JPS6047061B2 - 鉄道車輛の車輪を再整形する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 トレツド及びフランジによつて形成された車輪 プロ
フィルを有する輪軸の左右一対の車輪を旋盤で旋削工具
の送り運動により左右同時に加工することにより鉄道輪
軸の車輪を再整形する方法にして、その際各車輪は相互
間隔をおいて配設された摩擦ローラによつてセンタレス
駆動される方法に関する。

鉄道車両輪軸の車輪のプロフィルは、そのトレツドに
おいても、そのフランジにおいても極めて異つた摩耗を
受ける。

車輪には主としてトレツドが摩耗したもの、ならびに主
としてフランジが摩耗したものもある。 摩耗は、両方
の車輪タイヤて発生するかあるいは片方の車輪タイヤで
しか発生しない場合もある。

車輪が摩耗したことにより再び加工されなければならな
いトレツド及びフランジの直径は、特に輪軸を分解でき
ない場合、これまでの測定手段では不正確にしか測定で
きない。このため１７７Ｚ７７ｌのフランジ摩耗がほぼ
２７−ｆｒｌｒＬのタイヤの切削加工を必要とするけれ
ども、作業員の誤りによつて貴重な”車輪材料が余分に
除去されないようにするためには、プロフィル、特にフ
ランジの摩耗の正確かつ簡単な測定に特別重きを置かね
ばならない。プロフィルの摩耗が一様でないことは、単
純ではない基準プロフィルに加えて車輪の測定に非常な
困難をもたらす。上述の種類の従来実施された方法では
鉄道車両輪軸を車台から取り外さないで車輪の再整形を
行なう旋盤工が輪軸を機械に取りつけ、各車輪のトレン
ドにおいて旋盤工の視覚的印象に頼つて最も摩耗してい
ると認められる位置が旋盤工によつて走査される。

旋盤工は、主観的印象にしたがつて最も強くきわ立つた
摩耗位置へ旋削工具を近つける。この際この旋盤工は車
輪のトレンドにとられれて、摩耗の点で特別な意味をも
ちかつ新たな最終的なプロフィルに決定的なものである
フランジを充分考慮しないことが多い。フランジに著し
い摩耗が生じている場合、このフランジは再整形に必要
な切込み深さに決定的な影響を与える。

しかし一般的に旋盤工がそのことを見つけることができ
ず、むしろトレンドで判断する。旋盤工は、何回も試験
切削して最後に完全に輝いた全体プロフィルをつくるよ
うになる。できる限り早く完全なプロフィルを得るため
に、旋盤工は、請負作業であることから、可能な限り大
きな切込み深さで旋削しようとする傾向がある。したが
つてこうしたやり方により貴重な車輪材料の不必要な除
去が行なわれることになる。これに引続き、旋盤で両車
輪の直径の相違をその都度の測定面内で確認することが
できないので、輪軸を旋盤から出し、測長機へ入れ、こ
の測長機で直径の差を測定しなければならない。

それに引続いて、輪軸を再び旋盤にとりつけ、同じ直径
のものを造るため両車輪を修正切削しなければ．ならな
い。実際には、輪軸の車輪の直径を測定するため摩擦車
測定器を備えた旋盤が公知である。この場合各車輪に光
輝のあるプロフィルができ上つた後の測定のための搬入
および搬出は省略される。輪軸の加工および測定の際に
は常に２つのこの種の摩擦車測定器が使用され、・それ
からこの測定器の測定結果は、輪軸の両車輪が同じ直径
をもつかどうかあるいは輪軸の両車輪の間に存在する直
径差がどれだけかを知るために知るために比較さ・れる
。

更に、摩擦車測定器と同じように摩擦車測定器が公知で
あり、対にして使用されるのみならず、また単独でも到
ることろで用いられ、たとえば雑誌ｒ′Ｉｎｄｌ］Ｓｔ
ｒｉｅ−Ａ厄Ｅｉ？ｒョ、９１ｊｇ（１９６１）ＮＯ．
７９に記載の０摩擦車直径測定方法ョから公知である。

