鉄道車両が振動を受けることによってその氷又は凝集体がバラストへ落下し、バラストが跳ね上がり、結果として、車軸に対して更に衝撃を与えることになる。台車に蓄積された氷でさえ、落下して車軸に当たることがある。

車軸に当たるバラスト又は他の凝集体は、通常車軸を覆う保護塗料の部分的な剥がれの原因となる場合があり、最悪の場合、車軸の金属面に傷を与え、腐食現象の開始と車軸の疲労亀裂の発生を引き起こしてしまう場合がある。これは、非常に危険な状況である。なぜなら、亀裂は車軸の構造破壊を引き起こしかねず、これが重大事故につながる可能性があるからである。

上述したように、車軸を保護するために、車軸の表面を特別の保護塗料で塗装して、車軸の表面に数ミリメートル（最大８ｍｍ）の厚さとなり得る高厚み層を形成することがよくある。しかし、こうした塗料は部分的に剥がれ、その剥がれは必ず修理を要する。塗料がかなり厚いために、塗料を完全に取り除かない限り、車軸の表面完全性を磁気的方法で点検できないことも別の欠点となる。

それ故に、従来、車輪セットの着脱可能な付属品としての保護エレメントが提案されている。これらのエレメントは、外装として車軸を覆い、衝撃を吸収するように車軸に適用することができ、その車軸自体の完全性を検査できるように容易に取り外すことができるものである。

この保護エレメントは、平均で２００ｇ〜４００ｇとなり得る石の質量と、電車の場合は１２０ｋｍ／ｈ〜３５０ｋｍ／ｈの範囲となり得る車両の最高速度とに依存する、衝撃エネルギーに耐えられなければならない。

ＥＮ１３２６１で定義される試験では、衝撃弾として、石より硬いため石に比べてより大きな損傷を与える鉄弾を使用する。エネルギーは同一である。標準規格の次の改定の一部として、専門家は、３５０ｋｍ／ｈで走行する車両に衝撃を与える石のエネルギーと同等の試験でのエネルギーが９０Ｊであることに同意した。１２０ｋｍ／ｈなど、更に遅い速度の場合、このエネルギーは約２０Ｊに低下することがある。

これらは、保護エレメントによって解決すべき関連値である。

欧州特許第２３４５４９１号及び米国特許出願第２０１２／０３１９４２０号には、当該分野で既知の解決策が記載されている。本出願人は、これらの解決策のいくつかの限界を見出した。

具体的には、欧州特許第２３４５４９１号には、車軸回りに嵌めてパイプクランプにより互いに連結可能な２つの半体から成り、車軸の外面の途切れのない保護を実現する、剛性の、実質的円柱形の保護エレメントが記載されている。保護エレメントの２つの半体は、好適には、架橋ポリエチレン、すなわちＰＥＸで形成される。図１に示すように、保護エレメントの２つの半体は、正しく取り付けられると、円周方向に延在して内側に突出する複数のリブ１９１〜１９４を有し、これにより車軸と保護エレメント自体との間に空気室を形成し、空気の循環を円滑にして湿気の停滞を防止している。分離部として作用し得るリブ自体によって、この空気室が複数の区分に分割されないように、リブは切欠きを有し、空気が軸方向に流れるようにしている。

市場で入手可能な上述の解決策には、実装コストをはじめとする幾つかの欠点がある。第１に、ＰＥＸは、特に、保護エレメント用に用いることを考えると、比較的高価な材料である。加えて、２つの半体を上述した複雑な形状にするには、２つ又は３つの金型が必要である。

米国特許出願第２０１２／０３１９４２０号には、車軸にシース（Sheath）として巻き付けることができる弾性材料で形成され、金属帯を介して締結することができる非剛性の保護エレメントが記載されている。これは、保護エレメントを製造するための金型を必要としないため、非常に経済的な１つの解決策である。しかし、この弾性エレメントは、手作業で車軸に巻き付けることができるほど十分な可撓性を有する必要があるため、弾性エレメントの厚さが５ｍｍ未満である、又は、弾性エレメントの材料が低剛性でなければならず、十分な強度を有することはできない。一般的に、この種の保護エレメントの強度は、５０ｋＪ／ｍ^２未満の低強度である（ＩＳＯ１７９に準じた切欠きサンプル）。

