Фрикционный кольцевой элемент, набор фрикционных колец для установки на колесный диск рельсового колеса и тормоз рельсового колеса
Предлагается фрикционный кольцевой элемент (10) для набора (200) фрикционных колец для установки на колесный диск (2) рельсового колеса (1) рельсового транспортного средства с целью образования тормоза (100) рельсового колеса. Фрикционный кольцевой элемент (10) имеет фрикционное кольцо (11) и множество соединительных элементов (12, 13), выполненных как отдельные компоненты и расположенных на фрикционном кольце (11), и по меньшей мере некоторые из соединительных элементов (12, 13) соединены с фрикционным кольцом (11) с помощью силового замыкания. Технический результат – простота изготовления, простота установки на фрикционные кольцевые элементы соединительных элементов. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 13 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к фрикционному кольцевому элементу для набора фрикционных колец и к такому набору фрикционных колец для установки на колесный диск рельсового колеса рельсового транспортного средства с целью образования тормоза рельсового колеса, а также относится к такому тормозу рельсового колеса.
Уровень техники
В документе EP 1 460 283 A1 приведено описание, например, фрикционного кольцевого элемента, установленного на колесном диске рельсового колеса рельсового транспортного средства с целью образования тормоза рельсового колеса. Фрикционные кольцевые элементы выполнены из литой стали и имеют выступы, образующие охлаждающие ребра, с помощью которых фрикционные кольцевые элементы опираются на поверхность колесного диска. Указанные выступы также служат для размещения сквозных болтов для скрепления фрикционных кольцевых элементов друг с другом посредством прохождения сквозных болтов через сквозные отверстия в колесном диске. Получение указанной геометрии фрикционных кольцевых элементов может быть обоснованной с технической точки зрения только в случае относительно дорогостоящего исходного процесса литья.
Другие фрикционные кольцевые элементы для установки на колесный диск рельсового колеса описаны в документах EP 1 298 333 B1 и DE 44 17 813 A1. Литьевое производство таких фрикционных кольцевых элементов требует использования технически сложных литейных форм, в частности, если фрикционные кольцевые элементы имеют выступы, с помощью которых они опираются на колесный диск рельсового колеса, и если фрикционные кольцевые элементы, например, должны иметь охлаждающие ребра для охлаждения фрикционных колец.
С этой целью известно решение из документа DE 20 2013 103 487 U1, в котором описаны фрикционный кольцевой элемент для установки на колесный диск рельсового колеса рельсового транспортного средства, а также соответствующий тормоз рельсового колеса. В этом документе предлагается вырезать фрикционный кольцевой элемент из плоского металлического материала и обеспечивать наличие отдельных контактирующих элементов, которые можно вставлять в отверстия фрикционного кольца и затем надежно соединять с указанным фрикционным кольцом. Недостаток этого варианта выполнения состоит в том, что материалы фрикционного кольца и контактирующих элементов должны сочетаться друг с другом таким образом, чтобы обеспечить пригодность (рентабельного) процесса сварки.
Раскрытие изобретения
Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить фрикционные кольцевые элементы для набора фрикционных колец для установки на колесный диск рельсового колеса с целью образования тормоза рельсового колеса, который можно изготавливать простым и рентабельным образом. В частности, должна быть предусмотрена возможность несложной установки во фрикционные кольцевые элементы контактирующих элементов, причем соединительные элементы должны образовывать, в частности, охлаждающие элементы и/или контактирующие элементы, с помощью которых фрикционные кольца могут быть связаны с колесным диском.
Эта задача решается с помощью фрикционного кольцевого элемента по вступительной части п. 1 формулы изобретения и с помощью набора фрикционных кольцевых элементов по вступительной части п. 14 формулы изобретения для установки на колесный диск рельсового колеса рельсового транспортного средства с целью образования тормоза рельсового колеса, и с помощью тормоза рельсового колеса по вступительной части п. 20 формулы изобретения с соответствующими отличительными признаками. Преимущественные варианты выполнения изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
По первому варианту выполнения отдельно образованные соединительные элементы или, по меньшей мере, некоторые из соединительных элементов соединяют с фрикционным кольцом с помощью силового замыкания. Пригодным соединением с силовым замыканием является, помимо прочего, резьбовое соединение между соединительным элементом и фрикционным кольцом. Однако с учетом воздействия механической нагрузки на рельсовое колесо и, в частности, на тормоз рельсового колеса, должно быть предусмотрено дополнительное предохранительное устройство, например, подчеканка. В частности, предпочтительным является запрессовка отдельно образованных соединительных элементов в соответствующее отверстие, имеющее заниженный размер, или запрессовка в соответствующее отверстие соединительных элементов, стержни которых имеют завышенный размер. Возможными вариантами выполнения являются вбивание соединительного элемента в отверстие и/или термозапрессовка, причем предпочтительно соответствующий соединительный элемент сжимается посредством переохлаждения.