）また、センタ付き輪軸を切削する旋盤にあつてこの旋
盤に装着された輪軸を再整形する前に輪軸の各車輪のト
レンド上を転動する摩擦車測定器で輪軸の摩耗した両車
輪の実際の直径を各々の測定車によつて測定面で確認し
、旋削工具を輪軸の両車輪の最も小さな直径に合わせ、
この値を基準とａして輪軸の車輪の再整形を行なうこと
も公知である。

しかしこの場合も、フランジの摩耗が考慮されておらず
、したがつてフランジの摩耗状態は何度も切削してみて
その都度入念に走査して所望プロフィルに近づける必要
がある。これには時間が途方もなくかかり、また請負で
働らく旋盤工に感を頼つて旋削工具を切込み運動により
深過ぎる切込み深さにセットするような結果をもたらす
。鉄道車両輪軸を分解しないで再整形するため、輪軸の
軸受ケーシングを旋盤で下方から支持し、固定すること
も公知である。この装置によつて、加工される輪軸の回
転軸がセンタ間で回転する場合加工の間一定の状態を維
持するようになつている。この場合軸受ケーシングは必
然的に正確な加工のための基準面、したがつて適宜正確
な寸法公差をもつた基準面を設定することができないと
いう欠陥がある。なぜなら、軸受ケーシングは比較的大
きな公差をもつ鋳造品であるからである。即ち、軸受に
よつて回転軸が旋削工具の間位置固定されはするが、そ
の位置が知られていないので旋削工具の回転軸に対する
半径方向の関係位置を求めることは不可能である。セン
タ支持切削の場合には別個の測定過程による直径差の確
認の必要性はない。

なぜなら軸の位置もこの軸に対する工具の位置も常に知
られているからである。しかし組み立てられた状態の輪
軸のセンタ孔を露出することが困難である。なぜなら、
輪軸の軸受ケーシングが部分的に分解されなければなら
ないからである。またこのセンタ孔がしばしば損傷され
て、正しい輪軸の固定はもはや不可能になる。更に、限
られた最大値までの一定の軸荷重しかセンタ孔において
支持することができない。なだなら例えば重量のある機
関車の場合センタ孔と旋盤のセンタとが実際に変形し、
したがつて破壊してしまうおそれがあるからである。ド
イツ特許公開公報第１５５２３３５号には、横送り台と
ならい装置とを有する輪軸旋盤て鉄道車両の走りつくし
た、測定していない車輪タイヤを切削する際ならいの前
に行なわれる工具位置確定のために使用される走査装置
が公知であり、この装置の刃物台にならいのスタイラス
がそして横送り台に型板が設けられている。この場合多
数の走査要素が刃物台に付設されており、これらの走査
要素は車輪プロフィルに対してほＳ゛垂直にに調節され
ており、摩耗した両車輪のプロフィルを別々に走査する
。横送り台の運動の際にプロフィル摩耗個所に走査要素
が当接して走査要素が偏位されが行われ、この偏位によ
り個々にリミットスイッチが作用し、それらのリミット
スイッチは並列接続されていて、旋削と測定を繰り返し
、全てのリミットスイッチが開いた状態で直ちに駆動モ
ータを停止させて横送り台の運動を止める。本発明の課
題は、車両が分解されない状態で旋盤で再整形され、そ
の際センタ支持されずに車輪が相互間隔をおいて配設さ
れた摩擦ローラによつてセンタレス駆動される方法によ
つて車輪の左右一対の車輪を再整形する際に加工時間を
短縮すると共に両旋削工具を切込み運動により最適の切
込み深さにセットし、かつ両旋削工具の送り運動によつ
て一気に両車輪プロフィルを完全に等しい直径に再整形
する方法を案出することにある。

