用于车辆的车轮组的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种用于车辆、尤其是用于轨道车辆行驶机构的车轮组，所述车轮组具有第一车轮、第二车轮以及车轮组轴，其中，所述车轮组轴包括至少一第一节段、一第二节段和一第三节段，并且其中，第二节段在一侧与至少第一节段并且在另一侧与第三节段材料锁合地连接。


背景技术：

[0002]
车轮组轴必须在车轮之间传递力并必须能够实现车轮组部件（例如驱动部件和制动部件等）在车轮组上的布置。此外，高的构件安全性和运行安全性、小质量、高使用寿命以及小成本是设计目标。例如，欧洲标准（en）13261描述了材料（化学成分）和机械特征方面的针对车轮组轴的要求和检查方法。
[0003]
ep 2 069 180 b1描述了一种用于轴装式电驱动机的两部件或三部件的车轮组轴。该机器的转子的叠片组被布置在车轮组轴中间节段的外壳面上。中间节段被构造为空心轴。第一边缘节段以及第二边缘节段与中间节段连接。将车轮布置在第一边缘节段和第二边缘节段上。第一边缘节段和第二边缘节段包括用于车轮组轴超声检查的纵向钻孔。纵向钻孔的直径小于空心中间节段的内直径。车轮组轴的各个节段借助摩擦焊接技术来固定连接。
[0004]
此外，在ru 2 255 014 c1中公开了一种具有驱动单元的机车的空心车轮组轴。车轮组轴被填充润滑剂，该润滑剂通过径向通道被输送给马达轴承。
[0005]
此外，jp 2011-46243 a描述了一种用于轨道车辆的行驶机构框架的裂纹识别系统。行驶机构框架包括两个纵承载件，它们具有纵承载件空心腔、阀和压力传感器。纵承载件空心腔通过连接钻孔与横承载件空心腔连接。借助于泵将气体注入空心腔中并根据压力状态识别出行驶机构框架中的裂纹。
[0006]
de 876 697 c示出尤其用于轨道车辆的空心轴，所述空心轴包括不同的节段。这些节段具有不同几何形状的空心腔。在节段之间的过渡区域中设置有用于车轮轮毂的支座。用于连接节段的焊缝被居中地设置在这些支座上。
[0007]
de 10 2006 047 186 a1公开了一种车轮组轴，该车轮组轴具有空心节段，在该空心节段上布置有驱动马达。此外，设置有利用其可以使多个车轮连接的边缘节段。
[0008]
在de 195 06 678 a1中示出用于轨道车辆的车轮组，所述车轮组具有车桥颈和中间管。车轮布置在车桥颈与中间管之间，并借助于拉杆被夹紧。此外，制动盘与中间管连接。
[0009]
此外，de 639 418 c示出一种无轮毂的车轮组，其中，空心的车桥腿部直接过渡到车轮接片的顶端壁和后壁中并且轮圈与车轮接片连接，车轮接片朝外封闭。
[0010]
此外，在de 850 758 c中示出用于具有空心车桥的轨道车辆的车轮组，所述空心车桥在其端部的区域中被实施为喇叭状屈曲，其中，从所述喇叭状屈曲部中形成车轮的基体。该基体的上侧面与车轮接片的下侧面焊接。
[0011]
gb 2 073 118 a描述了一种用于轨道车辆的轻型结构车轮组，在所述轻型结构车
轮组中，管状的节段与边缘区段连接。边缘区段具有轴承支座、用于车轮的支座以及轴向钻孔，在制造过程期间产生的焊接气体可以通过该轴向钻孔排出。
[0012]
在de 864 408 c中公开了一种用于轨道车辆空心车桥的制造方法，在所述制造方法中，三个管状的车桥节段彼此连接。中间节段上的轮毂支座借助于对该中间节段进行镦锻和扩孔来产生。边缘节段借助于电性对接焊接与中间节段连接。
[0013]
此外，gb 746,197 a示出了具有车轮轮毂支座的空心轴节段和与其连接的车轮，所述车轮具有双壁的、凸形的并且空心地实施的车轮接片。
[0014]
此外，由现有技术已知由锻造坯件制成的具有空心钻孔的车轮组轴。然而，在车轮组轴中实施空心钻孔的情况下，尤其在轴直径大的情况下会产生高的材料损失。