Предложенный фрикционный кольцевой элемент содержит фрикционное кольцо, которое можно изготавливать с помощью двухмерного процесса производства. В этом отношении дается ссылка на идею изобретения согласно документу DE 20 2013 103 487 U1. Функция соединительных элементов может быть обеспечена различными путями, а также, например, посредством их образования в виде охлаждающих элементов, контактирующих элементов или просто с целью обеспечения заданного расстояния между поверхностью колесного диска и фрикционного кольца. В этом отношении также дается ссылка в полном объеме на документ DE 20 2013 103 487 U1. Следует отметить, что контактирующий элемент в то же самое время может быть выполнен как охлаждающий элемент, но не наоборот. Кроме того, следует отметить, что контактирующие элементы в качестве заготовок, независимо от их функции, могут быть выполнены частично или полностью как идентичные или отличающиеся элементы.
Однако в рассматриваемом случае предлагается обеспечить наличие соединительных элементов и фрикционного кольца, выполненных из разных металлических материалов, например, алюминия и стали или же только из разных сплавов. В этом случае соединительные элементы и фрикционное кольцо могут быть выбраны из материалов, которые несовместимы с точки зрения технологии сварки, так что степень свободы выбора материалов значительно увеличивается. Для выбора материала фрикционного кольца следует принять во внимание надлежащие характеристики износа, поскольку соединительные элементы не приходят во фрикционный контакт с тормозной колодкой и используются, главным образом, только в качестве проставки между колесным диском и фрикционным кольцом. Благодаря расстоянию между фрикционным кольцом и колесным диском образуется воздушный поток, с помощью которого можно обеспечить достаточное охлаждение фрикционного кольца. Следовательно, материал соединительных элементов можно выбирать из более экономичных материалов и/или из материалов с пригодным для применения коэффициентом теплового расширения.
В предпочтительном варианте выполнения некоторые из соединительных элементов образованы как контактирующие элементы, причем они выполнены таким образом, что фрикционное кольцо может расширяться радиально относительно колесного диска за счет поступления тепла в результате торможения и в то же время является фиксированным в направлении вращения относительно колесного диска, так что относительное искривление колесного диска и фрикционного кольцевого элемента предотвращается исключительно с помощью контактирующих элементов. В рассматриваемом случае контактирующий элемент расположен таким образом, что во фрикционном кольцевом элементе не могут возникать никакие радиальные напряжения. Благодаря расположению соединительных элементов, фрикционное кольцо может опираться на наружный и внутренний диаметр таким образом, что во фрикционном кольце не возникают никакие радиальные напряжения. В результате исключается укрывание, т.е. установка фрикционного элемента в виде плоской пружины из-за выделения тепла во время торможения. С помощью этой компоновки также исключается неправильная установка фрикционного элемента относительно колесного диска.
В предпочтительном варианте выполнения такой контактирующий элемент имеет две упорные стенки, параллельные друг другу, в частности, плоскопараллельные стенки. Упорные стенки выровнены параллельно радиусу, начинающемуся от оси вращения рельсового колеса, в компоновке фрикционного кольцевого элемента на кольцевом диске рельсового колеса, т.е. когда фрикционный кольцевой элемент установлен на рельсовом колесе. В рассматриваемом случае параллельные упорные стенки расположены таким образом, что соответствующий скользящий блок, который подробно описан ниже, опирается на упорные стенки. В предпочтительном варианте выполнения скользящий блок имеет упорные поверхности, соответствующие упорным стенкам. Например, упорные поверхности являются плоскими и параллельными соответствующей упорной стенке; предпочтительно, соответствующая пара упорных поверхностей, а также соответствующая пара упорных стенок являются плоскопараллельными. В варианте выполнения пара упорных стенок образует паз, в который помещен скользящий блок. В другом варианте выполнения упорные поверхности скользящего блока образуют паз, в который помещен контактирующий элемент.
