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CN105579732B - 用于轨道轮制动器的摩擦环体和轨道轮制动器 - Google Patents

用于轨道轮制动器的摩擦环体和轨道轮制动器 Download PDF

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CN105579732B CN201480043301.0A CN201480043301A CN105579732B CN 105579732 B CN105579732 B CN 105579732B CN 201480043301 A CN201480043301 A CN 201480043301A CN 105579732 B CN105579732 B CN 105579732B
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Abstract

为了实现用于布置在轨道车辆的轨道轮(1)的轮辐(2)处的、以便形成轨道轮制动器(100)的摩擦环体(10)提出，摩擦环体(10)具有从平面金属材料中切出的摩擦环(11)和多个借助于材料配合的连接工艺布置在摩擦环(11)处的联接体(12，13)。

Description

用于轨道轮制动器的摩擦环体和轨道轮制动器
技术领域
本发明涉及一种用于布置到轨道车辆的轨道轮的轮辐处的、用于形成轨道轮制动器的摩擦环体，并且本发明也涉及这种轨道轮制动器。
背景技术
EP 1 460 283 A1例如示出了设置在用于轨道车辆的轨道轮的轮辐处以形成轨道轮制动器的摩擦环体。摩擦环体由铸钢制成并且具有模制件，摩擦环体利用模制件贴靠轮辐的表面。模制件还用于容纳贯穿螺钉，以便在将贯穿螺钉引导穿过轮辐中的孔的情况下将摩擦环体彼此旋紧。摩擦环体的所示出的几何形状在此仅利用相对耗费的成型方法在技术上能够有意义地制造。
用于布置在轨道轮的轮辐处的其他的摩擦环体在EP 1 298 333 B1和DE 44 17813 A1中示出。这种摩擦环体的铸造技术方面的制造需要技术上耗费的浇铸模具，尤其是当摩擦环体具有用于贴靠轨道轮的轮辐的模制件时并且当摩擦环体例如必须具有冷却肋片以便冷却摩擦环时。
发明内容
因此，作为本发明的目的，得到一种用于布置在轨道车辆的轨道轮的轮辐处的、用于形成轨道轮制动器的摩擦环体的改进方案，摩擦环体应能简单地制造。特别地，摩擦环体应以简单的方式配设有联接体，其中联接体尤其应形成冷却体和/或连接体，经由冷却体和/或连接体能够将摩擦环联接到轮辐处。
本发明包括如下技术教导，摩擦环体具有一个从平面金属材料中切出的摩擦环和多个借助于材料配合的连接工艺布置到摩擦环处的联接体。
因此本发明提出摩擦环体，其能够以二维的制造方法制造，使得提供平面金属材料、例如平面钢材料或平面铝材料已经足以从平面金属材料中二维地切出具有所需要的轮廓的摩擦环体。用于从平面金属材料中切出摩擦环体的切出方法能够涉及已知的方法，如激光束切割方法、水射流切割方法或热分离方法或剪切方法，平面金属材料例如能够作为成卷状片材或连续产品提供。以该方式，根据本发明，摩擦环体能够在不应用铸造方法的情况下以最简单的方式提供，其中摩擦环体和切割面、即至少外轮廓和内轮廓必要时能够机械地再加工。在此，决定性的优点是：能够将联接体作为单独部件提供，并且联接体借助于材料配合的连接工艺布置到摩擦环处。
联接体能够不同类型地实施并且满足不同的功能。例如，联接体能够形成冷却体，通过冷却体在将摩擦环体布置到轮辐处时能够在摩擦环和轮辐之间构成冷却空气流。此外，联接体能够形成连接体，经由连接体将摩擦环联接到轮辐处。在此，连接体也能够满足冷却功能。因此，能够设有如下联接体，其作为冷却体仅布置在摩擦环的表面处并且具有到轮辐的表面的间距。连接体在此相反地从摩擦环的表面延伸到连接部的表面处。冷却体能够片状地以矩形、半圆形、梯形或任何其他有利的形状设计，并且冷却体构成平面的片状的体，冷却体能够优选地在径向方向上扇状延伸地布置在摩擦环的内侧处。