この解決策の最も明らかな限界は、シースが車軸に付着してしまい、空気の循環を妨げること、つまり、湿気がシースと車軸の間に停滞し、腐食の原因となりかねないことである。

したがって、本発明の目的は、既知の解決策の制限を克服できるだけではなく、効果的且つ容易に着脱可能であって、費用効率の高い車軸の保護エレメントを提供することである。

よって、第１態様では、本発明は、鉄道車輪の車軸用である、請求項１に記載の保護エレメントに関する。

具体的には、保護エレメントは、複数の横方向溝を有するパッドで構成されている。横方向溝が設けられていないと、室温でパッドを車軸に巻き付けることができない。これは、パッドが５ｍｍ〜１０ｍｍの大きな厚み、又は、５０ｋＪ／ｍ^２〜８０ｋＪ／ｍ^２の高い強度を有する材料で形成されるためである。そのため、もし溝が設けられていないと、プレス加工や事前加熱がない限り、高強度を特徴とする厚いパッドを、折り曲げて車軸に巻き付けることができない。

溝が設けられていることに加えて、厚さと強度の指定値の組み合わせにより、たとえ室温でも手作業でパッドを巻き付けることができる。したがって、利点として、車輪セットの車軸への取り付けを、プレス加工又は他の複雑な機械の補助を必要とせずに、１人で簡単な手作業で行うことができる。同時に、従来の解決策に比べて、保護エレメントの設計者は、保護エレメント用に厚みのある及び／又は非常に弾力性のある材料を、より広範囲に選択することができる。これとは反対に、現在市場で入手可能な、要求靭性値を満たす保護エレメントは、パッドを車軸（１７０ｍｍ〜２００ｍｍ）の外周に手作業で巻き付けることができない程度の高剛性（７００〜１２００ＭＰａ）を有する。

別の利点は、この弾力性及び／又は厚みのある保護エレメントが、従来の塗料を厚さ約０．３ｍｍで薄く車軸に塗装できるレベルに、車軸表面を効果的に保護することである。言い換えれば、塗料は腐食からの保護だけを目的とするため、塗料を厚くする必要はない。したがって、大規模整備の際に容易に除去することができ、磁気的方法を用いて車軸の点検を容易に行うことができる。

厚さが指定の範囲にあれば、保護エレメントは、道具を使用せずに手作業で折り曲げることができる。厚さが指定の範囲にあれば、保護エレメントは、保護エレメント自体が損傷しない場合でも保護エレメントが受けるはずの不可避な変形により、保護エレメントがなければ、バラスト、石、又は氷との衝突により生じるであろう車軸の金属面の切り傷を防止できる。

種々の材料を試すことにより、本出願人は、保護エレメントが衝撃により壊れることを防止するために、靭性が最も重要な物理的特性であることを見出した。加えて、−４０℃までの非常に低い温度でも、すなわち、脆性が高まりがちな気象条件においても、保護エレメントは靭性を維持しなければならない。本発明に係る保護エレメントは、これらの期待に応じている。

以下により詳細に説明する別の大きな利点は、本発明に係る保護エレメントの製造の単純さに関する。実際、この保護エレメントの製造には、車軸の異なる形状ごとに基本的に適合させなければならない金型又は鋳造技術を使用する必要がない。このパッドは、鋳造時のようにバッチで行うのではなく、連続的な圧延又は延伸を行うことにより簡単に製造することができる。結果的に、このパッドは、基本的に汎用性のある形状を有し、組立時に車軸の様々な形状に適合する。このようにして、生産及び物流（在庫管理）コストは、従来の解決策に比べて、削減することができる。