技术实现要素：

[0015]
本实用新型的任务在于，给出一种相对于现有技术进一步改进的车轮组。
[0016]
根据本实用新型，该任务通过开头所述类型的车轮组解决，其中，从至少第一节段、第二节段和第三节段中，至少一个节段被构造为空心轴并可以填充流体，其中，至少一个第一开口设置有至少一个阀以及至少一个压力传感器。由此获得车轮组轴的模块化的并且符合负荷要求的实施方案。例如，第二节段可以由与第一节段和第三节段不同的原料制成，具有不同的几何形状或不同的维度。这使得能够识别车轮组轴的损坏（例如穿透裂纹）并因此获得提高的运行安全性以及维护和保养上的优点。
[0017]
有利的是，第一车轮在至少第一节段上以及在第二节段上与至少第一节段和第二节段重叠地布置，并且第二车轮在第二节段上以及在第三节段上与第二节段和第三节段重叠地布置。通过将第一车轮布置在第一节段和第二节段之间的第一过渡区域中并将第二车轮布置在第二节段和第三节段之间的第二过渡区域中，获得了第一过渡区域和第二过渡区域的有利的覆盖。第一过渡区域和第二过渡区域被保护免受环境影响和腐蚀等。
[0018]
如果从至少第一节段、第二节段和第三节段中，至少一个节段被实施为薄壁管，则获得了一种有利的设计方案。
[0019]
通过该措施提高了车轮组轴抗扭转的阻力矩并造成节省了材料使用。在相同原料使用的情况下，可以针对空心轴与实心轴相比获得强度的提高并因此获得构件安全性的提高以及质量的减小。
[0020]
当至少一个压力传感器具有用于数据传递的器件时，获得了一种有利的解决方案。用于数据传递的器件例如可以具有无线电接口。通过这种措施可以将指示车轮组轴损坏的信息快速地传送给维护台。
[0021]
如果从至少第一节段、第二节段和第三节段中，至少一个节段被实施为实心轴，则获得一种有利的解决方案。通过这种措施获得车轮组轴的高灵活性和符合负荷要求的实施方案。例如，第二节段可以被实施为空心轴，并且第一节段以及第三节段可以被实施为实心轴。由此可以对第一节段和第三节段与如车轮组轴承那样的部件的接合部位减轻负荷。
[0022]
有利的是，至少第二节段在一侧与至少第一节段并且在另一侧与第三节段摩擦焊接。通过该措施，对于第一节段、第二节段和第三节段能够使用不同的原料。此外，摩擦焊接过程在第二节段与第一节段之间以及第二节段与第三节段之间的接触区域中造成小的热影响区。由此避免由于摩擦焊接过程造成的车轮组轴机械特征的不利改变。
[0023]
如果至少第二节段在一侧与至少第一节段并且在另一侧与第三节段闪光对焊，则获得一种有利的设计方案。通过该措施避免了焊接部位的污染并在焊接部位区域中产生保护气体气氛，该保护气体气氛保护焊接部位。
附图说明
[0024]
下面借助实施例进一步阐述本实用新型。
[0025]
示例性地示出：
[0026]
图1：以剖视图示出具有第一节段、第二节段和第三节段的根据本实用新型的车轮组的示例性第一实施变型方案的侧视图；以及
[0027]
图2：具有第一节段、第二节段、第三节段、第四节段和第五节段的根据本实用新型的车轮组的示例性第二实施变型方案的侧视图。
具体实施方式
[0028]
以剖面图在图1中示出的用于轨道车辆的行驶机构的根据本实用新型的车轮组的第一示例性实施变型方案的侧视图包括第一车轮1和第二车轮2，所述第一车轮和第二车轮通过车轮组轴3彼此连接。车轮组具有车轮组纵轴线17。车轮组轴3包括一第一节段4、一第二节段5和一第三节段6。第二节段5与第一节段4和第三节段6摩擦焊接。相应的摩擦焊接过程作为现有技术中已知的搅拌摩擦焊接过程来实施。在此，第二节段5的坯件与第一节段4的坯件和第三节段6的坯件在没有外部热量引入的情况下连接。第一节段4和第二节段5被引导为彼此贴靠。旋转的工具以高的压靠力按压到第一节段4和第二节段5之间的分界缝上。由此产生摩擦并且使第一节段4与第二节段5之间的接触区被加热和塑化。由此，在第一节段4和第二节段5之间产生材料混合以及可靠的连接。接着，与第一节段4焊接的第二节段5以与关于第一节段4相同的方式与第三节段6摩擦焊接。