特别有利地，在联接体和摩擦环之间的材料配合的连接通过钎焊连接或熔焊连接形成。联接体还有摩擦环能够从平面金属材料、尤其从平面钢材料或从平面铝材料中切出。因此，根据本发明，摩擦环体与其主要的组成部分、即摩擦环和联接体从平面金属材料中切出，由此根据本发明实现尤其简单和成本适宜的制造可行性。在此，联接体不必强制性地具有平面状的延伸，该延伸大于联接体的厚度。联接体能够立方体状、块状、柱体状、梯形状地或金字塔状等类似地构成，其中联接体的边界优选以切割方法制造。联接体在此利用形成了平面金属材料表面的表面安置到摩擦环体的表面处并且必要时安置到轨道轮的轮辐的表面处。可能具有较差的尺寸精度和表面质量的所切割的表面能够用作为自由表面，其中自由表面也能够为了提高表面质量而再加工。
摩擦环和/或联接体例如能够借助于激光束切割方法、水射流切割方法或热分离方法从板材中切出。原则上也能够设想，摩擦环和/或联接体以剪切方法制造。其他主要的优点由此产生，即为了提供摩擦环和为了提供联接体能够考虑不同的材料。因此，用于摩擦环的平面金属材料例如能够是磨损优化的材料，相反，用于形成联接体的平面金属材料能够尤其更低廉。此外，能够使用如下优点，其通过应用轧制的平面金属材料得出，该平面金属材料例如通过轧制过程在其制造中已经高度压缩并进而能够完全实现具有比在铸造材料中更高的冷作硬化。
根据摩擦环体的另一有利的实施方式，联接体能够安置在摩擦环的平坦的表面上，或者设置成，联接体至少部分地伸入到摩擦环的凹处或孔中。在此，联接体优选形成连接体，其中当连接体装入到凹处或孔中时，才可能能够取消在联接体和摩擦环之间的材料配合的连接，因为通过将联接体装入到孔中已经产生了形状配合。
联接体能够优选地具有切向的、通道形的凹陷部，凹陷部借助于空气流动实现联接体的对流冷却，因为联接体布置在摩擦环和轮辐之间的气隙中。具有切向的、通道形的凹陷部的联接体在此优选能够形成连接体。
也能够提出，联接体具有带有径向伸展的、尤其平面平行的侧面的凹陷部。对此，能够设有引导元件，引导元件优选借助于夹紧套筒形状配合地保持在轨道轮处，并且引导元件在联接体的径向凹陷部中滑动地引导。因此，通过在引导元件和轮辐之间通过夹紧套筒形成第一形状配合的方式，在轮辐和摩擦环之间形成形状配合的连接，并且通过将引导元件受引导地容纳在联接体中的径向延伸的凹陷部中，形成另一形状配合。联接体本身在此又能够形状配合地引入摩擦环的孔中或凹处中。在联接体中在径向方向上引导引导元件的特别的优点在于，通过热膨胀在摩擦环中实现小的运动，而没有造成摩擦环在轮辐的布置中的过度张紧。
本发明的目的同样通过一种具有轨道轮的轨道轮制动器来实现，轨道轮制动器具有轮毂和带有滚动面的轮圈，其中轮辐在轮毂和轮圈之间延伸，并且其中，在轮辐的两侧处将摩擦环体布置在轮辐处。在此提出，摩擦环体分别具有一个从平面金属材料中切出的摩擦环和多个借助于材料配合的连接工艺布置在摩擦环处的联接体。
为了将摩擦环与轮辐连接，能够设有螺旋元件，并且利用螺旋元件能够将在轮辐的两侧处的摩擦环彼此夹紧。在此，能够使连接体处于具有螺旋元件和摩擦环的夹紧组合体中。因此，螺旋元件用作为拉杆，其中螺旋元件能够具有螺钉头部和螺钉螺母，螺旋头部和螺钉螺母能够形状配合地装入到连接体中，并且螺旋杆延伸穿过引入在轮辐中的孔。因此，螺钉头部和/或螺钉螺母位于摩擦环的摩擦表面之下，轨道轮制动器的制动块能够未受阻碍地滑动在摩擦表面上。
此外，能够提出，螺旋元件引导穿过夹紧套筒，其中螺旋元件具有螺旋杆，螺旋杆在穿过夹紧套筒的贯穿区域中具有比夹紧套筒的内直径更小的直径。因此，在夹紧套筒内实现螺旋元件在例如径向方向上或周向方向上的少量的运动，例如在摩擦环热膨胀时。因此，摩擦环的热膨胀不引起过度张紧，该热膨胀产生直径增长并进而产生螺旋元件在夹紧套筒内的漂移。例如，为了补偿摩擦环的热膨胀，能够进行螺旋元件在夹紧套筒之内的在径向方向上的运动。
附图说明
下面共同地利用对本发明的优选实施例的说明根据附图详细阐述改进本发明的其他的措施。其示出：
图1示出贯穿具有轨道轮的轨道轮制动器的上半部的横截面视图，并且在轨道轮处两侧地布置摩擦环体，摩擦环体设计为具有本发明的特征，
图2示出轨道轮制动器在未装配布置中的活动的视图，
图3a示出具有联接体的轨道轮制动器的横截面图，联接体根据第一实施方式布置在摩擦环处，
图3b示出具有联接体的轨道轮制动器的横截面图，联接体根据第二实施方式布置在摩擦环处，