したがって、本発明に係る解決策は、保護エレメントを車軸に手作業で巻き付けることが可能であることなどの取り付けの容易さの利点と、剛性の保護エレメントによる保護の有効性とを組み合わせるものである。言い換えれば、本発明に係る保護エレメントは、米国特許出願第２０１２／０３１９４２０号に記載されている解決策とは異なる。米国特許出願第２０１２／０３１９４２０号に記載されている厚さ又は強度では保護エレメントを簡単に巻き付けるができない。一方で、本発明に係る保護エレメントは、欧州特許第２３４５４９１号に記載の解決策に比べてかなり安価な方法で、鋳造以外の技術を用いて生産することができる。

好適な実施形態では、このパッドは、非常に低い温度（−４０℃）でも、脆化することなく、５０ｋＪ／ｍ^２より高い強度を有する材料で形成される。５ｍｍを超える厚さ、例えば約８〜１０ｍｍの厚さと組み合わせて、パッドは、−４０℃〜＋７０℃の温度範囲内で約９０Ｊの衝撃エネルギーを有する尖った鉄弾(point-shaped steel bullets)に耐え得る。

パッドの厚さは、好適には、７ｍｍを超え、更に好適には、約１０ｍｍである。

パッドの製造に適した材料は、例えば、高密度ポリエチレンＨＤＰＥである。

好適には、複数の横方向溝が、保護エレメントの内面、すなわち、車軸の外面に対向する面に設けられる。明らかなように、溝を外面上に形成することも可能であるが、この解決策は、泥と氷が溝に堆積する可能性があるため、前述のものに比べて効果的ではない。

好適には、溝は、パッドに約２〜３ｍｍの残厚を残す。

好適な実施形態では、この横方向溝は、例えば、約２０度の角度のＶ形状であり、パッドの長さ方向に垂直な方向に、パッドの側部間に渡って延在している。

明らかなように、溝を斜めに形成することもできる。こうすると、パッドは螺旋状に折り曲がりやすい。これは、車軸の長い面を保護し、溝から外側への遠心力を与えることにより水又は湿気を排出しやすくするために特に適した解決策である。

斜めの溝が設けられた実施形態では、パイプクランプはその端部にのみ適用すればよい。このように、このパッドは、車軸を中心として巻き付けられるための中央部では、厚さを抑えて形成することができる。この解決策は、ギア付きモータアセンブリが車軸に非常に近く、かつ車軸保護部品の取り付けに使用できる空間が最小限しかない駆動車輪セットにこのパッドが適用される場合に、非常に有用である。

一実施形態では、両端部は、パッドの中心部から分離され、車軸の表面への最大の適合性を得るために取り替え可能である。好適には、両端部は、パッドを車軸に固定するために、パッドに少なくとも部分的に重なるようにすることができ、次に、適切な締結手段によって固定される。

好適には、この横方向溝は互いに平行であり、好ましくは均等間隔、例えば、２０ｍｍ間隔で配置される。

好適な実施形態において、複数の突起部がパッドの内面上に設けられている。それらの機能は、保護エレメントが適切に取り付けられた場合に、車軸と保護エレメント自体との間に空気室を規定するために、車軸の外面に当接することである。この空気室は、気体の循環を円滑にすることにより、車軸の塗料を変質させて腐食現象を引き起こしかねない湿気の停滞を防止する。

好適には、この突起部は、互いに平行に延在する横方向リブであり、連続する２つの横方向溝の間に位置する。例えば、連続する２つの横方向溝の間に、１つ以上のリブを設けることが可能である。

好適な実施形態では、パッドの側縁部は、斜角を付けて又は丸みを帯びて形成されている。この特徴によって、この保護エレメントは、例えば、ジャーナル領域において、異なる直径を有するＲ成形されている円柱面が一般に有するような、車軸の曲面に適合することができる。