[0029]
根据本实用新型，还可以借助于从现有技术中已知的闪光对焊法将第二节段5与第一节段4和第三节段6连接。在此，通过电流产生焊接热。第一节段4的坯件与第二节段5的坯件逐点地接触，由此由于高的电流密度而在第一节段4和第二节段5之间构造了液态接触区。在接触区域中达到所需温度时，电流流动被中断并且第一节段4被挤压到第二节段5上，由此在第一节段4和第二节段5之间产生固定连接。接着，与第一节段4焊接的第二节段5以关于第一节段4相同的方式与第三节段6闪光对焊。由于闪光对焊过程在焊缝处产生的毛刺借助于磨削过程去除。
[0030]
第一车轮1和第二车轮2被挤套到车轮轴3上。第一车轮1布置在第一节段4和第二节段5之间的过渡区域中，第二车轮2布置在第二节段5和第三节段6之间的过渡区域中。第一车轮1覆盖未示出的第一焊缝，第二车轮2覆盖同样未示出的第二焊缝。由此保护第一焊缝和第二焊缝免受环境影响。
[0031]
第二节段5被实施为薄壁管，所述管借助于由现有技术已知的挤压成形法制造。第一节段4和第三节段6被实施成具有空心钻孔的经锻造的边缘节段或被实施成空心轴。第一节段4在其在图1中左边示出的端部上具有比在其在图1中右边示出的端部上更小的外直径。第三节段6在其在图1中右边示出的端部上具有比在其在图1中左边示出的端部上更小的外直径。在该较小直径的区域中，未示出的车轮组轴承被挤套到车轮组轴3上。
[0032]
车轮组轴3相对于具有相同外轮廓的实心轴（实心的、一体式构件）具有小大约50%的质量。
[0033]
第一节段4、第二节段5和第三节段6具有共同的第一内腔9，所述第一内腔填充有压缩空气。通过第一节段4的第一开口11和第三节段6的第二开口12，该第一内腔9能够用压缩空气填充和排气。为此，在第一开口11和第二开口12的区域中设置有未示出的阀。阀具有标准化的适配器，压力测量设备（例如压力计）和压力供应设备（例如压缩机或泵）可借助于该适配器被联接。借助于压力测量设备能够测量轨道车辆停止状态中的气压（例如在保养过程期间）并将其与压力边界值进行比较。如果测量到的气压小于压力边界值，则这指明车轮组轴3的损坏。然后对其进行修理或更换。借助于压力供应设备，第一内腔9的气压升高到额定压缩空气水平。
[0034]
此外，在第一开口11和第二开口12的区域中设置有未示出的压力传感器。借助于所述压力传感器识别出第一内腔9中的气压并且必要时也识别出在轨道车辆行驶期间的压力降。在轨道车辆运行时第一内腔9中的压力降显示车轮组轴3的损坏（例如穿透裂纹）。
[0035]
压力传感器具有无线电接口作为用于数据传递的器件，经由所述无线电接口将涉及第一内腔9的压力测量结果数据传递到维护台。在维护台中，可以基于所传递的压力测量结果数据来触发警告事件。如果例如低于预先限定的压力边界值，则这指明车轮组轴3的损坏（例如穿透裂纹）并且在维护台中计划所需的维护过程（例如车轮组轴3的更换）。此外，压力传感器借助于无线电接口与轨道车辆的驾驶台连接，由此基于传递到驾驶台中的压力测量结果数据也可以在驾驶台中触发警告事件，即在探测到车轮组轴3的损坏时在显示器上显示相应的警告提示。
[0036]
根据本实用新型也可设想，设置不同于压缩空气的流体、例如液压液体用于填充第一内腔9。
[0037]