图3c示出具有联接体的轨道轮制动器的横截面图，联接体根据第三实施方式布置在摩擦环处，
图4示出连接体的透视图，和
图5示出引导元件的透视图。
具体实施方式
图1示出具有轨道轮1的轨道轮制动器100的实施例，并且根据本发明设计的摩擦环体10布置在轨道轮1处。轨道轮制动器100具有轮辐2，轮辐大致盘形地在径向平面中在轮毂3和轮圈4之间延伸，并且在轮圈4处存在滚动面5，滚动面在右侧过渡到轮缘6中。轨道轮1因此构造用于在轨道上滚动并且能够是轨道车辆的行驶机构的组成部分。轨道轮1在此设有摩擦环体10，并且设有未示出的摩擦块，为了对轨道轮1进行制动，摩擦块与摩擦环体10在外侧接触。
摩擦环体10设计为环形地围绕轨道轮1的轴线并且如下地确定尺寸，即摩擦环体10在其于轮毂3和轮圈4之间径向延伸的区域中能够布置在轮辐2处。摩擦环体10具有摩擦环11，轨道轮制动器100的制动块(未示出)能够压向摩擦环。此外，摩擦环体10包括联接体12和13，并且联接体12和13布置在摩擦环11的内表面14上，内表面指向朝着轮辐2的方向并且形成摩擦环11的摩擦面的相对置的表面。
联接体12设计为冷却体12并且伸入到气隙26中，而没有接触轮辐2的表面。冷却体12在此构成为片状的并且材料配合地联接在摩擦环12的表面14上。
联接体13形成连接体13，连接体装入在摩擦环11的表面14和轮辐2的表面之间。在此，联接体13平面地套装或形状配合地装入到摩擦环11的表面14中的凹处27中，并且能够在该凹处中还材料配合地与摩擦环11连接。
摩擦环11和联接体12和13分别从平面金属材料切出，例如通过借助于激光束切割方法、水射流切割方法或热分离方法切出。
螺旋元件16延伸穿过轮辐2，螺旋元件装入到连接体13中的容纳凹处中并且在轮辐2的两侧上的连接体13彼此连接。通过利用螺旋元件16形成的连接，摩擦环体10形状配合地保持在轨道轮1的轮辐2处。
在轮辐2的右侧上，连接体13实施成具有凹陷部18，该凹陷部在轨道轮1的径向方向上延伸。在凹陷部18中引入引导元件20，引导元件经由夹紧套筒21形状配合地与轮辐2连接。通过沿着径向方向延伸的凹陷部18，引导元件20能够在凹陷部18中滑动，以便能够补偿例如通过热效应引起的摩擦环11的径向移位，其中引导元件20通过夹紧套筒21位置固定地保持布置在轮辐2处。
螺旋元件16具有螺旋杆22，螺旋杆具有比夹紧套筒21的内直径更小的外直径。因此，在摩擦环11径向膨胀时不产生应力，应力能够引起螺旋元件16位置中的漂移。
引导元件20在连接体13中的凹陷部18中的布置仅在右侧上示出，并且具有螺旋元件16和夹紧套筒21的多个螺旋连接部连同引导元件20一起能够以在轨道轮1的圆周上分散的方式设置。引导元件20和夹紧套筒21的布置在此能够交替地布置在左侧和右侧上。
图2示出具有轨道轮1的轨道轮制动器100的分解图，并且以活动的布置以距轨道轮1间隔开地示出在两侧上的摩擦环体10。在摩擦环体10的下视图中可见联接体12和13，联接体一个实施成冷却体12并且一个实施成连接体13。此外示出螺旋元件16，以便将摩擦环体10彼此连接，并且以便将其联接到轨道轮1处。通过下部的摩擦环11的内侧视图，示出具有凹陷部18的连接体13，引导元件20能够装入到该凹陷部中，此外示出夹紧套筒21，夹紧套筒能够装入到轮辐2的孔中。对于摩擦环体10的详细的设计方案，在下面的附图3a、3b和3c中示出多个变体，如在下面描述的。
图3a、3b和3c分别示出具有轨道轮1、在轮毂3和轮圈4之间的径向延伸平面中的轮辐2的轨道轮制动器100。在此，具有相应的摩擦环11和联接体12和13的摩擦环体10布置在轮辐2的两侧上。
图3a示出一个实施变体，其中，连接体13平坦地施加在摩擦环11的内表面14上。为了固定连接体13，连接体能够材料配合地施加在表面14上，例如通过熔焊方法或通过钎焊方法施加。以相同的方式，冷却体12能够施加在表面14上。
图3b示出用于将连接体13与摩擦环11连接的实施变体，其中在表面14上设置有凹处27，连接体13引入到该凹处中，使得连接体13和摩擦环11之间除了未详细示出的材料配合的连接之外还形成形状配合。在轮辐2的右侧上，连接体13示例地示出具有凹陷部18，该凹陷部通过凹陷部的侧面19限界，并且能够识别的是，凹陷部18在径向方向上在轮毂3和轮圈4之间延伸。