必要であれば、車軸に巻き付けた場合に水を排出することができる複数の貫通孔を、このパッドに設けてもよい。この孔を連続して配列し、専用通路で連結して、様々な孔の間でその水を分配させることができる。

好適には、保護エレメントは、車軸に巻き付けられ、パイプクランプ、金属帯、又は同等の拘束システムにより固定される。

好適には、パッドの両端部は、互いに重なり合うための相補形状を有するアンダーカットを含むため、保護エレメントが車軸に取り付けられても、保護エレメントの全体の厚さは変わらない。

好適には、このパッドは、耐火性材料で形成される。例えば、高密度ポリエチレンの場合、そのような効果を得るために適合された好適な繊維が、このパッドに入れられる。

本発明の第２の態様は、鉄道車輪セットの車軸の保護エレメントを製造する、請求項１４に記載の方法に関する。

上記方法は、
（ａ）５０ｋＪ／ｍ^２〜８０ｋＪ／ｍ^２の強度と、５ｍｍ〜１０ｍｍの厚さとを有し、好適には、高密度ポリエチレンＨＤＰＥで形成されたパッドを圧延又は押出成形するステップと、
（ｂ）パッドを車軸に巻き付けられるように、パッドの長さ方向に対して横方向に延在し、かつパッドを一人だけで手作業で折り曲げることを可能にする複数の溝を、車軸の外面に対向するように意図されたパッドの表面に形成するステップと、を含む。

圧延又は押出成形によりこのパッドを製造すると、厚みのある保護エレメントを成形するための周知技術に記載されている成形技術に比べて、費用対効果が大幅に高い。パッドは、バッチで形成するのではなく、連続的に形成することができる。

溝は、圧延機又は押出機と直線状に配置された１つ以上のフライスにより形成することができ、このことは明らかな利点となる。

本発明のさらなる特性及び利点は、添付図面を用いて好適だが排他的ではない実施形態の以下の明細書の説明によってより明らかになるであろう。実施形態は、図示されたもののためのみに記載されており、制限されるものではない。

本発明に係る保護エレメントを有する車輪セットの部分軸対称断面図である。 本発明に係る保護エレメントの側面立面図である。 図２に示す保護エレメントの左端部の拡大図である。 図２に示す保護エレメントの右端部の拡大図である。 図２に示す保護エレメントの正面立面図である。 車軸上に適切に配置され、傾斜している溝を有する、本発明に係る保護エレメントの概略部分断面図である。 図６に示す保護エレメントの概略図である。 車軸上に適切に配置され、直線状（直交）の溝を有する、本発明に係る保護エレメントの概略部分断面図である。 図８に示す保護エレメントの概略図である。

図１は、車軸２を有する車輪セット１を示し、車軸２には、ブレーキディスク５、６と２つの車輪３、４が（ジャーナルにおいて）取り付けられている。車輪３、４とブレーキディスク５、６の軸対称部分が図示さており、車輪セット１の回転の縦軸は、平面断面内にある。

本発明に係る保護エレメント１０、２０、及び３０は、車軸２の自由表面全体、すなわち、車輪３、４又はブレーキディスク５、６などの他の要素に連結していない外面に巻き付けられることにより、表面自体を衝撃から保護する。

保護エレメント１０、２０、及び３０を使用することにより、車軸２上に多量の保護塗料を塗装することを回避でき、実際、車軸２は薄い塗装でも効果的に保護される。既知技術の解決策では厚さが厚いのに対し、ここでは、車軸の表面上の塗料の厚さは、約０．３ｍｍである。

図２は、保護エレメント２０を横方向に示す。つまり完全に横たわったパッドであり、その長さ方向で見た図である。図３及び図４はそれぞれ、図２に示す保護エレメント２０の左端部及び右端部の拡大図である。

以下に記載する内容は、他の保護エレメント１０及び３０にも適用される。

保護エレメント２０は、５ｍｍ〜１０ｍｍの厚さＨを有し、好適には、約８ｍｍ〜１０ｍｍの厚さを有し、−２０℃より低い非常に低温度（典型的には−４０℃）でも高強度を有する材料で形成される。