С помощью упорных стенок контактирующего элемента усилие может передаваться в направлении вращения рельсового колеса от контактирующего элемента соответствующему скользящему блоку, который, в свою очередь, неподвижно соединен с колесным диском рельсового колеса. Сохраняется возможность относительного перемещения, например, в результате (отличающегося) теплового расширения параллельно радиусу (начиная от оси вращения) рельсового колеса. Соответствующее углубление в контактирующем элементе выполнено предварительно по варианту выполнения, например, посредством фрезерования, и выполняется в другом варианте выполнения только после установки контактирующего элемента в кольцевой элемент.
В предпочтительном варианте выполнения помимо того, что исключается искривление контактирующего элемента в течение срока службы, и контактирующий элемент может наклоняться со скользящим блоком, контактирующий элемент закреплен относительно фрикционного кольца с помощью элемента для принудительной фиксации, например, с помощью штифта. С этой целью, к примеру, в контактирующем элементе и фрикционном кольце параллельно оси вращения рельсового колеса выполнено отверстие, в которое может быть вставлен элемент для принудительной фиксации, например, штифт. Это устройство для принудительной фиксации с целью исключения вращения контактирующего элемента может быть образовано перед установкой контактирующего элемента на фрикционное кольцо или может быть образовано после сборки, например, посредством сверления.
В предпочтительном варианте выполнения все соединительные элементы или, по меньшей мере, некоторые из соединительных элементов выполнены в виде винтов. Такой винт имеет стержень и головку, причем стержень выполнен с возможностью вставления с силовым замыканием в соответствующее отверстие во фрикционном кольце. С целью особо рентабельного производства винт изготавливают в виде осесимметричного элемента, например, с помощью механической обработки, т.е. точения. В рассматриваемом случае головка выполняет функцию соединительного элемента, например, посредством образования осевого упора в колесный диск. В частности, предпочтительным является образование такого соединительного элемента в виде винта из материала заготовки большой длины, в частности, предпочтительно из прутковой заготовки. В этом случае можно свести к минимуму производственные расходы и припуск материала на обработку.
Предлагаемый также набор фрикционных колец содержит фрикционный кольцевой элемент, описанный выше, а также скользящие блоки и контактирующие элементы. Скользящие блоки расположены с возможностью фиксации фрикционного кольцевого элемента с передачей крутящего момента в направлении вращения относительно рельсового колеса и предпочтительно обеспечивают радиальное относительное перемещение между рельсовым колесом или колесным диском и фрикционным кольцевым элементом. Такое радиальное относительное перемещение происходит, например, из-за теплового расширения компонентов. С помощью контактирующих элементов фрикционный кольцевой элемент может быть установлен с силовым замыканием на колесный диск. Если набор фрикционных колец контактирует с колесным диском рельсового колеса, соединительные элементы, по меньшей мере, те охлаждающие элементы, которые устанавливают расстояние до колесного диска для охлаждения, зажимаются между колесным диском и фрикционным кольцом с помощью контактирующих элементов. Зажимаемые соединительные элементы выполнены таким образом, что становится возможным поддерживаемое относительное перемещение между колесным диском и фрикционным кольцом. В результате фрикционное кольцо, по меньшей мере, его фрикционная поверхность, остается такой плоской, что обеспечивается возможность торможения без прерывания на протяжении полного оборота фрикционного кольца, предпочтительно с весьма незначительным отклонением силы трения.
В варианте выполнения предусмотрено некоторое количество скользящих блоков, соответствующих количеству контактирующих элементов, и в случае компоновки, другими словами, сборки, расположенных соответствующим образом относительно друг друга у колесного диска рельсового колеса, так что скользящие блоки упираются в упорные стенки соответствующего контактирующего элемента с зазором. Зазор между скользящим блоком и упорными стенками должен быть как можно меньше, принимая во внимание используемые производственные процессы и расходы. Однако вместе с тем должно быть обеспечено радиальное относительное перемещение между скользящим блоком и соответствующим контактирующим элементом, особенно, если контактирующий элемент и/или скользящий блок нагреваются во время торможения.
