CN103562588B - 车轮制动盘 - Google Patents

Abstract

设置在轨道车轮的轮体（1）的两侧上并用贯穿螺栓（3）固定的车轮制动盘，每个贯穿螺栓（3）的螺栓头部（4）设置在其中一个车轮制动盘（2）的凹陷部（6）内，并且旋拧到贯穿螺栓（3）上的螺母（5）设置在另一个车轮制动盘（2）的凹陷部（6）内，螺栓头部和螺母分别直接地或间接地支承在凹陷部的底面上，其中，每个凹陷部（6）具有直至底面的侧凹部（8）。

Description

车轮制动盘

技术领域

本发明涉及车轮制动盘。

背景技术

在已知的轨道车轮中，连接在轮体的两侧上的各车轮制动盘通过多个在圆周上分布的贯穿螺栓固定，这些贯穿螺栓穿过所述轮体，并且分别以其头部设置在其中一个车轮制动盘的凹陷部内，并且以旋拧在贯穿螺栓上的螺母设置在另一个车轮制动盘的凹陷部内。各车轮制动盘与轮体的连接可在轮毂区域、轮辐区域或轮缘区域中进行。

在高效的现代的车轮制动盘中，进行两个车轮制动盘在轮辐上的直接的螺栓连接。在螺栓连接的设计中力求达到最大可能的螺栓长度，这通过在螺栓头部之下或在螺栓头部和螺母之下使用套筒来实现。

另外已知的是，设置额外的形式为盘形弹簧的张力盘代替套筒，所述张力盘用于改善张紧的部件的柔性，以补偿由制动引起的螺纹连接部件的变形和瞬间发生的冲击。

然而这种有利的作用却要以可能显著缩短连接寿命的负面效应为代价，这使得在应用张力盘时，螺纹连接的数量及随之可能的安装费用倍增。

除此之外，所述张力盘限制了车轮制动盘的使用温度，因为所述张力盘不允许进行加热到超过其回火温度。否则会失去其弹簧作用并降低螺栓连接寿命。使用张力盘也会导致要装配的构件的总数增大，从而使误装配的风险明显增加。

此外，张力盘的应用要求相对大的凹陷部直径，这限制了具有小摩擦元件的刚性的或弹性的烧结衬片的使用可能性，特别是因为摩擦元件可能挂在孔边缘上并被毁坏。

虽然已建议在凹陷部内嵌进压入衬套以使所述孔直径最小化，然而这样制动盘只能承受小的热负荷，所以这种结构在实践中未经证实，也就是说未予实施。

除了真正的螺纹连接，大多数车轮制动盘具有用于在轮体上定心的元件，其形式例如为保持在所述轮体贯穿孔内的套筒，这些套筒各具有榫状地构造的末端，所述末端嵌入到摩擦盘的槽中。

原则上，各凹陷部的直径应尽可能小地设置，所述直径的大小正好可使得用于旋拧所述螺栓连接的工具能够进入，或者在使应用张力盘时，所述张力盘能够扩张。通过通向摩擦面的小开口，应使得对摩擦性能的妨碍尽可能少，并避免衬片元件的挂住。

所述凹陷部的底部通常尽可能高刚度地制造，也就是说，底部厚度在与相应车轮制动盘的贯穿孔的直径的关系中较大地选择。在此，柱形的凹陷部与贯穿孔的直径差的一半与底部厚度在无张力盘或弹簧元件的连接中优选小于1，由此得到几乎不挠曲的坚固的支承面。

在制动时，各车轮制动盘由于表面加热而遭受横截面上的翘曲，其导致贯穿螺栓的拉力负荷。在通常的具有坚固底部的实施方式中，由该负荷直接引起由变形和夹紧长度产生的螺栓附加力。这种翘曲可能高到使车轮制动盘在轮体上贴靠的支承面抬起。除了由翘曲产生的拉力，在制动过程中或由内应力产生的车轮制动盘的盘形变形/罩形变形也产生附加力作用到贯穿螺栓上。

发明内容

本发明的目的在于，进一步发展同类的车轮制动盘，在优化摩擦面的情况下提高贯穿螺栓的寿命并因此总体上改善轨道车轮的工作安全性。

上述目的通过设置在轨道车轮的轮体的两侧上并用贯穿螺栓固定的车轮制动盘实现，每个贯穿螺栓的螺栓头部设置在其中一个车轮制动盘的凹陷部内，并且旋拧到贯穿螺栓上的螺母设置在另一个车轮制动盘的凹陷部内，螺栓头部和螺母分别直接地或间接地支承在凹陷部的底面上，每个凹陷部具有直至底面的侧凹部。

通过本发明，螺纹连接的构件的柔性得到改善，也就是说，得到提高，以此使螺栓负荷得以显著降低，并使贯穿螺栓的寿命得以延长，而没有在使用张力盘或其他元件时存在的缺点。

所述摩擦面上的凹陷部的孔直径可一如既往地保持得非常小，并仅通过螺栓头部的或螺母的直径决定。

在侧凹部范围内的凹陷部与贯穿孔的直径差的一半与所述凹陷部的底部的厚度的比例经选择成大于1，优选如此程度减少所述底部厚度，使得在该范围内的车轮制动盘的热负荷及机械负载还能持久地承受。为了使应力集中最小化，从凹陷部的底部到侧凹部的柱形部分的过渡应通过尽可能大地选择的半径来进行。