切欠き感度は、振り子形状のドロップハンマー（この器具の例はシャルピー振り子である）を使用して、検査対象である、表面に切欠きを有する材料試料（例えば、金属材料又はプラスチック材料）に衝撃試験を行うことにより測定される。切欠き感度は、その振り子を落下させる最初の高さ（Ｈ）と、測定を行った材料サンプルを（一度に全て）破壊（衝撃曲げによる破壊）した後に振り子が到達する最大高さｈとの差を算出することにより得られる。

この振り子は、切欠きを含む表面と反対側のサンプル面に衝突する。衝突中にサンプルが吸収する（ジュールで測定される）エネルギーは、
Ｋ＝Ｐ（Ｈ−ｈ）
であり、このとき、Ｐは振り子の重量、Ｋは正確にはジュールで表される切欠き感度である。

切欠き感度は、ＡＳＴＭ Ｅ−２３に従ったアイゾット衝撃試験によっても算出することができる。アイゾット試験及びシャルピー試験は、衝撃振り子を使用して実施される。

保護エレメント２０は、５０ｋＪ／ｍ^２〜８０ｋＪ／ｍ^２の高い強度を有する材料で形成される。

例えば、１つの適した材料は、高密度ポリエチレンＨＤＰＥである。この材料手段をとれば、鉄道車両、つまり車軸２が極めて寒い環境において走行する時に保護エレメント２０の硬化や、バラストからの衝撃を受けることによる損傷、例えば、亀裂又は部分的な剥がれなどを防止することができる。

好適には、保護エレメント２０の材料は、その性質上、例えば、欧州の鉄道市場における、現行の安全基準に従った耐火性を有する。耐火性を有する高密度ポリエチレンは、市販されている。これらの特性を有する材料が入手できない場合、その原材料が、適した添加剤、すなわちそのポリエチレンの耐火性を高める添加剤又はそれと同等の材料が充填されればよい。

高強度であるため、実用性を犠牲にしてプレス加工を用いて複雑な熱作業を行わなければ、保護エレメント２０を車軸２に巻き付けることができないであろう。この理由により、内面２１、すなわち車軸２の外面と相互作用するように意図された面に、横方向、すなわち図２〜４を見ている用紙に対して直交する保護エレメント２０の幅方向に延びる複数の溝２２が設けられる。

横方向溝２２は、互いに平行であり、保護エレメントの内面２１に均等間隔に位置する。

好適には、図の例に示すように、横方向溝２２は、Ｖ形状である。本願出願人は、このＶ形状角度に適した値が約２０度であり、溝２２の深さに適した値が約３ｍｍであることを見出した。

横方向溝２２が設けられているため、保護エレメント２０は容易に折り畳むことができる。つまり保護エレメント２０を一人のみでも手動で折り曲げて、車軸２の外面に苦も無く取り付けることができる。

通常の動作中に保護エレメント２０の内面２１が車輪セット２の外面に付着することを防ぐために、溝２２に平行に設けられた突起部又はリブが、保護エレメントの内面２１から突出している。図示された突起部２３は正方形であるが、一般にその形状は異なってもよい。

図示の例では、突起部２３は、保護エレメント２０の内面２１から約１ｍｍ突出している。突起部２３は、４ｍｍの長さを有し、その幅は、保護エレメント２０の一方の側部から他方の側部に渡って延在している。

保護エレメント２０を車軸２に正確に位置付けると、突起部２３が車軸２の外面に当接し、空気室が保護エレメントの内面２１と車軸２の外面との間に形成される。この空気室は、空気の循環を円滑にし、湿気の停滞を防止する。湿気の停滞が起こると、長期的には、車軸に施された塗料を悪化させ、それにより腐食が始まってしまう。