本発明の課題は最初に左右一対の両車輪のトレンドの部
分が旋削工具の車輪プロフィルの最終的再整形のための
切込み深さよりも小さい切込み深さて送り運動によつて
旋削されて、続いて旋削された部分の直径が測定されか
つ相互に比較され、その上直径の小さい方の車輪に所属
している旋削工具は切込み運動により最終的な再整形プ
ロフィルのために必要な切込み深さにそして直径の大き
い方の車輪に所属している旋削工具は切込み運動により
同一量及びこれに直径差の半分を加えた切込み深さにセ
ットされ、両旋削工具の送り運動によつて両車輪プロフ
ィルが一気に等しい直径に再整形されるようにしたこと
によつて解決される。本発明によれば、上記課題を完全
に解決する冒頭に説明した種類の鉄道車両輪軸の車輪の
再整形方法が得られることができる。以下添付した図面
により本発明の方法およびその利点を詳説する。

第１図には、輪軸の左右一対の車輪の摩耗したプロフィ
ルを参照符号１と２で示した。

車輪の共通の回転軸は符号５で示した。摩耗したプロフ
ィル１と２は旋盤加工によつて除去される。この旋盤加
工終了後修正され更新されたプロフィルを参照符号３と
４で示した。即ち、第１図にはこのプロフィルは点線で
示した。輪軸が機能を果すためには、更新されたプロフ
ィル３と４の半径方向の位置、即ち回転軸線５からの半
径方向の距離か等しくなければならない。第２図は第１
図に相当する図である。

この図にあつては摩耗したプロフィルに走査要素６〜９
が更新すべきプロフィルの半径方向の状態を検出するた
めに当接している。この走査要素は上記のように公知で
ある。この走査要素は個々の車輪において更新すべきプ
ロフィルの半径方向の位置を確定する。工具１０と１１
は走査要素６〜９によつて位置決めされ、この確定した
位置から送り運動によつて切削によソー気に完全に更新
されたプロフィルを製造する。しかし、このようにして
造られ更新されたプロフィルは共通の軸線５に対して等
しい半径方向の距離を有していない。第１図および第２
図から、更新されたプロフィル３と４が軸線５に対して
等しい半径方向の距離を有していることが認められる。
しかし、この等しい半径距離を得るには更新されたプロ
フィル４を更に半径方向、軸線５の方向に移動する必要
がある。ここで公知技術にあつては、工具１０と１１は
走査要素６〜９で位置決めされ、この位置から輪ノ軸の
各車輪が再整形される。これによつて、輪軸の両車輪に
更新されたプロフィルが形成される。しかし、この作業
工程の後、必然的なかつ既に述べた両車輪の直径均衝を
行う必要がある。即ち、この工程にあつては両方の更新
されたプロフィル７が軸線５に対して等しい半径方向の
位置を占めるように処置する必要がある。この目的のた
め、更新されたプロフィルは既に述べた摩擦車測定器で
測定される。次いで、直径均衡を得るため更新されたプ
ロフィルであつて直径の大きい方の車輪をフ所属の旋削
工具でもう一度再整形し、その結果輪軸の両車輪におい
て直径均衡が得られる。しかし、この公知技術による方
法にあつては直径均衡を得るために必要な切込み深さは
僅かであり、この切込み深さは工具１０と１１の適当な
切込み深さのオーダ以下であり、したがつて仕上旋削が
困難になるか、その都度使用される工具を交換しなけれ
ばならない。上記の公知技術は本発明により改善される
。

第２図により、工具１０と１１は走査要素６〜９て半径
方向位置決めされている。次に走査要素６〜９は工具１
０と１１のための作業空間から遠ざけられ、第３図に示
す作業状態となる。この第３図の位置にあつて、工具１
０と１１とは一公知技術と異ソー切削を行わず、これら
の工具１０と１１は任意の、しかし僅かな量だけ後方（
切込み運動の方向と反対方向）に引戻され、これによつ
て工具１０と１１は第４図に示した出発点１３と１４を
占めることが認められる。