图2示出根据本实用新型的用于轨道车辆行驶机构的车轮组的第二示例性实施变型方案的俯视图。车轮组具有车轮组纵轴线17并包括第一车轮1和第二车轮2，所述第一车轮和第二车轮被挤套到车轮组轴3上。车轮组轴3具有第一节段4、第二节段5、第三节段6、第四节段7以及第五节段8，它们如结合图1所描述的那样相互摩擦焊接。第一节段4和第五节段8各包括一空心钻孔。第一节段4具有第一开口11，第五节段8具有第二开口12。在第一开口11的区域中布置有未示出的第一阀以及同样未示出的第一压力传感器。在第二开口12的区域中布置有未示出的第二阀以及同样未示出的第二压力传感器。
[0038]
第二节段5和第四节段7被实施为薄壁管。第一节段4和第二节段5形成第一内腔9，第四节段7和第五节段8形成第二内腔10。第一内腔9和第二内腔10填充有压缩空气，所述压缩空气在第一节段4和第二节段5或者说第四节段7和第五节段8的未损坏状态下只能通过第一阀或者说第二阀逸出。
[0039]
第一压力传感器测量第一内腔9中的压力，第二压力传感器测量第二内腔10中的压力。第一压力传感器和第二压力传感器具有用于数据传递的器件，由此将关于测量到的压力的结果数据传递到维护台以用于评估。如果评估得出低于预先限定的压力边界值，那么假定车轮组轴3上的损坏（例如穿透裂纹）。如果由第一压力传感器测量到的压力值低于压力边界值，则假定在第一节段4或第二节段5的区域中出现损坏。如果由第二压力传感器测量到的压力值低于压力边界值，则假定在第四节段7或者第五节段8的区域中出现损坏。
根据本实用新型也可以设想，通过用于数据传递的器件将压力测量结果数据传递到未示出的计算单元上，该计算单元布置在轨道车辆的行驶机构或车厢中。在计算单元中评估压力测量结果数据。如果在此确定低于压力边界值，那么通过计算单元和轨道车辆驾驶台之间的未示出的数据线路触发驾驶台中的警告事件并在显示器上向驱动车辆驾驶员显示警告提示。
[0040]
此外，根据本实用新型可考虑的是，用于数据传递的器件具有缆线接口或插座，由此在轨道车辆静止状态中能够联接缆线或数据插头，以便读取压力测量结果数据并在计算站上评估所述压力测量结果数据。此外，第一压力传感器和第二压力传感器可以具有存储模块。由此可以存储压力测量结果数据并将其输送给时间延迟的评估。
[0041]
第三节段6布置在车轮组轴3的第二节段5与第四节段7之间。它被实施成锻造件并与第二节段5和第四节段7摩擦焊接。第三节段6被构造为车轮组部件或制动盘13，也就是说在一侧与第二节段5并且在另一侧与第四节段7连接的柱形区域无缝地过渡到被构造为轴制动盘的区域中。所述轴制动盘具有第一摩擦环14和第二摩擦环15。在第一摩擦环14与第二摩擦环15之间构造了具有冷却杆和冷却通道的冷却体16。
[0042]
根据本实用新型也可设想，车轮组轴3具有多于五个的节段。这些节段可以例如被实施为管或锻造件，以任意的顺序彼此连接。例如可以将未示出的经锻造的第六节段与第三节段6连接，该第六节段被实施为变速器的齿轮。第六节段具有无缝地过渡到齿轮的齿圈中的柱形区域。
[0043]
此外，根据本实用新型可能的是，构造为车轮组部件的节段例如被实施为轮毂，制动盘13的第一摩擦环14和第二摩擦环15与所述轮毂连接。此外也可以考虑，构造为车轮组部件的节段被实施为车轮体、盘式车轮等，由此可以取消将第一车轮1和第二车轮2挤套到车轮组轴3上。
[0044]
附图标记列表
[0045]
1第一车轮
[0046]
2第二车轮
[0047]
3车轮组轴
[0048]
4第一节段
[0049]
5第二节段
[0050]
6第三节段
[0051]
7第四节段
[0052]
8第五节段
[0053]
9第一内腔
[0054]
10第二内腔
[0055]
11第一开口
[0056]
12第二开口
[0057]
13制动盘
[0058]
14第一摩擦环
[0059]
15第二摩擦环
[0060]
16冷却体
[0061]
17车轮组纵轴线。

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