保護エレメントの２つの端部は相補的な形状を有し、保護エレメント２０が車軸に適用されると形状結合が可能になる。具体的には、図３及び４に最も明確に示すように、左端部２４は直立Ｌ型として形成され、右端部は逆Ｌ型として形成される。したがって、保護エレメント２０が車軸２に巻き付けられると、端部２３、２４は、部分的に厚みを増すことなく互いに連結する。すなわち、保護エレメント２０の２つの端部が重なることにより厚さが２倍になることはない。

図５は、保護エレメント２０の幅を示す。幅Ｗは、ブレーキディスク５とブレーキディスク６との間の距離に基づく。車輪セット１を観察する人に見えるように、且つ、バラストと相互作用するように意図された部分である外面２６には、保護エレメント２０を車軸２回りに固定するように構成されているパイプクランプ、ロッキングクランプ、又は類似の機械エレメント２８を収容する２つのシート２７が設けられている。

実際には、保護エレメント２０が車軸に配置されると、保護エレメント２０は、好ましくは低平頭ネジを有する、パイプクランプ、金属クランプ、又は同等の機械締結手段により締結され、これらは外面２６を超えて突出することはない。便宜上、図１は、保護エレメント２０のシート２７のみを示している。

図５で分かるように、側縁部２９と２９‘は、ベル形状に傾斜している。その理由は、図１を参照すると容易に推測することができる。この車輪セットは、車輪３と車輪４とを連結する連結ジャーナルで、又はブレーキディスク５とブレーキディスク６とのハブシートで、曲状丸み面を有する。基本的に、側縁部２９及び２９’は、実質的に相補的な方法でこれらの曲状丸み面に適合するように形成され、後者は露出されない。

図６及び７は、斜めの、すなわち、パッドの長さ進展に対して傾斜している溝２２の別の実施形態を概略的に示す。図７から明らかであるように、本実施形態では、大きな露出面を特徴とする車軸が効果的に保護される。更に、螺旋状の内側リブにより、水及び湿気に外側への遠心力が与えられるため、水と湿気は排出される。

具体的には、図６に示すように、傾斜している溝２２を有するパッドを、いくつかの部分、例えば、車軸の曲状丸み面に取り付けられるベル状の端部３１と、溝２２を有する中央部３２とに分けて形成することが可能である。このように、中央部３２は、最小の厚さを有して形成することができ、駆動車輪セットの場合のように、利用可能な空間が限られている場合に有用である。パイプクランプ２８を収容する端部３１は、中央部３２より厚さを厚くして形成することができ、部分的に中央部３２と重なり合っていてもよい。

とりわけ、保護エレメント１０、２０、又は３０が、上述したようにいつくかの部分３１、３２で構成される場合、保護エレメントを異なる種類の車輪セットに適用でき、さらなる汎用性を実現することができる。

図８及び図９は、本発明に係る保護エレメント４０の別の実施形態を示す。これは、巻き付け方向に垂直に延びる溝２２を有し、１５０ｍｍを超える幅Ｗを有する保護エレメントである。この場合、溝２２が設けられていても、幅Ｗが長いため、水が容易に縁部に到達せず、排出されない可能性があるため、車軸２上に取り付けられた保護エレメント内に水が停滞する場合がある。

したがって、本実施形態４０では、１５０ｍｍの幅に渡って一連の貫通孔４１を設けている。この孔４１は排水孔として作用し、水はこの貫通孔を介して外部へ排出され、車軸２から離れる。

好適には、孔４１の直径は、２〜４ｍｍの範囲であり、孔４１は、パッド４０の巻き付け方向に沿って配置される。

好適には、一連の孔４１は、等間隔に配置される。

仮に、孔が長手方向溝２２ごとに形成されず、水が孔に到達できるように各孔が３つ又は４つの溝ごとに形成される場合、水を穴に到達されるために、孔４１を連結し、且つ溝２２の深さ以上の深さを有する内側通路４２を形成することもできる。孔４１は、カッター又はドリルを使用してパッド上に形成可能である。

