用于軌道車輛的輪盤的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種按在權(quán)利要求1的前序部分中詳細限定的類型的用于軌道車輛 的輪盤。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于軌道車輛的輪盤由普遍的現(xiàn)有技術(shù)所公知。它們典型地由繞轉(zhuǎn)動軸線運行的 輪轂以及專門用于在軌道上滾動的輪緣組成。位于中間的輪轂和位于外圓周上的輪緣在此 經(jīng)由所謂的輪輻彼此連接。沿徑向方向直地、斜地或彎曲地實施的輪輻典型地構(gòu)造為環(huán)繞 的盤。該輪輻尤其在很大程度上可以旋轉(zhuǎn)對稱的構(gòu)建，并且因此在每個徑向截面中都具有 同樣的或類似的輪廓。在本發(fā)明的意義下，輪廓在此可以理解為輪盤在徑向截面中側(cè)向限 定出的表面形狀。因此，直的輪盤具有由直線構(gòu)成的輪廓，彎曲的輪盤具有由S形或C形的 弧部構(gòu)成的輪廓。
[0003] 因此現(xiàn)在，尤其是從輪轂至輪輻的過渡曲線（尤其是在較小的輪盤的情況下）以 及作為對此的替選在輪輻與輪緣之間的過渡曲線承受很高的負載。為了對抗該高負載，需 要相應(yīng)的材料厚度或適當?shù)募庸げ襟E以強化在關(guān)鍵區(qū)域內(nèi)的材料。這是耗費且昂貴的，并 且在使用很大的材料厚度的情況下使得輪盤相應(yīng)地變重。
[0004] 為了解決該問題，由EP 0 794 872 Al公知的是，通過用于過渡部的復雜的結(jié)構(gòu)預 定使在輪盤中的應(yīng)力協(xié)調(diào)，從而可以以較少的材料厚度實現(xiàn)較高的強度。在此，該結(jié)構(gòu)特別 復雜，并且使用了五次（拋物線）函數(shù)用于過渡部的結(jié)構(gòu)。這一方面在結(jié)構(gòu)設(shè)計上并且另 一方面在制造中在編程方面是很耗費的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 現(xiàn)在，本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種用于軌道車輛的輪盤，其可以實現(xiàn)進一步改進 的強度，并且此外，其可以簡單且高效地設(shè)計和制造。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過具有在權(quán)利要求1的特征部分中的特征的輪盤來解決。 有利的設(shè)計方案由其余與之相關(guān)的從屬權(quán)利要求得出。
[0007] 在根據(jù)本發(fā)明的用于軌道車輛的輪盤中規(guī)定，在至少一個軸向側(cè)上，輪輻與輪轂 之間和/或輪輻與輪緣之間的其中至少一個過渡曲線在輪盤的每個徑向截面中被構(gòu)造成 能夠滿足下面的三個條件。原則上，過渡曲線通過貝塞爾曲線構(gòu)成。這種貝塞爾曲線是簡單 且高效的并且可以實現(xiàn)非常均勻的過渡部，該過渡部具有高強度并且在過渡部的整個區(qū)域 上具有非常好的應(yīng)力分布。該貝塞爾曲線在其一個端部上切線連續(xù)地（tangentenstetig) 過渡成輪輻的輪廓。此外，根據(jù)其構(gòu)成其中哪種過渡曲線，貝塞爾曲線在其另一端部上切線 連續(xù)地過渡成輪轂的輪廓和/或輪緣的輪廓。通過貝塞爾曲線切線連續(xù)地聯(lián)接到輪轂的 輪廓和/或輪緣的輪廓上，形成了可以非常簡單且高效地設(shè)計以及針對制造進行編程的結(jié) 構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可以以最小的材料投入通過使應(yīng)力分布均勻來實現(xiàn)輪盤的非常高的強度。
[0008] 在此，根據(jù)本發(fā)明的輪盤的一個有利的改進方案設(shè)置的是，貝塞爾曲線構(gòu)造為二 次或三次的貝塞爾曲線。在此，這種二次或三次的貝塞爾曲線具有如下優(yōu)點，即，其僅需要 三個或四個支撐點（主點和控制點），并且因此在計算方面特別簡單且高效。通過更高次的 貝塞爾曲線并沒有改進或僅不明顯地改進在機械負載性方面的效果，從而對于根據(jù)本發(fā)明 的輪盤來說，具有相應(yīng)的減少的計算耗費的二次或三次的貝塞爾曲線是特別有利的。
[0009] 此外，根據(jù)本發(fā)明的輪盤的一個特別有利的設(shè)計方案可以規(guī)定，貝塞爾曲線具有 兩個主點和一個或兩個控制點，其中，主點位于貝塞爾曲線切線連續(xù)地過渡成輪輻以及輪 轂或輪緣的輪廓的區(qū)域中，并且其中，兩個控制點位于切線連續(xù)的過渡部中在主點處的兩 條切線上。也就是說，根據(jù)本發(fā)明的形式為貝塞爾曲線的過渡曲線的這個特別有利的設(shè)計 方案是具有四個支撐點的三次貝塞爾曲線。在此，兩個主點剛好位于如下點中，在這些點 中，聯(lián)接輪廓終止并且貝塞爾曲線開始，或者貝塞爾曲線終止并且聯(lián)接輪廓開始。于是，兩 個控制點位于如下切線上，這些切線使切線連續(xù)的過渡部在兩個主點處相應(yīng)地延長。優(yōu)選 的是，控制點在此位于兩條切線的典型地始終出現(xiàn)的交點與主點之間。因此，以最小的計算 耗費可以實現(xiàn)具有輪輻與輪轂之間或輪輻與輪緣之間的非常穩(wěn)固的過渡部的輪盤。
