[发明专利]用于轨道车辆的轮盘

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于权利要求1中详细定义类型的轨道车辆的轮盘。

背景技术

由通常的现有技术已知了轨道车辆的轮盘。轮盘典型地由包围旋转轴旋转的轮毂以及轮缘构成，所述轮缘被确定用于在轨道上滚动。位于中央的轮毂和位于外周向上的轮缘在此通过所谓的轮辐彼此连接。这种径向上直线或弧形设计的轮辐典型地设计为旋转的圆盘。该轮辐特别可以是旋转对称地结构的，并且因此在每个径向剖面中具有相同的或可比较的轮廓。本发明意义上的轮廓在此是指在轮盘径向剖面中的侧向限定出的表面形状。直线形轮盘因此可能具有由直线构成的轮廓，弧形轮盘具有由S形弧线构成的轮廓。

目前，尤其是从轮毂到轮辐的过渡部并且，特别在轮盘较小时，也或者对此替代地是轮辐与轮缘之间的过渡部承受非常高的荷载。为了抵抗这种高荷载，需要相应的材料强度或适当的加工步骤来加固临界区域内的材料。这花费较大并且昂贵，而且在使用高强度材料时使轮盘相应的变重。

为了解决这一问题，由EP0794872A1已知，通过对于过渡部的复杂的结构预定使轮盘中的应力均匀化，从而能够利用较小的材料强度达到高硬度。该结构在此极其复杂并且对于过渡部的结构使用五阶函数(抛物线)。这一方面在设计时并且另一方面在制造时在编程方面都耗费成本。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于轨道车辆的轮盘，该轮盘可以实现又进一步改进的强度，并且除此之外可以简单有效地设计和制造该轮盘。

根据本发明，这一目的通过具有权利要求1的特征性部分中所述特征的轮盘来实现。有利的设计方案由其余与此相关的从属权利要求中得出。

对于根据本发明的用于轨道车辆的轮盘而言提出，在轮盘的每个径向剖面中在至少一个轴向侧这样设计在轮辐与轮毂之间和/或轮辐与轮缘之间的过渡部中的至少一个，即满足以下三个条件。该过渡部根本上通过切线函数构成。这种切线函数简单、有效，并且可以实现非常均匀的过渡部，该过渡部具有高强度和在过渡部的整个区域上的非常好的应力分布。这种切线函数在其一端切线连续地结合到轮辐的轮廓中。另外，视切线函构成哪个过渡部而定，该切线函数在其另一端切线连续地结合到轮毂或轮缘的轮廓中。通过将切线函数切线连续地连接在或者是轮毂的和/或轮缘的轮廓上而形成一种结构，其可以被简单并且有效地构造并且对于制造而进行编程。该结构可以利用最少的材料投入通过使应力分布均匀化而实现轮盘的非常高的强度。

另外，根据本发明的轮盘的一个有利的改进方案提出，切线函数到轮毂或轮缘的轮廓中的切线连续地结合的过渡部出现在的拐点的区域中。在切线函数的结构中，可以在一定限度内自由选择切线函数在拐点区域内相当于纵坐标、即例如直线轮辐的径向方向的夹角。拐点区域内的过渡部因此可以相比简单地匹配于例如相对于轴向方向具有预定角度的直线轮廓，从而使过渡部变得相应协调，并且可以使过渡部区域内的应力峰值持续最小化。

根据本发明的轮盘的一个特别有利的设计方案还可以提出，轮毂或轮缘的轮廓在切线函数之后通过圆弧和紧接着圆弧的直线构成，其中，所述圆弧切线连续地结合到直线中。对于轮盘结构而言，通过圆弧和切线连续地紧接着的直线来设计轮毂或轮缘的轮廓是特别有利的。圆弧允许通过该切线连续地紧接着的圆弧来协调地容纳切线函数在至轮毂或轮缘的过渡部区域中的几乎任意的端角，并结合到紧接着的切线连接至该圆弧构成的直线中。于是，形成从切线函数到轮毂或轮缘的直线中的非常协调并且低应力的过渡部。

在轮盘的一种非常有利的设计方案中还提出，切线函数到圆弧中的切线连续地结合的过渡部出现在切线函数的最大曲率的区域内。切线函数的最大曲率点可采用数学方式简单地确定。此时，圆弧可以在这个点或者在这个点的区域内切线连续地连接至切线函数。从而实现对强度的进一步改进。

这特别适用于，根据由此的一个非常有利的改进方案，圆弧的半径与切线函数的最大曲率相符。由此可以实现一个过渡部，其中在从切线函数至圆弧中的过渡区域内的曲率半径并不变化。研究和计算示出，该情况在应力曲线方面是理想的，从而可以通过这种特殊的设计方案在切线函数到轮毂和/或轮缘的轮廓中的过渡的强度方面达到最好的结果。

如前所述，切线函数在拐点中相对于纵坐标的角度在一定限度内可以自由选择。为了通过使用切线函数在强度方面达到理想的条件，相对于纵坐标的角度理想地为35至55°，优选为40至50°，特别优选地为大约45°。利用在这些区间内选择的角度可以达到过渡的最佳强度。