保護エレメント１０、２０、３０、及び４０の主な利点を以下に説明する。

保護エレメントを製造するための上記材料を安価で市場で容易に入手することができ、且つ以下に説明する保護エレメントを製造する方法は費用対効果が高いので、保護エレメントを経済的に生産することができる。

保護エレメントは、車輪セットに適用することができ、車輪セットの点検のために一人でも簡単な道具を用いて容易に取り外せる。

保護エレメントは、数回再利用することができ、例えば、解体された車輪セットから容易に取り外すことができ、新たに搭載される車輪セット１、或いは既に使用している車輪セット１に取り付けることができる。

保護エレメントは、薄く塗装された車軸を有する車輪セットを保護するために取り付けることができる。保護エレメント１０、２０、３０、及び４０を使用することにより、車軸塗料の厚さが厚くなることを回避することができ、それにより、点検作業を大幅に簡素化することができる。

保護エレメント１０、２０、３０、及び４０は、圧延又は押出成形により好適に得られる。得られたパッドは、適当なサイズに切断される。横方向溝２２、横突出部２３、傾斜している縁部２９と２９’、及びシート２７は、除去的機械加工、すなわち、材料を取り除くことにより、例えば、好適には圧延又は押出成形と共に行う、フライス加工により得られる。

上記の方法は、生産コストを低く抑える。実際、従来技術の解決策とは異なり金型を要しない。

上記の機械加工を実施するために、共通の多軸マシニングセンタを使用することができる。或いは、圧延機又は押出機により得られるパッドを同時に機械加工する複数のフライスを有する特注の機械をセットアップすることもできる。

この方法によって、保護エレメント１０、２０、３０、及び４０は、例えば２種類のポリプロピレンを延伸又は積層することにより、高さ方向に変化する強度を有するように、すなわち、外面２６ではより高靭性を有し、内面２１ではより低靭性を有するように形成することが可能である。

Claims (23)

