JP6297052B2 - 接続要素を備える軸ブレーキディスク - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の、車両側の接続要素とのレール車両の軸ブレーキディスクの結合部に関する。

独国特許出願公開第３８１４６１４号明細書において、冒頭で述べたような結合部が開示されている。この結合部では、レール車両のハブ又は軸に摩擦リングを固定するために、摩擦リングの内周に接続フランジが配置されており、接続フランジは、半径方向内方へ延在していて、ねじによりハブに結合されている。この場合、ねじは、接続フランジを通して案内されている。

独国特許出願公開第１０３２４８１６号明細書において主題として扱われた結合部では、対向する２つの緊締リングが設けられており、これらの緊締リングの間に、ハブのカラーが挟み込まれており、緊締リングは、形状結合（形状結合とは、嵌め合いまたは噛み合いなどの部材相互の形状的関係に基づく結合を意味する）式に摩擦リングに係合する。両緊締リングの結合はねじを介して行われる。ねじは、ハブのカラーを通して案内されている。

しかし、運転時に、頻繁にねじ結合部の故障の高いリスクを伴うねじ止め部の弛みが生じる。その１つの原因は、ねじ止め部の接合部分における摩耗、及びねじ山部分の摩耗により生じるねじ結合部のへたりであり得る。ブレーキディスク及びレール又は台車の固有振動数の重畳により生じ得るような外部の力の励起による影響も、原因として考えられる。

もちろん、このようなことは、特に安全性に関する理由から許容されない。

冒頭で述べたような結合部は、独国特許出願公開第２８０６０２８号明細書において公知である。この結合部では、接合プレートがＵ字形に形成されていて、個別に配置した状態で、接線方向に方向付けされていて、一方ではフランジに、他方ではハブに固定されている。周方向力を伝達するために、片側でねじ留めされたばね弾性的なプレートが接合プレートの間に配置されている。ばね弾性的なプレートは、フランジとハブとの間の移行部における継ぎ目を所定の範囲にわたって覆っている。

別の態様では、複数のばね板が設けられており、ばね板は、それぞれ互いに間隔を置いて配置された２つの接合プレートを備え、２つの接合プレートの間に、別の一方のばね板が圧入されており、別の一方のばね板は、フランジに結合されており、これに対して他方のばね板は、ハブに接続されている。

独国実用新案登録第７１３４５２４号明細書において、結合部が図示されて記載されている。この結合部では、金属薄板リングが、ハブに結合されていて、曲げられた延長部に接続されており、延長部は、フランジに結合されている。

更に、米国特許出願公開第４５０１３４６号明細書において、個別のばね弾性的な接合プレートを用いた、ハブとのフランジの結合部が開示されている。接合プレートは、Ｚ字形に曲げられていて、その一方の脚片はハブに、他方の脚片はフランジに接続されている。

従って本発明の課題は、冒頭で述べたような結合部を改良して、運転確実性を改善し、耐用期間を高めることである。

この課題は、請求項１の特徴部に記載の構成を有する結合部により解決される。

軸ブレーキディスクと接続要素との間の摩擦運動が効果的に阻止される一方、運転に起因する摩擦リングの熱膨張が、弾性的な領域で、モノブロックブレーキディスクと同様に、接合プレートによって補償される、ということが思いがけず認められた。

この場合、その数が好適には素数である接合プレートは、発生する範囲の制動モーメントが問題なく伝達されるように構成されており、このとき、接合プレートは、その最大の断面二次モーメントの面でもって、周方向力が摩擦リングからハブに伝達されるように、配向されている。

本発明の好適な態様によれば、接合プレートは、Ｓ字形に曲げられていて、互いに逆向きに屈曲された２つの脚片を備え、２つの脚片のうちの一方はフランジに、他方は接続要素に当接しており、それぞれ、ねじを用いて固定されている。このために、脚片の各々に貫通孔が形成されており、貫通孔を通して、ねじが案内されている。