图3c最后示出用于形成连接体13和摩擦环11之间的连接的实施变体，在连接中在摩擦环11中引入孔15，连接体13延伸穿过孔并且与连接环11的外表面齐平。由此除了未示出的材料配合的连接之外，同样形成在连接体13和摩擦环11之间的形状配合的连接。该实例示出在轮辐2的左侧上的具有侧面19的凹陷部18，而在右侧上的连接体13未示出凹陷部。
图4示出具有凹陷部18的连接体13的透视图，凹陷部通过两个侧面19侧向地限界，并且根据图5的引导元件20能够引入到凹陷部18中。连接体13具有螺钉穿引部24，并且引导元件20具有用于容纳夹紧套筒21的孔25，其中夹紧套筒21的内直径具有比螺旋元件16的螺旋杆22更大的直径，对此参见图1。连接体13中的螺钉穿引部24在此能够形成与螺旋元件16的端部侧的直径区域的配合，使得防止螺旋元件16相对于连接体13的相对运动。
为了在连接体13中的凹陷部18中滑动引导元件，引导元件20通过侧向的引导面23限界，引导面在连接体13中的凹陷部18的侧面19上引开。
本发明在其实施上不局限于上述优选的实施例。更确切地说，能够考虑多种变体，其来自所示出的解决方案也在基本上不同类型的实施方案中使用。全部从说明书或附图中得出的特征和/或优点包括结构上的细节、空间布置和方法步骤能够不仅本身单独地也能够以不同组合的方式而对于本发明是重要的。
附图标记列表
100 轨道轮制动器
1 轨道轮
2 轮辐
3 轮毂
4 轮圈
5 滚动面
6 轮缘
10 摩擦环体
11 摩擦环
12 联接体，冷却体
13 联接体，连接体
14 表面
15 孔
16 螺旋元件
17 凹陷部
18 凹陷部
19 侧面
20 引导元件
21 夹紧套筒
22 螺旋杆
23 引导面
24 螺钉穿引部
25 孔
26 气隙
27 凹处。

Claims (23)

1.一种用于布置到轨道车辆的轨道轮(1)的轮辐(2)处的、以便形成轨道轮制动器(100)的摩擦环体(10)，其中，所述摩擦环体(10)具有一个从平面金属材料中切出的摩擦环(11)和多个借助于材料配合的连接工艺布置到所述摩擦环(11)处的联接体(12，13)，其特征在于，所述联接体(13)具有带有平面平行的侧面(19)的径向的凹陷部(18)，并且设有引导元件(20)，所述引导元件形状配合地保持在所述轨道轮(1)处，并且所述引导元件滑动地引入到所述联接体(13)的径向的凹陷部(18)中。
2.根据权利要求1所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述摩擦环(11)从平面钢材料或平面铝材料中切出。
3.根据权利要求1或2所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述联接体形成冷却体，通过所述冷却体在将所述摩擦环体(10)布置到所述轮辐(2)处时能够在所述摩擦环(11)和所述轮辐(2)之间构成冷却空气流。
4.根据权利要求1或2所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述联接体形成连接体，经由所述连接体将所述摩擦环(11)联接到所述轮辐(2)处。
5.根据权利要求3所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述联接体形成连接体，经由所述连接体将所述摩擦环(11)联接到所述轮辐(2)处。
6.根据权利要求1或2所述的摩擦环体(10)，其特征在于，在所述联接体(12，13)和所述摩擦环(11)之间的材料配合的连接具有钎焊连接或熔焊连接。
7.根据权利要求5所述的摩擦环体(10)，其特征在于，在所述联接体(12，13)和所述摩擦环(11)之间的材料配合的连接具有钎焊连接或熔焊连接。
8.根据权利要求1或2所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述联接体(12，13)从平面金属材料中切出。
9.根据权利要求7所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述联接体(12，13)从平面金属材料中切出。