出発点１３と１４の位置への工具１０の引戻し量は、工
具１０と１１とが引戻されたにも拘らず十分な切込み深
さでプロフィルの各車輪において作業を行うことが可能
である程度に設定されている。次いで、工具１０と１１
は送り運動により切削作業のため位置１３と１４から軸
線方向で、即ち矢印１５と１６の方向に移動される。こ
の場合、工具１０と１１の軸線方向の送り運動を軸線５
に対して平行に或いはプロフィルに平行に行うことが可
能である。第４図に示した実施形態では工具１０と１１
の軸線方向の送り運動は軸線５に対して平行に行われて
いる。工具１０と１１が十分な値だけ軸線方向に移動さ
れて切削を行つた後、切削工程は中断され、工具１０と
１１は、第４図に示す半径方向位置に引戻される。

工具１０と１１による第４図に示した．加工段にあつて
は輪軸の両輪において工具１０と１１によりそれぞれ測
定面が形成されている。この測定面は第５図において参
照符号１７と１８で示した。測定面１７と１８は摩擦車
測定器１９と２０に．よつてその直径が測定される。

第５図に、測定面１７と１８の測定結果として１０００
ＷＬと１００３Ｔｍ１の直経を一例として示した。

即ち、測定面１８は測定面１７よりも大きな直径を有し
ている。測定面１７と１８は３ｍｍの直径差を有するの
で、測定面１７と１８に対して工具１０と１１との切込
み深さを等しくして送り運動により切削したのでは上記
直径差は更新されたプロフィルにそのま）残ることにな
る。

この直径差をゼロにするには両工具１０と１１との切込
み深さを変えなければならない。そのためには工具１１
は切込み運動により工具１０に比して上記直径差の半分
だけ大きな切込深さにセットされればよい。第３図に工
具１１のこの新しい位置において、工具１１は半径方向
で工具１０と同じ位置を占め、したがつて工具１０と１
１は軸線５に対して等しい半径方向の位置を占める、即
ち直径の等し゛い車輪プロフィル３と４が造られる。

この等しい直径を有する仕上つた車輪プロフィル３と４
は第６図に示されている。両摩擦車測定器１９と２０は
測定結果として等しい直径９９５ＴｎＩｎを示す。

直径測定は車輪の等しい軸線方向位置で行われなければ
ならない。

両車輪は同一のプロフィルを有さなければならないから
である。本発明による方法により摩耗したプロフィル１
と２を更新するために必要な時間が短縮される。

なぜなら、所属の工具１０と１１が全プロフィルに沿つ
て何度も送り運動する必要がないかである。更に本発明
によりプロフィルの両車輪の直径が等しく形成され、か
つこの場合工具１０と１１の刃が常に適当な切込み深さ
で作業を行い、，したがつてこの刃の破壊が回避され工
具交換も必要とされない。この利点は本発明による方法
によつて確保される。輪軸の左右一対の車輪に測定面１
７と１８を造るため測定結果が行われる。これらの測定
面１７と１８はトレンド幅の一部である。この部分は再
整形されるプロフィルのための切込み深さよりも小さな
切込み深さで切削され、この切削された部分（測定面１
７と１８）の直径が測定され、相互に比較される。其後
、工具１０は切込み運動により最終的再整形に必要な切
込み深さにセットされる。工具１１も切込み運動により
これと同一量及びこれに直径差の１１２（即ち３１２萌
）加えた切込深さにセットされ、次いで両工具１０と１
１は送り運動によつて最終的なプロフィル３，４を一気
に切削する。以下に本発明方法によつて最終的再整形が
得られるまでの過程を第２図による走査装置と工具との
関係を明らかにしつつ第７図に示す車輪の拡大断面図を
参照して総括的に説明する。