[0010] 現(xiàn)在，在另一非常有利的設(shè)計方案中還規(guī)定，切線上的兩個控制點在切線的交點 中重合為一個控制點。通過以兩個控制點構(gòu)成剛好位于切線的交點上的共同的控制點的方 式直接選擇兩個控制點，進一步簡化了計算耗費，由此使結(jié)構(gòu)設(shè)計、編程和制造再次變得更 加高效。
[0011] 此外，在輪盤的另一非常有利的設(shè)計方案中規(guī)定，輪轂的緊接著貝塞爾曲線的輪 廓具有形式為直線的聯(lián)接輪廓，其相對于軸向方向以不為零的角度，尤其是大于5°的角度 延伸。因此，在這個非常有利的設(shè)計方案中，輪盤被構(gòu)造成使輪轂和輪緣并不居中地彼此相 疊，而是由斜地延伸的輪輻彼此連接，該輪輻在其整體形狀方面類似于截棱錐的周側(cè)面。這 對于可能要固定在輪輻上的附裝件來說在導入的力和/或結(jié)構(gòu)空間方面是重要的優(yōu)點。
[0012] 此外，在根據(jù)本發(fā)明的輪盤的一個有利的改進方案中規(guī)定，輪輻的緊接著貝塞爾 曲線的輪廓具有形式為弧部的聯(lián)接輪廓，這種切線連續(xù)地過渡成貝塞爾曲線的弧部尤其是 出現(xiàn)在彎曲的輪輻中，也就是在徑向截面中S形或C形延伸的輪輻中。而在其替選的設(shè)計 方案中規(guī)定，輪輻的緊接著貝塞爾曲線的輪廓具有形式為直線的外輪廓。
[0013] 在一個有利的設(shè)計方案中，輪輻沿輪緣的方向逐漸變細。不依賴于輪輻的例如經(jīng) 由直地或弧形地延伸的外輪廓的具體的設(shè)計方案，輪輻可以沿從輪轂至輪緣的方向逐漸變 細。該逐漸變細部相對于輪輻的中軸線的角度在此優(yōu)選可以大于0.5°。通常，該角度小 于20°，優(yōu)選小于15°。因此，在該范圍內(nèi)適當選定的角度可以實現(xiàn)從貝塞爾曲線至輪輻 的輪廓的非常均勻的切線連續(xù)的過渡部，并且因此減少了在輪輻的區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力峰值，從 而可以以最小的材料投入進一步提高強度。
[0014] 在一個非常有利的改進方案中，不依賴于聯(lián)接輪廓是構(gòu)造為直線還是構(gòu)造為弧 部，規(guī)定將貝塞爾曲線構(gòu)造成，在其中至少一個徑向截面中將用于容納元件和/或附裝元 件的聯(lián)接區(qū)域布置在輪輻上之前，使過渡成聯(lián)接輪廓的切線連續(xù)的過渡部結(jié)束。作為過渡 成輪輻的聯(lián)接輪廓的過渡曲線的貝塞爾曲線在其徑向延展方面選擇成，在設(shè)置附裝元件和 /或容納元件，例如用于制動盤的容納元件或其他要聯(lián)接在輪盤上的元件之前，在每種情況 下都使該貝塞爾曲線結(jié)束。這確保這種會干擾假想的貝塞爾曲線的走向的附裝元件和/或 容納元件不出現(xiàn)在貝塞爾曲線的區(qū)域內(nèi)。也就是說，貝塞爾曲線在其徑向延展方面被匹配 成使得由貝塞爾曲線實現(xiàn)的具有最好的強度特性的協(xié)調(diào)的過渡部不會被這種"干擾部位" 中斷。這確保了最好的強度。但是，也可以規(guī)定，在輪輻的足部區(qū)域中、在輪轂的材料中設(shè) 置有油擠出孔的或潤滑油孔，用以潤滑車橋上的輪轂。在此，這種孔在本發(fā)明的意義下不理 解為干擾部位。
【附圖說明】
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的輪盤的其他有利設(shè)計方案由下面參照附圖詳細描述的實施例得出。 其中：
[0016] 圖1示出輪盤的側(cè)視圖；
[0017] 圖2示出徑向穿過半個輪盤的徑向截面；
[0018] 圖3以類似于圖2中的圖示的圖示示出輪盤的多個可行的設(shè)計方案；以及
[0019] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的在輪轂與輪輻之間的過渡部的設(shè)計方案。
【具體實施方式】
[0020] 在圖1的圖示中可以純示例性地看出輪盤1的側(cè)視圖。這種輪盤1作為用于軌道 車輛的車輪使用。由在圖1中以II-II標記的可以在圖2中看出的截面詳細示出了該結(jié)構(gòu)。 圖2所示的結(jié)構(gòu)在此可以純示意性地用于說明輪盤的元件。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)稍后借助圖 4還將詳細闡述。在圖2的徑向截面中可以看出的是，輪盤1由包圍轉(zhuǎn)動軸線2的輪轂3組 成