В предпочтительном варианте выполнения скользящие блоки надежно фиксируются на колесном диске и крепятся в осевом направлении исключительно с помощью фрикционного кольцевого элемента и колесного диска. В частности, предпочтительно набор фрикционных колец содержит два фрикционных кольцевых элемента, которые могут быть установлены попарно с обеих сторон колесного диска. В этом варианте выполнения фрикционные кольцевые элементы набора фрикционных колец предпочтительно выполнены идентичным образом. Кроме того, в этом варианте выполнения скользящий блок предпочтительно выполнен таким образом, что он продолжается через колесный диск и находится на концах в зацеплении с упорными стенками контактирующего элемента каждого из соответствующих фрикционных кольцевых элементов, как описано выше. В радиальном направлении и в направлении вращения скользящий блок зафиксирован в углублении колесного диска.
Задача настоящего изобретения также решается с помощью тормоза рельсового колеса с рельсовым колесом, имеющим ступицу колеса и колесный обод с поверхностью катания, причем колесный диск продолжается между ступицей колеса и колесным ободом, и набор фрикционных колец расположен согласно варианту выполнения, как описано выше, и прикреплен с колесным диском к рельсовому колесу с помощью соединительных элементов.
Для контакта фрикционных кольцевых элементов с колесным диском могут быть предусмотрены контактирующие элементы, и в случае наличия двух составляющих пару фрикционных кольцевых элементов у одного колесного диска могут быть предусмотрены контактирующие элементы для взаимной блокировки двух фрикционных кольцевых элементов. С этой целью соединительный элемент предпочтительно выполнен в виде стяжного болта со стопорной гайкой, так что существует возможность прикладывания соединительного усилия, определяемого с помощью крутящего момента. Это обеспечивает прикладывание достаточно высокого соединительного усилия и в то же время возможность относительного перемещения, в частности, за счет радиального теплового расширения одного из фрикционных колец или двух фрикционных колец, в контексте нагрузок и усилий в отношении фрикционной поверхности согласно вышеприведенному описанию. Быстрая и безопасная проверка может быть выполнена во время проведения контроля качества или технического обслуживания с помощью динамометрического ключа и соответствующей маркировки стяжного болта.
Краткое описание чертежей
Другие средства для усовершенствования изобретения более детально представлены ниже в описании предпочтительных вариантов выполнения изобретения со ссылкой на чертежи.
Фиг. 1 - перспективный вид фрикционного кольца;
фиг. 2 - перспективный вид контактирующего элемента;
фиг. 3 - перспективный вид охлаждающего элемента;
фиг. 4 - перспективный вид фрикционного кольцевого элемента в качестве заготовки на стороне контактирующих элементов;
фиг. 5 - перспективный вид фрикционного кольцевого элемента в качестве заготовки на стороне фрикционной поверхности;
фиг. 6 - штифт для надежной фиксации контактирующего элемента во избежание вращения;
фиг. 7 - увеличенный вид в плане закрепленного штифтом контактирующего элемента, установленного на фрикционном кольце;
фиг. 8 - вид в разрезе окончательно механически обработанного фрикционного кольцевого элемента;
фиг. 9 - перспективный вид готового фрикционного кольцевого элемента на стороне контактирующих элементов;
фиг. 10 - перспективный вид скользящего блока с упорными поверхностями;
фиг. 11 - вид в разрезе набора фрикционных колец по контактирующему элементу;
фиг. 12 - вид в разрезе набора фрикционных колец по соединительному элементу;
фиг. 13 - перспективный вид тормоза рельсового колеса.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показан перспективный вид фрикционного кольца 11, где можно видеть сторону для установки контактирующих элементов (см. фиг. 2 и фиг. 3), в которой выполнены отверстия 14 для установки соединительных элементов (не показаны на этой фигуре). Кроме того, предусмотрено множество крепежных отверстий 9, с помощью которых фрикционное кольцо 11 может быть соединено с колесным диском (не показано на этой фигуре) рельсового колеса. Фрикционное кольцо 11 имеет ось A вращения. Отверстия 14 и крепежные отверстия 9 расположены в этом примере осесимметрично относительно оси A вращения.
