TW201410499A - 用於軌道車輛之彈性輪 - Google Patents

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Abstract

本發明關於用於軌道車輛之彈性輪，其由踏面(1)和輪心(2)所形成而界定出用於***彈性體的箱體，該彈性體則被藉由附接螺栓(4)而相對於輪心(2)所穩固的維持環(3)壓縮，以及其中彈性體是由多個V形彈性塊(5)所形成，其具有分別屬於輪心(2)和維持環(3)的二斜向壁而相對於輪軸(R)形成在48°和52°之間的角度，以及其中斜向壁終結於V形彈性塊(5)之頂點支撐處的個別傾斜截面，該等傾斜截面相對於輪軸(R)而形成在2°和10°之間的角度。

Description

用於軌道車輛之彈性輪
本發明關於用於軌道車輛之彈性輪，其特別設計用於都市軌道車輛，例如軌道電車、地下鐵或輕軌。
彈性輪通常係用於主要在都市環境中行駛的軌道電車或其他類型的軌道車輛。這些輪子係為了減緩滾動所引起的震動和盡可能減少產生的噪音而設計。
彈性輪傳統上是由彈性體所形成，該彈性體係呈單一環塊或一組個別塊的形式，其***界定在踏面、輪心、壓縮彈性體靠著輪心的環之間的箱體中。該環典型而言是藉由一組鎖定栓而固定於輪心。
將彈性體配置在環、輪心、踏面之間界定的箱體中所企求的目的是要達到適當的可撓性和震動阻尼關係。
市場上有廣泛的這類彈性輪，例如德國專利第3,328,321號所述者，舉例而言，其揭示的彈性輪具有由一組橡膠塊所形成的彈性體，它們幾乎水平的配置於界 定在踏面、輪心、維持環之間的箱體中。於此例，彈性體是呈極開放的V形而相對於水平線呈約15°的角度，而水平線係理解為大約平行於輪軸的線。
此種彈性輪在軸向上的剛性為低，這是因為彈性體在該方向上係在剪力下工作。輪子的低軸向剛性對於列車的動態行為有負面影響，並且可以由於彈性體在服務期間承擔高度變形而使彈性體過早劣化。
為了改善此種彈性輪在軸向上的剛性，世界專利公告案第9520499號文件是已知的，該文件提議將金屬部件***彈性體中，如此它們在軸向壓縮下工作。就這意義來看，歐洲專利第679,540號也是已知的，該專利描述由披覆橡膠之金屬塊所形成的彈性體，而金屬塊插置在僅由橡膠所形成的塊體之間。
這二種解決方案藉由硬化彈性體但減少彈性體的量而改善彈性輪在軸向上的剛性，也損失了部分的阻尼性質，並且因此降低了噪音衰減(這是彈性輪所固有的一項特色)。此外，它們是複雜的解決方案而增加了製造橡膠塊和彈性輪的成本。
另一種彈性輪係於歐洲專利第489,455號中提出，其中V形彈性體係***界定在踏面、輪心、維持環之間的箱體中而相對於水平線呈60°的角度。雖然這解決方案確保了夠高的軸向剛性，但是它有複雜的幾何型態而衝擊了製造成本。於此解決方案，彈性體是由單一環塊所形成而由附接輪心和環的螺栓所貫穿。這解決方案須要為每 種新的彈性輪設計製造模子。此外，它是相當不多方面適用的解決方案，因為輪子直徑改變就須要開發特定的模子以製造單一的環塊。另一方面，凹槽必須做出複雜的幾何型態以確保彈性體和金屬部分之間有穩健的附接，這影響了車削金屬部分的成本。
另一種彈性輪的解決方案係於德國專利第2,428,078號所提出，其具有的彈性體是由實際上彼此平行的二環塊所形成。於此例，因為彈性體材料在輪子的徑向上是在剪力下工作，所以徑向剛性比較小。此種彈性輪係設想用於輪子受到低負載之極特定的用途。
因此必須提供具有簡單、經濟的結構並且確保良好軸向和徑向剛性特徵的彈性輪。
本發明提出的彈性輪可以應用於都市環境的軌道車輛，例如地下鐵、軌道電車或輕軌。
本發明的這種彈性輪物體是由踏面和輪心所形成而界定出用於***彈性體的箱體，該彈性體則被藉由附接螺栓而附接於輪心的維持環所壓縮，並且彈性體是由多個V形彈性塊所形成。
界定在踏面、輪心、維持環之間而當中壓縮彈性塊的箱體具有分別屬於輪心和維持環的二斜向壁而相對於水平線形成在48°和52°之間的角度，並且較佳而言是50°的角度。另一方面，輪心和維持環的斜向壁終結於 V形彈性塊之頂點支撐處的個別傾斜截面，該等傾斜截面相對於水平線而形成在2°和10°之間的角度。
因此獲得簡單、低成本的彈性輪，其較佳而言可以應用於它所想要的功能，而確保良好的軸向和徑向剛性狀況。
1‧‧‧踏面
2‧‧‧輪心
2.1‧‧‧斜向壁
2.2‧‧‧傾斜截面
3‧‧‧維持環
3.1‧‧‧斜向壁
3.2‧‧‧傾斜截面
4‧‧‧附接螺栓
5‧‧‧V形彈性塊
R‧‧‧輪軸
α‧‧‧角度
β‧‧‧角度
圖1顯示根據本發明之彈性輪的部分截面圖。
圖2是當中引入彈性體之箱體的放大細節。
圖3顯示彈性輪的側視圖。
圖1顯示形成本發明彈性輪物體之一組元件的截面圖。彈性輪具有繞著輪軸(R)所產生之旋轉體的形式，並且由踏面(1)(其係輪子接觸運行軌道的部分)和輪心(2)或輪轂所構成。
箱體係界定在踏面(1)和輪心(2)之間而於當中***在壓縮下的彈性體，該彈性體係藉由附接螺栓(4)而附接於輪心(2)的環(3)所維持，該附接螺栓不安擾彈性體並且位在它底下。維持於箱體中的彈性體是由完全彈性材料做的多個V形塊(5)所形成，其提供相當的阻尼能力給輪子。
當中壓縮彈性塊(5)的箱體是由分別屬於輪心(2)和維持環(3)的二斜向壁(2.1，3.1)所界定，該等斜向壁 (2.1，3.1)的每一者具有相對於水平線在48°和52°之間的角度(α)，較佳而言是50°的角度(α)，這允許確保彈性輪有良好的軸向和徑向剛性，而水平線係理解為平行於輪軸(R)的線。
此外，輪心(2)和維持環(3)的斜向壁(2.1，3.1)終結於個別的傾斜截面(2.2，3.2)，該等傾斜截面相對於水平線而形成在2°和10°之間的角度(β)。V形彈性塊(5)的頂點則支撐在輪心(2)和環(3)的這些傾斜截面(2.2，3.2)上，使得由於它們之間所界定之稍呈圓錐形區域的結果而便於彈性塊(5)的組合和拆解。彈性塊(5)因此均質的座落於輪心(2)中，並且組件中之維持環(3)所施加的壓縮應力也是均質的。傾斜截面(2.2，3.2)所界定的這區域也避免彈性塊(5)的材料發生摺疊。
以彈性塊(5)的這種配置來說，其侷限在踏面(1)與輪心(2)和環(3)的斜向壁(2.1，3.1)和傾斜截面(2.2，3.2)之間，確保有每毫米40千牛頓的最小軸向剛性，轉而確保了足以在服務期間承受大負載的徑向剛性。
相對於具有單一環塊的彈性輪解決方案來看，使用彈性塊(5)則提供相當多方面的適用性和極大的競爭優勢。事實上，它能夠顯著修改輪子設計而不必製造新的模子；並且由於它包括足夠數目的彈性塊(5)，故服務行為係等同於具有單一環塊的解決方案。
此外，於組裝配置，彈性塊(5)相對於其原始尺寸而壓縮在20%和30%之間，此高程度壓縮確保該彈性 塊(5)與踏面(1)、輪心(2)和維持環(3)的金屬部分之間有穩健的附接。類似的避免了服務期間在部件之間所不想要的移動，而不必於金屬部分中車削出複雜的凹槽。
1‧‧‧踏面
2‧‧‧輪心
3‧‧‧維持環
4‧‧‧附接螺栓
5‧‧‧V形彈性塊
R‧‧‧輪軸