本発明の別の思想によれば、フランジの両端面に接合プレートが固定されていて、同様に、接続要素の対応する領域にも接続プレートが固定されている。

原則として、接合プレートは、半径方向で、材料に起因する弾性率に基づいて、ばね要素として作用し、これにより、摩擦リングの半径方向の熱膨張を問題なく補償することができる。

このことは、隣り合う２つの脚片が一体的に構成されている場合において２つの接合プレートが１つのユニットにまとめられている一方、別の隣り合う両脚片が材料的に互いに分離されている場合にも当てはまる。

好適には、接続要素に対応して配置された脚片が一体的であり、フランジに対応して配置された脚片は、いわば２つの部分から成っている。逆の構成も、つまり一体的な脚片がフランジに、２つの部分から成る脚片が接続要素に保持されていることも、考えられる。この意味では、片側の接合プレートの隣り合う脚片が全体として一体的であり、つまりその場合にはリングを形成する一方、それぞれ対応して配置された、これらの脚片に対して半径方向に方向付けされた隣り合う脚片が材料的に分離されている結合部を構成してもよい。

フランジが軸方向の固定のために形状結合式に係合する緊締リングを使用する場合、緊締リングに対応して配置された、接合プレートの脚片並びに緊締リング自体を通して固定ねじが案内され、固定ねじは、ハブの、端面側に設けられたねじ山にねじ入れられている又は貫通孔を通して案内されてねじ固定されている。これにより、特に大きなクランプ長さが得られる。

これに対して接合プレートの、両側でフランジに当接している脚部は、一方では、そのねじ頭でもって、接合プレートの、対応して配置された脚片に当接している頭付きねじにより、並びに他方では、貫通案内されたねじにねじ被せられたナットにより保持されており、ナットは、好適には回動不能に保持されている。

ハブに対する軸方向の摩擦リングの起こり得る相対運動を制限するために、両方の間の結合部をバヨネット式の閉鎖部を介して設けてよい。

その他に、新たな結合部が極めて経済的に製作可能であることが確認された。なぜならば、接合プレートは、簡単な打ち抜き部品、曲げ部品又は深絞り部品として製作することができ、あらゆる態様で、つまり単一の部品もしくは複数の要素から成る部品もしくはリングとして製作することができるからである。

軸ブレーキディスクは、大量に製作される大量生産品であるので、本発明で実現されるように、簡単な製作が特に重要である。

その観点において、接合プレートは、軸ブレーキディスクの、運転に起因する交換時に再利用できる可能性も認められる。

本発明の別の好適な態様は、従属請求項に記載されている。

以下に、本発明の実施の態様を添付の図面に付き説明する。

結合部の部分断面図もしくは結合部の詳細図として本発明の１つの態様を示す図である。 結合部の部分断面図もしくは結合部の詳細図として本発明の１つの態様を示す図である。 結合部の別の態様を上からみた図である。

図１のａ及び図２のａには、それぞれ、ハブ２の態様の車両側の接続要素とのレール車両の軸ブレーキディスク１の結合部が示されている。ハブ２は、レール車両の図示されていない軸に結合可能である。

軸ブレーキディスク１は、摩擦リング３並びに内周に一体的に成形されたフランジ４から成っており、フランジ４は、軸ブレーキディスク１を軸方向に固定するために、ハブ２の、周方向の溝１３に嵌め込まれている。

ハブ２に軸ブレーキディスク１を結合するために、金属薄板から成る接合プレート５が設けられており、接合プレート５は、図１のｂ及び図２のｂに特に明確に示されているように、Ｓ字形に曲げられていて、互いに逆向きに折り曲げられ、互いに平行に方向付けされた２つの脚片１０，１１を備える。この場合、脚片１１は、フランジ４に当接しており、脚片１０は、ハブ２の端面にそれぞれ当接している。

フランジ４との接合プレート５の結合は、貫通ねじ６を介して、脚片１１に当接するねじ頭７並びに他方の端部に螺着されるナット８を用いて行われ、ナット８は、そこにある接合プレート５の脚片１１に当接する。