На фиг. 2 в качестве примера показан контактирующий элемент 13, который может быть запрессован в соответствующие самые большие отверстия 14, как показано на фиг. 1, между каждыми двумя рядами отверстий, состоящими из трех отверстий, расположенных в радиальном направлении. В рассматриваемом примере контактирующий элемент 13 выполнен в виде винта и имеет стержень 7 для запрессовки в отверстие 14 и головку 8 для функционирования контактирующего элемента 13. Этот контактирующий элемент 13 показан в виде заготовки, в которой еще не выполнено углубление (см. фиг. 7 и фиг. 9). По существу, эту заготовку также можно использовать в качестве исключительно охлаждающего элемента (см. фиг. 9).
На фиг. 3 показан сходный по конструкции с контактным элементом 13 охлаждающий элемент 12, имеющий стержень 7 и головку 8. Стержень 7 в этом случае имеет меньший размер, чем контактирующий элемент 13 на фиг. 2, и может быть запрессован в соответственно меньшее отверстие 14, как показано на фиг. 1.
На фиг. 4 показан перспективный вид фрикционного кольцевого элемента 10, где показана сторона фрикционного кольца 11 с соединительными элементами 12, 13. Соединительные элементы 12 и 13 запрессованы в соответствующие отверстия 14, которые не видны на этой фигуре (см. фиг. 1). Крепежные отверстия 9 остаются свободными. Углубление в контактирующем элементе 13 еще не выполнено (см. фиг 7 и фиг. 9).
На фиг. 5 показан тот же самый фрикционный кольцевой элемент 10, как и на фиг. 4, с фрикционной поверхностью 15 фрикционного кольца 11. Из этой фигуры ясно, что только крепежные отверстия 9 являются сквозными отверстиями, а отверстия 14 в этом варианте выполнения (см. фиг. 1) выполнены в виде глухих отверстий.
На фиг. 6 показан штифт 17, который может быть установлен для надежной блокировки вращения соединительного элемента (см. фиг. 7).
На фиг. 7 показан детальный вид фрикционного кольцевого элемента 10 на виде в плане, где в качестве примера показан контактирующий элемент 13. Слева и справа от контактирующего элемента 13 в разрезанном состоянии показаны множество охлаждающих элементов 12 и два крепежных отверстия 9. Контактирующий элемент 13 запрессован в скрытое отверстие 14 (см. фиг. 1), и в этом примере после указанной запрессовки в контактирующем элементе 13 выполнено углубление 18. В этом примере также после вышеуказанной запрессовки выполнено отверстие под штифт 17 для надежного крепления контактирующего элемента 13 во избежание его вращения. Упорные стенки 19 углубления 18 выровнены параллельно радиусу R (см. фиг. 9).
На фиг. 8 показан разрез фрикционного кольцевого элемента 10, который механически обработан после выполнения вышеупомянутых этапов, показанных на фиг. 1 - 7. Исходная форма, показанная на фиг. 5, обозначена штрихпунктирными линиями 21. Показанный разрез проходит через два охлаждающих элемента 12, так что можно видеть их разрезанный стержень 7 и головку 8, а также отверстия 14, в которые соответственно запрессованы охлаждающие элементы. Кроме того, можно видеть крепежное отверстие 9, в котором со стороны фрикционной поверхности выполнено утопленное отверстие под внешний шестигранник стяжного болта. На заднем плане также можно видеть два соединительных элемента 12 и 13, которые также были подрезаны по торцу и/или отшлифованы подобно фрикционной поверхности 15, так чтобы все соединительные элементы 12, 13 имели плоскую поверхность в общей плоскости.
На фиг. 9 показан перспективный вид фрикционного кольцевого элемента 10, подготовленного для установки на рельсовое колесо. В частности, следует обратить внимание на контактирующие элементы 13 с углублениями 18, и соответствующие элементы 17 для принудительной фиксации. Упорные стенки 19 выполнены параллельно радиусу R относительно оси A вращения, показанной в качестве примера. Также можно видеть, что не каждый из больших соединительных элементов должен быть выполнен как контактирующий элемент 13, и вместо этого он также может быть выполнен в виде охлаждающего элемента 12. Контактирующие элементы 13 вместе со скользящим блоком (показанным, например, на фиг. 10) обеспечивают относительное радиальное перемещение относительно рельсового колеса, т.е. вдоль радиуса R. Однако в то же самое время они обеспечивают передачу усилия или крутящего момента в направлении U вращения относительно оси A вращения.
На фиг. 10 показан скользящий блок 20 с упорными поверхностями 23, параллельными парным поверхностям, которые не видны на этой фигуре. Упорные поверхности 23 соответствуют упорным стенкам 19 углубления 18 контактирующего элемента 13, как показано на фиг. 9.