Claims (3)

  1. 一種用於軌道車輛之彈性輪，其由踏面(1)和輪心(2)所形成而界定出當中***彈性體的箱體，該彈性體則被藉由附接螺栓(4)而相對於該輪心(2)所穩固的維持環(3)壓縮，以及其中該彈性體是由多個V形彈性塊(5)所形成；該彈性輪的特徵在於界定在該踏面(1)、該輪心(2)、該維持環(3)之間而當中壓縮該彈性塊(5)的該箱體具有分別屬於該輪心(2)和該維持環(3)的二斜向壁(2.1，3.1)而相對於輪軸(R)形成在48°和52°之間的角度(α)；並且該彈性輪的特徵在於該等斜向壁(2.1，3.1)終結於該等V形彈性塊(5)之頂點支撐處的個別傾斜截面(2.2，3.2)，該等傾斜截面(2.2，3.2)相對於該輪軸(R)而形成在2°和10°之間的角度(β)。
  2. 根據申請專利範圍第1項之用於軌道車輛之彈性輪，其中相對於該輪軸(R)而由該輪心(2)和該維持環(3)之該等斜向壁(2.1，3.1)所形成的該角度(α)是50°。
  3. 根據申請專利範圍第1項之用於軌道車輛之彈性輪，其中該彈性塊(5)相對於組裝配置的原始尺寸而壓縮在20%和30%之間。
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