第７図に示す輪軸の整形されるべき車輪は摩耗ローラ３
０によつて駆動される。

車輪の回転の間、走査装置か走査する。各走査装置は各
走査装置を担持する支持台のみを制御するが他の支持台
には影響を及ぼさない。車輪の通常の摩耗状態に依存し
て例えば６ＷｒＩｎの距離だけ走査装置が車輪に向つて
移動する。第２図に示すトレンド走査要素７，９とフラ
ンジ走査要素６〜８との関係位置は予め定つている。そ
の結果両走査要素６，７；８，９の例えば６ＴＷＬの移
動の際にフランジ走査要素６，８が車輪のフランジに当
接してその回路を開くと駆動モータか停止され走査要素
の移動はそこで止まる。即ち両走査要素を担持する支持
台を車輪に向つて、かつ各走査要素が車輪の所定の軸方
向位置において各６Ｔｎ！ＲＬづつ移動される。

その際いずれかのトレンド走査要素のみが作動（トレン
ドと当接）してフランジ走査要素が尚不作動（フランジ
と当接しない）の状態においては、そのトレンドを６？
切削してからもう一度走査する。全ての走査要素が作動
した時にはじめて走査装置の運動を止めて次の測定切削
工程に移る。測定切削は両車輪のトレンドの切削として
行われる。

その結果車輪からリング範囲４０が除去されて、測定面
５０が形成される。その後摩擦車測定装置によつて左右
の両車輪の直径が測定される。直径の測定は各車輪につ
いてそれぞれ等しい軸方向位置において行われる。両測
定面５０に直径差がある場合には直径の大きい方の車輪
に所属する工具が切込み運動により直径差の１１２だけ
、直径の小さい方の車輪に所属する工具よりも大きな切
込み深さにセットされる。このように特定された位置か
ら両工具を送り運動させれば所望の等しい直径の更新さ
れたトレンド６０が形成される（第７図）。引続いて所
定の車輪プロフィル通りにリング範囲７０と９０とが除
去されて、トレンド６０に続いてフランジ８０が形成さ
れて新しい車輪プロフィルが完成する。本発明によれば
更新された両車輪のプロフィルは等しい直径を有する。

本発明による方法ではセンタレス加工であるためセンタ
支持加工に比して車輪の偏心誤差が生ずる可能性がある
。しかし偏心誤差は通常１ｗｔ以下であるので左右の車
輪の間の傾きは略１１１４００ｍｍ程度であり、この程
度の傾きでは危険はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は輪軸の左右一対の車輪の摩耗したプロフィル及
び再整形されるべきプロフィルを示す”図、第２図は摩
耗した車輪を走査装置によつて測定している図、第３図
は第２図による走査装置を旋回させて車輪プロフィルか
ら離した状態を示す図、第４図は測定面を切削し終つた
状態を示す図、第５図は測定面を測定した状態を示す図
、第・６図は再整形されたプロフィルを測定している図
、そして第７図は本発明による方法によつて車輪プロフ
ィルが再整形させる過程を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トレツド及びフランジによつて形成された車輪プロ
   フィルを有する輪軸の左右一対の車輪を旋盤で旋削工具
   の送り運動により左右同時に加工することにより鉄道輪
   軸の車輪を再整形する方法にして、その際各車輪は相互
   間隔をおいて配設された摩擦ローラによつてセンタレス
   駆動される方法において、最初に両車輪のトレツドの部
   分がプロフィルの最終的再整形のための切込み深さより
   も小さい切込み深さで旋削され、続いてこの旋削された
   部分の直径が測定されかつ相互に比較され、その後直径
   の小さい方の車輪に所属している旋削工具は切込み運動
   により最終的な再整形プロフィルのために必要な切込み
   深さにそして直径の大きい方の車輪に所属している旋削
   工具は切込み運動により同一量及びこれに直径差の半分
   だけ加えた切込み深さにセットされ両旋削工具の送り運
   動により一気に最終的車輪プロフィルに再整形されるこ
   とを特徴とする鉄道車両の車輪を再整形する方法。