На фиг. 11 показан разрез набора 200 фрикционных колец с парным вариантом выполнения фрикционных кольцевых элементов 10 слева и справа от колесного диска 2. На этом виде в разрезе показаны скользящий блок 20 и два соответствующих контактирующих элемента 13 с упорными стенками 19. Скользящий блок 20 вставляют в колесный диск 2 через углубление 28. Скользящий блок 20 продолжается через углубление 28, так что упорные поверхности 23 (см. фиг. 10) приходят в силовое зацепление с упорными стенками 19 соответствующих контактирующих элементов 13. С помощью охлаждающих элементов 12, которые можно видеть на заднем плане, а также с помощью контактирующих элементов 13 образован вентиляционный зазор 26 соответственно между фрикционным кольцом 11 и колесным диском 2. Фрикционные поверхности 15, которые выполнены с возможностью прикладывания силы трения с помощью тормозной колодки (не показана), направлены наружу в осевом направлении, т.е. в сторону от колесного диска 2.
На фиг. 12 показан сходный разрез набора 200 фрикционных колец, показанного на фиг. 11, причем в этом случае разрез проходит через крепежные отверстия 9, так что на этой фигуре в качестве примера можно видеть соединительный элемент 16, образованный из стяжного болта 22 и стопорной гайки 29. Также можно видеть, что сечение стяжного болта 22 значительно меньше сечения сквозного отверстия 30 в колесном диске 2, так что с помощью стяжного болта 22 нельзя обеспечить никакого радиального позиционирования и предпочтительно также никакого позиционирования в направлении вращения. Вместо этого с помощью несовпадающих осевой линии стяжного болта 22 и осевой линии сквозного отверстия 30 показано, что стяжной болт 22 не сцентрирован или не требует центрирования со сквозным отверстием 30. На этом разрезе также можно видеть другие охлаждающие элементы 12, которые запрессованы во фрикционное кольцо 11. Кроме того, сделана ссылка на описание фиг. 11.
На фиг. 13 показан тормоз 100 рельсового колеса, который содержит рельсовое колесо 11 и два фрикционных кольцевых элемента 10 набора 200 фрикционных колец. Фрикционные кольцевые элементы 10 содержат фрикционное кольцо 11 и множество соединительных элементов 12, 13. На этой фигуре можно видеть только первый фрикционный кольцевой элемент 10 (на стороне фланца). Второй фрикционный кольцевой элемент 10 (на стороне поверхности катания) закрыт на фигуре колесным диском 2, но удерживается общим соединительным средством 16 (см. фиг. 12). Рельсовое колесо 1 в этом случае имеет колесный обод 4, который образует поверхность 5 катания, и фланец 6, с помощью которого рельсовое колесо 1 выполнено с возможностью качения по рельсу. Ступица 3 колеса в центре рельсового колеса выполнена с возможностью соединения рельсового колеса 1 с осью или валом (не показаны). Ось A вращения рельсового колеса концентрично выровнена с фрикционными кольцевыми элементами 10. Ступица 3 колеса соединена с колесным диском 2 с помощью колесного обода 4. В этом колесном диске 2 установлены соединительные элементы 16 и скользящие блоки 20 (скрыты на этой фигуре, см. фиг. 11), и соединительные элементы 12, 13 поддерживаются в осевом направлении относительно оси A вращения. Охлаждающие элементы 12 образуют проставочный элемент между фрикционным кольцом 11 и колесным диском 2. Контактирующие элементы 13 имеют углубление, которое выровнено параллельно радиусу R. Это выравнивание фиксируется с помощью элемента 17 для принудительной фиксации относительно фрикционного кольца 11 во избежание относительного смещения контактирующего элемента. Таким образом, фрикционный кольцевой элемент 10 может беспрепятственно расширяться в радиальном направлении в результате поступления тепла, т.е. он может выполнять относительное радиальное перемещение к рельсовому колесу 1.
Чертежи и относящееся к ним описание также показывают в добавление к представленным в качестве примеров вариантам выполнения предпочтительную последовательность этапов процессов изготовления.
С помощью представленных тормоза рельсового колеса или фрикционных кольцевых элементов можно обеспечить рентабельное производство и высокую степень свободы выбора материалов.