如前所述，已知的车轮制动盘在制动时从中间向外向地翘曲，对贯穿螺栓上施加拉力负荷；或发生盘形变形/罩形变形，对贯穿螺栓施加拉力和弯曲负荷。现在通过本发明，柔性的底部可弹性地挠曲并在功能性上作用为弹簧元件。既使在高负荷时，车轮制动盘的螺栓连接区域仍基本保持与轮体接触。

通过提高的柔性，使得螺栓附加力明显降低，并使螺栓连接的寿命延长。另外，由螺栓连接区域受热膨胀产生的附加力通过相对薄的底部而降低。因此在总体上，实现使用寿命的显著提高和工作安全性的改善。

此外，本发明以少的制造技术耗费即可实现，其中可通过放弃额外构件例如张力盘或弹簧元件达到费用最小化。

另外，本发明的特点在于其亦能够与具有小摩擦元件的制动衬片相结合应用于各种类型的车轮制动盘。

在本发明的另外一种构思中可局部地减少底部厚度，为此，所述底部具有内侧的和/或外侧的同心的空隙。

按本发明的其他有利的构造，所述侧凹部与贯穿孔之间的直径差的一半与底部厚度的比例≥1。

按本发明的其他有利的构造，从所述侧凹部的底面到侧凹部的壁的过渡部是倒圆的。

按本发明的其他有利的构造，所述凹陷部的底部在其朝向侧凹部的一侧上和/或背向的一侧上具有厚度削弱部。

按本发明的其他有利的构造，所述厚度削弱部通过同心的空隙构成。

按本发明的其他有利的构造，所述侧凹部在其与贯穿孔背向的一侧上过渡至柱形区域。

附图说明

接着借助附图对本发明的实施例进行说明。

图1显示轨道车轮的局部的横截面图；

图2至4显示按本发明的车轮制动盘的各种实施例的横截面图。

具体实施方式

图1示出轨道车轮的局部图，其具有轮体1，所述轮体具有在径向上向内延伸的辐条10，各车轮制动盘2借助贯穿螺栓3固定在所述轮体的两侧上。在各个车轮制动盘2上为每个贯穿螺栓3设置凹陷部6，用于在一侧容纳螺栓头部4和在另一侧容纳螺母5，所述凹陷部过渡至朝向所述辐条10的贯穿孔12，所述凹陷部的底面邻接底部9，所述底部在另一侧构成支承面11，该支承面贴靠在轮体1的辐条10上。

按本发明，每个凹陷部6具有直至底面的侧凹部8，该侧凹部8在其与轮体1背向的一侧上过渡至柱形区域7，所述柱形区域为贯穿螺栓3构成***口，并且从车轮制动盘2的摩擦面16出发。

与所述侧凹部8的直径相比为较小的、柱形区域7的直径尽可能小地选择并且仅仅由螺栓头部4的或螺母5的和/或用于拧紧贯穿螺栓3的工具的相配公差决定。

如附图中清楚可见，所述底部9与侧凹部8的壁之间的过渡部13是明显倒圆的，以排除或最小化应力集中。

图2以零件图示出了车轮制动盘2的横截面，正如其在图1中可见处于装配位置；而图3和4各示出一个车轮制动盘的一种另外的实施例。此处，底部9具有同心的空隙14、15，所述空隙在图3所示的方案中设置在内侧上，即朝向侧凹部8的一侧上，而所述空隙15作为环形槽在外侧加工在所述支承面11中。

附图标记列表

1轮体

2车轮制动盘

3贯穿螺栓

4螺栓头部

5螺母

6凹陷部

7柱形区域

8侧凹部

9底部

10辐条

11支承面

12贯穿孔

13过渡部

14空隙

15空隙

16摩擦面

Claims (9)

1.设置在轨道车轮的轮体(1)的两侧上并用贯穿螺栓(3)固定的车轮制动盘，每个贯穿螺栓(3)的螺栓头部(4)设置在其中一个车轮制动盘(2)的凹陷部(6)内，并且旋拧到贯穿螺栓(3)上的螺母(5)设置在另一个车轮制动盘(2)的凹陷部(6)内，螺栓头部和螺母分别直接地或间接地支承在凹陷部的底面上，其特征在于：每个凹陷部(6)具有直至底面的侧凹部(8)。

2.根据权利要求1的车轮制动盘，其特征在于：所述侧凹部(8)与贯穿孔(12)之间的直径差的一半与所述凹陷部(6)的底部(9)厚度的比例≥1。

3.根据权利要求1的车轮制动盘，其特征在于：从所述侧凹部(8)的底面到侧凹部的壁的过渡部是倒圆的。

4.根据权利要求2的车轮制动盘，其特征在于：从所述侧凹部(8)的底面到侧凹部的壁的过渡部是倒圆的。

5.根据权利要求1至4之一的车轮制动盘，其特征在于：所述凹陷部(6)的底部(9)在其朝向侧凹部(8)的一侧上和/或背向的一侧上具有厚度削弱部。

6.根据权利要求5的车轮制动盘，其特征在于：所述厚度削弱部通过同心的空隙(14、15)构成。

7.根据权利要求1至4之一的车轮制动盘，其特征在于：所述侧凹部(8)在其与贯穿孔(12)背向的一侧上过渡至柱形区域(7)。

8.根据权利要求5的车轮制动盘，其特征在于：所述侧凹部(8)在其与贯穿孔(12)背向的一侧上过渡至柱形区域(7)。

9.根据权利要求6的车轮制动盘，其特征在于：所述侧凹部(8)在其与贯穿孔(12)背向的一侧上过渡至柱形区域(7)。