10.根据权利要求9所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述联接体(12，13)从平面钢材料或从平面铝材料中切出。
11.根据权利要求1或2所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述摩擦环(11)和/或所述联接体(12，13)借助于激光束切割方法、水射流切割方法或热分离方法从平面金属材料中切出。
12.根据权利要求10所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述摩擦环(11)和/或所述联接体(12，13)借助于激光束切割方法、水射流切割方法或热分离方法从平面金属材料中切出。
13.根据权利要求1或2所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述联接体(12，13)放置在所述摩擦环(11)的平坦的表面(14)上，或者所述联接体(12，13)至少部分地伸入到所述摩擦环(11)的孔(15)中。
14.根据权利要求12所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述联接体(12，13)放置在所述摩擦环(11)的平坦的表面(14)上，或者所述联接体(12，13)至少部分地伸入到所述摩擦环(11)的孔(15)中。
15.根据权利要求1或2所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述联接体具有通道形的凹陷部(17)，所述通道形的凹陷部借助于空气流动实现对所述联接体的对流冷却。
16.根据权利要求14所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述联接体具有通道形的凹陷部(17)，所述通道形的凹陷部借助于空气流动实现对所述联接体的对流冷却。
17.根据权利要求16所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述通道形的凹陷部是切向的凹陷部。
18.根据权利要求1或2所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述引导元件借助于夹紧套筒(21)保持在所述轨道轮(1)处。
19.根据权利要求16所述的摩擦环体(10)，其特征在于，所述引导元件借助于夹紧套筒(21)保持在所述轨道轮(1)处。
20.一种具有轨道轮(1)的轨道轮制动器(100)，所述轨道轮制动器具有轮毂(3)和具有滚动面(5)的轮圈(4)，其中，轮辐(2)在所述轮毂(3)和所述轮圈(4)之间延伸，并且其中，在所述轮辐(2)的两侧处将摩擦环体(10)布置在所述轮辐(2)处，其中，所述摩擦环体(10)分别具有一个从平面金属材料中切出的摩擦环(11)和多个借助于材料配合的连接工艺布置到所述摩擦环(11)处的联接体(12，13)，所述联接体(13)具有带有平面平行的侧面(19)的径向的凹陷部(18)，并且设有引导元件(20)，所述引导元件形状配合地保持在所述轨道轮(1)处，并且所述引导元件滑动地引入到所述联接体(13)的径向的凹陷部(18)中。
21.根据权利要求20所述的轨道轮制动器(100)，其特征在于，设有螺旋元件(16)，利用所述螺旋元件使在所述轮辐(2)的两侧上的所述摩擦环(11)彼此夹紧，并且其中所述联接体形成连接体，经由所述连接体将所述摩擦环(11)联接到所述轮辐(2)处，至少将所述连接体布置在具有所述螺旋元件(16)的夹紧组合件中。
22.根据权利要求21所述的轨道轮制动器(100)，其特征在于，所述螺旋元件(16)引导穿过夹紧套筒(21)，其中，所述螺旋元件(16)具有螺旋杆(22)，所述螺旋杆在穿过夹紧套筒(21)的贯穿区域中具有比所述夹紧套筒(21)的内径更小的直径。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的轨道轮制动器(100)，具有根据权利要求1至19中任一项所述的摩擦环体(10)。
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