Перечень ссылочных позиций
100 - тормоз рельсового колеса; 200 - набор фрикционных колец; 1 - рельсовое колесо; 2 - колесный диск; 3 - ступица колеса; 4 - колесный обод; 5 - поверхность катания; 6 - фланец; 7 - стержень; 8 - головка; 9 - крепежное отверстие в фрикционном кольце; 10 - фрикционный кольцевой элемент; 11 - фрикционное кольцо; 12 - соединительный элемент, охлаждающий элемент; 13 - соединительный элемент, контактирующий элемент; 14 - отверстие в фрикционном кольце; 15 - фрикционная поверхность фрикционного кольцевого элемента; 16 - соединительное средство; 17 - элемент для принудительной фиксации или штифт; 18 - углубление контактирующего элемента; 19 - упорные стенки углубления; 20 - скользящий блок; 21 - штрихпунктирные исходные линии кольцевого фрикционного элемента; 22 - стяжной болт; 23 - упорные поверхности скользящего блока; 26 - вентиляционный зазор; 28 - углубление в колесном диске; 29 - стопорная гайка; 30 - сквозное отверстие в колесном диске; A - ось вращения; R - радиус; U - направление вращения.
1. Фрикционный кольцевой элемент (10) для набора (200) фрикционных колец для установки на колесный диск (2) рельсового колеса (1) для рельсового транспортного средства для образования тормоза (100) рельсового колеса, причем фрикционный кольцевой элемент (10) имеет фрикционное кольцо (11) и несколько соединительных элементов (12, 13), выполненных в виде отдельных компонентов и расположенных на фрикционном кольце (11), по меньшей мере некоторые из соединительных элементов (12, 13) соединены с фрикционным кольцом (11) с помощью силового замыкания, при этом соединительные элементы (12, 13), соединенные с фрикционным кольцом (11) с помощью силового замыкания и имеющие завышенный размер, запрессованы в соответствующие отверстия (14) во фрикционном кольце (11), отличающийся тем, что соединительные элементы (12, 13) и фрикционное кольцо (11) образованы из разных металлических материалов, образующих пару материалов, непригодных для приемлемого процесса сварки.
2. Фрикционный кольцевой элемент (10) по п. 1, отличающийся тем, что фрикционное кольцо (11) вырезано из плоского металлического материала.
3. Фрикционный кольцевой элемент (10) по п. 2, отличающийся тем, что фрикционное кольцо (11) вырезано из плоского стального материала или плоского алюминиевого материала.
4. Фрикционный кольцевой элемент (10) по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что соединительные элементы (12) образуют охлаждающие элементы, с помощью которых в компоновке фрикционного кольцевого элемента (10) с колесным диском (2) рельсового колеса (1) может быть образован воздушный поток между фрикционным кольцом (11) и колесным диском (2).
5. Фрикционный кольцевой элемент (10) по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что соединительные элементы (13) образуют контактирующие элементы, с помощью которых в компоновке фрикционного кольцевого элемента (10) с колесным диском (2) рельсового колеса (1) фрикционное кольцо (11) поддерживается на колесном диске (2) рельсового колеса (2) в направлении (U) вращения относительно оси (А) вращения рельсового колеса (1).
6. Фрикционный кольцевой элемент (10) по п. 5, отличающийся тем, что контактирующие элементы (13) имеют углубление (18) с двумя упорными стенками (19), параллельными друг другу, и упорные стенки (19) в компоновке на колесном диске (2) на рельсовом колесе (1) выровнены параллельно радиусу (R) от оси (А) вращения рельсового колеса (1).
7. Фрикционный кольцевой элемент (10) по п. 6, отличающийся тем, что контактирующий элемент (13) закреплен во избежание вращения относительно фрикционного колеса (11) с помощью элемента (17) для принудительной фиксации, предпочтительно штифта.
8. Фрикционный кольцевой элемент (10) по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что соединительные элементы (12, 13) выполнены в виде винта со стержнем (7) и головкой (8), причем стержень (7) соединен с фрикционным кольцом (11) с помощью силового замыкания и головка (8) в компоновке на колесном диске (2) рельсового колеса (1) образует осевой упор в колесный диск (2) относительно оси (А) вращения.
9. Фрикционный кольцевой элемент (10) по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что соединительные элементы (12, 13) выполнены из материала заготовки большой длины.