1. パッドで構成される、鉄道車輪セット（１）の車軸（２）の保護エレメント（２０）であって、
   前記パッドの厚さは、５ｍｍから１０ｍｍの間であり、
   前記パッドは、５０ｋＪ／ｍ^２から８０ｋＪ／ｍ^２までの間の高強度を有する材料で形成され、
   前記パッドは、複数の横方向溝（２２）を有し、
   室温で前記車軸（２）に巻き付けられることが可能である、
   保護エレメント（２０）。
2. 前記パッドの強度は、７０ｋＪ／ｍ^２である、
   請求項１に記載の保護エレメント（２０）。
3. 前記横方向溝（２２）は、前記保護エレメントの内面（２１）に設けられ、前記内面は、前記車軸（２）の外面に対向することを意図されている、
   請求項１又は２に記載の保護エレメント（２０）。
4. 前記横方向溝（２２）はＶ形状である、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の保護エレメント（２０）。
5. 前記Ｖ形状の角度は約２０度である、
   請求項４に記載の保護エレメント（２０）。
6. 前記横方向溝（２２）は、互いに平行であり、均等間隔に配置されている、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の保護エレメント（２０）。
7. 前記保護エレメントの前記内面（２１）から突出して前記車軸（２）の前記外面に当接するように移動して、前記車軸（２）と前記保護エレメント（２０）自体との間に空気室を規定する複数の突起部（２３）を備える、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の保護エレメント（２０）。
8. 前記突起部（２３）は、互いに平行であり、且つ、連続する２つの横方向溝（２２）の間に設けられた横方向リブである、
   請求項７に記載の保護エレメント（２０）。
9. 側縁部（２９、２９’）は、前記車軸（２）の曲面上への取り付けを目的として、斜角をつけて又は丸みを付けて形成されている、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の保護エレメント（２０）。
10. 前記内面（２１）の反対側の前記外面（２６）に設けられ、前記車軸（２）に前記保護エレメントを締結するためのパイプクランプ（２８）又は同様の締結エレメントを収容する１つ以上のシート（２７）を備える、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の保護エレメント（２０）。
11. 前記パッドの端部（２４、２５）は、互いに重なり合うために相補的な形状のアンダーカットを有し、前記保護エレメントが前記車軸に取り付けられた時、前記保護エレメントの全体の厚さは変わらない、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の保護エレメント（２０）。
12. 高密度ポリエチレンＨＤＰＥで形成されることを特徴とする、
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の保護エレメント（２０）。
13. 前記車軸（２）に前記パッドを周囲方向に固定する１つ以上のパイプクランプ（２８）又は類似の機械締結システムを備える、
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の保護エレメント（２０）。
14. 前記横方向溝（２２）は、前記パッドの長手進展に垂直である、又は前記保護エレメント（２０）が前記車軸に巻き付けられた場合に螺旋状経路が得られるように傾斜している、
    請求項１から１３のいずれか１項に記載の保護エレメント（２０）。
15. 前記車軸（２）の前記曲面に、例えば丸み領域にて適合し、かつ前記パッドを固定するために前記車軸に巻き付けられた前記パッドに少なくとも部分的に重なるように形成された１つ以上の別個の端部（３１）と、前記端部（３１）を前記車軸（２）に締結する締結手段（２８）とを備える、
    請求項１から１４のいずれか１項に記載の保護エレメント（２０）。
16. 通路（４２）から独立し、又は通路（４２）に接続され、且つ、前記保護エレメントが前記車軸（２）に巻き付けられる時、水を排出可能な複数の貫通孔（４１）を備える、
    請求項１から１５のいずれか１項に記載の保護エレメント（２０）。
17. 鉄道車輪セット（１）の車軸（２）を保護する保護エレメント（２０）を製造する方法であって、
    （ａ）５ｍｍから１０ｍｍの間の厚さと、５０ｋＪ／ｍ^２から８０ｋＪ／ｍ^２の強度とを有し、好適には高密度ポリエチレンＨＤＰＥで形成されたパッドを圧延又は押出成形するステップと、
    （ｂ）前記パッドの長さ方向に対して横方向に延在し、かつ前記パッドを一人のみの手作業で前記パッドを前記車軸（２）に巻き付けられるように折り曲げることを可能にする複数の溝（２２）を、前記車軸の外面に対向することを意図された前記パッドの表面に、例えばフライス加工により形成するステップと、
    を備える方法。
18. 前記横方向溝（２２）は、互いに平行であり、好適には均等間隔に配置されている、
    請求項１７に記載の方法。
19. 前記横方向溝（２２）は、Ｖ形状であり、好適には約２０°の角度のＶ形状である、
    請求項１７に記載の方法。
20. 前記横方向溝（２２）は、前記パッドの長手進展に垂直である、又は、前記保護エレメント（２０）が前記車軸（２）に巻き付けられる時に螺旋状のパターンが得られるように傾斜している、
    請求項１７から１９のいずれか１項に記載の方法。
21. （ｃ）前記車軸（２）の外面と当接するように移動して前記車軸（２）と前記保護エレメント（２０）自体との間に空気室を規定するために、前記横方向溝（２２）が設けられた前記保護エレメントと同一の面（２１）から突出する複数の突起部（２３）を形成するステップを備える、
    請求項１７から２０のいずれか１項に記載の方法。
22. （ｄ）前記保護エレメント（２０）が前記車軸（２）の前記曲面に適合することにより前記曲面を保護するように、前記パッドの側縁部（２９、２９’）に斜角を付ける又は丸みを持たせるステップを備える、
    請求項１７から２１のいずれか１項に記載の方法。
23. （ｅ）前記車軸の前記外面とは反対側に対向することを意図された前記パッドの表面（２６）に、前記車軸（２）に前記保護エレメントを締結するためのパイプクランプ（２８）又は同様の締結エレメントを収容するように意図された１つ以上のシート（２７）を設けるステップを備える、
    請求項１７から２２のいずれか１項に記載の方法。
    

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