比較し得る形で、接合プレート５は、ハブ２に固定されており、この場合、固定のために、ハブ２に、軸方向に方向付けされた貫通孔が設けられており、貫通孔を通して、図示されていないねじが案内可能である一方、ねじは、例えばハブ２の端面にねじ入れ可能である。

図１に示された例では、接合プレート５は、個別に構成されており、つまり、各接合プレート５は、ハブ２に当接する脚片１０並びにフランジ４に当接する脚片１１を備える。この場合、脚片１０，１１に孔１２が形成されており、孔１２を通して、ねじ６並びに図示されていない、ハブ２を通して案内されるねじが差し込まれている、もしくは差込可能である又は両側でねじ込み可能である。

本発明による結合部の、図２に示された態様では、接合プレート５は、ハブ２に当接する脚片１０が一体的であり、これに対して、脚片１０に対して屈曲された、フランジ４に当接する脚片１１は、互いに分離されていて、互いにある程度の間隔を置いて構成されている。従って、ほとんど常に、対偶を成す接合プレート５が使用され、この場合、図２のｂには、接合プレート５のそのような対偶の詳細が示されている。

更に、図３には、全ての接合プレート５の脚片１０が一体的な１つの内側のリングに成形されており、内側のリングに、複数の脚片１１が、ここでも隣り合う脚片とは分離されていて、半径方向外方を向いて接続している。脚片１０，１１の各々は、１つの孔１２を備え、この場合、常に、半径方向で対向する２つの孔が互いに一列に並んでいる。

フランジ４に対応して配置された孔１２ひいては貫通案内されるねじの数は、ハブ２に対応して配置された孔１２の数とは異なっていてよい。

極めて明確に看取されるように、接合プレート５は、単一の部分（図１のｂ）、対偶（図２のｂ）又はリング（図３）として提供されるのかに依存せず、簡単な打ち抜き曲げ部品として金属薄板から製作可能である。

Claims (7)

1. ハブ（２）のような車両側の接続要素とのレール車両の軸ブレーキディスク（１）の結合部であって、
   前記軸ブレーキディスク（１）は、摩擦リング（３）と該摩擦リングの内周に一体的に成形されたフランジ（４）とを備え、該フランジ（４）は、前記接続要素に固定されており、前記フランジ（４）及び前記接続要素にそれぞれ、両側で、周にわたって分配された、金属薄板から成形された幾つかの接合プレート（５）が接続されている、結合部において、
   前記接合プレート（５）は、Ｓ字形に形成されていて、互いに反対向きに方向付けされた第１の脚片（１０）及び第２の脚片（１１）を備え、
   前記第２の脚片（１１）は前記フランジ（４）に当接しており、前記第１の脚片（１０）は前記ハブ（２）に当接しており、
   隣り合う少なくとも２つの前記第１の脚片（１０）が一体的に構成されている一方、前記第１の脚片（１０）に半径方向で続く、相互に隣り合う複数の前記第２の脚片（１１）が互いに分離されていることを特徴とする、ハブ（２）のような車両側の接続要素とのレール車両の軸ブレーキディスク（１）の結合部。
2. 前記接合プレート（５）は、ねじ（６）、リベット又はピンのような結合要素によって、前記フランジ（４）及び前記ハブ（２）に保持されている、請求項１記載の結合部。
3. 前記接続要素（２）に設けられる結合要素の数は、前記フランジ（４）に設けられる結合要素の数とは異なっている、請求項１又は２記載の結合部。
4. 周方向で隣り合う全ての前記第１の脚片（１０）が、閉じた１つのリングを形成する一方、前記第１の脚片（１０）に半径方向に続く、周方向に相並んで位置する複数の前記第２の脚片（１１）が、互いに分離されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の結合部。
5. 前記第１の脚片（１０）及び前記第２の脚片（１１）の各々は、結合要素によって貫通案内される孔（１２）を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の結合部。
6. 前記接合プレート（５）は、曲げ打ち抜き部品として構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の結合部。
7. 前記フランジ（４）は、前記ハブ（２）の周方向の溝（１３）に軸方向で固定して嵌め込まれている、請求項１から６までのいずれか１項記載の結合部。

Images