10. Фрикционный кольцевой элемент (10) по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что соединительные элементы (12, 13) выполнены из стали или алюминия.
11. Фрикционный кольцевой элемент (10) по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что фрикционное кольцо (11) и/или соединительные элементы (12, 13) вырезаны из сплошного материала или отрезаны от сплошного материала с помощью процесса лазерной резки, процесса гидроабразивной резки или процесса термического отделения.
12. Набор (200) фрикционных колец для установки на колесный диск (2) рельсового колеса (1) для рельсового транспортного средства для образования тормоза (100) рельсового колеса, содержащий следующие компоненты:
- по меньшей мере один фрикционный кольцевой элемент (10) по любому из пп. 1-11;
- скользящие блоки (20) для фиксации фрикционного кольцевого элемента (10) с передачей крутящего момента в компоновке на колесном диске (2) рельсового колеса (1) в направлении (U) вращения относительно оси (А) вращения рельсового колеса (1)
- соединительные элементы (16) для соединения фрикционного кольцевого элемента (10) с колесным диском (2) рельсового колеса (1) с помощью силового замыкания,
причем в компоновке на колесном диске (2) рельсового колеса (1) по меньшей мере некоторые из соединительных элементов (12, 13) зажаты между фрикционным кольцом (11) и колесным диском (2) с помощью соединительных элементов (16).
13. Набор (200) фрикционных колец по п. 12, характеризующийся тем, что предусмотрено множество контактирующих элементов (13) по любому из пп. 5-7, и в котором количество скользящих блоков (20) соответствует количеству контактирующих элементов (13), причем в компоновке на колесном диске (2) рельсового колеса (1) они расположены соответствующим образом, при этом
скользящие блоки (20) упираются с зазором в упорные стенки (19) соответствующего контактирующего элемента (13) и перемещаются радиально относительно друг друга относительно оси (А) вращения рельсового колеса (1) и фиксируют фрикционный кольцевой элемент (10) в направлении (U) вращения с передачей крутящего момента.
14. Набор (200) фрикционных колец по п. 13, характеризующийся тем, что скользящие блоки (20) могут быть расположены в виде болта в углублении (28) в колесном диске (2).
15. Набор (200) фрикционных колец по любому из пп. 12-14, характеризующийся тем, что набор (200) фрикционных колец содержит два фрикционных кольцевых элемента (10) для парной установки с обеих сторон колесного диска (2) рельсового колеса (1).
16. Набор (200) фрикционных колец по п. 15, характеризующийся тем, что по меньшей мере один из скользящих блоков (20) выполнен с возможностью фиксации с передачей крутящего момента в направлении (U) вращения обоих фрикционных кольцевых элементов (10) и в компоновке на колесном диске (2) рельсового колеса (1) продолжается через углубление (28).
17. Набор (200) фрикционных колец по п. 16, характеризующийся тем, что по меньшей мере один из скользящих блоков (20) в компоновке на колесном диске (2) рельсового колеса (1) является осевым относительно оси (А) вращения рельсового колеса (1) и/или закреплен во избежание вращения относительно его осевого продолжения с помощью соответствующих контактирующих элементов (13).
18. Тормоз (100) рельсового колеса с рельсовым колесом (1), имеющим ступицу (3) колеса и колесный обод (4) с поверхностью (5) катания, причем колесный диск (2) продолжается между ступицей (3) колеса и колесным ободом (4) и набор (200) фрикционных колец расположен по любому из пп. 12-17, как описано выше, и прикреплен на колесном диске (2) на рельсовом колесе (1) с помощью соединительных элементов (16).
19. Тормоз (100) рельсового колеса по п. 18, характеризующийся тем, что по меньшей мере один из соединительных элементов (16) содержит стяжной болт (22) и стопорную гайку (29).
20. Тормоз (100) рельсового колеса по п. 19 с набором (200) фрикционных колец по любому из пп. 16-18, характеризующийся тем, что по меньшей мере один соединительный элемент (16) прикрепляет оба фрикционных кольцевых элемента (10) к колесному диску (2).
21. Тормоз (100) рельсового колеса по п. 19 или 20, характеризующийся тем, что по меньшей мере один соединительный элемент (16) продолжается через сквозное отверстие (30) в колесном диске (2) и сквозное отверстие (30) имеет большее сечение, чем сечение секции соединительного элемента (16), расположенной в области сквозного отверстия (30).
