客車(chē)用車(chē)輪的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】客車(chē)用車(chē)輪
[0001] 本發(fā)明涉及車(chē)輪，尤其涉及客車(chē)用車(chē)輪，該車(chē)輪包括：輞部分，該輞部分用于接納 輪胎；以及盤(pán)部分，該盤(pán)部分連接至所述輞部分并且由一塊片狀金屬坯料通過(guò)成形以及切 割或沖壓而形成，所述盤(pán)部分包括中央部，該中央部具有車(chē)輪螺栓用的螺栓孔、輪轂用的中 央穴以及通過(guò)成形所述片狀金屬坯料而形成的多個(gè)徑向延伸的輪輻裝置，所述輪輻裝置用 于在輪轂與輞部分之間傳遞力，各個(gè)輪輻裝置設(shè)置有徑向延伸的中央腹板，該中央腹板在 兩側(cè)匯入徑向延伸的側(cè)向腹板，該側(cè)向腹板從所述中央腹板的平面向外彎曲，然后匯入到 邊緣腹板中，該邊緣腹板相對(duì)于所述側(cè)向腹板再?gòu)澔兀鲋醒敫拱宓膹较蛲舛艘约八?側(cè)向腹板的徑向外端匯入到周向環(huán)形的盤(pán)邊緣中，該周向環(huán)形的盤(pán)邊緣軸向地精確平行于 或大體平行于車(chē)輪軸線(xiàn)取向，并且使所有所述輪輻裝置彼此連接，所述盤(pán)邊緣由所述片狀 金屬坯料一體地形成，并且所述盤(pán)邊緣形成用于在輞部分與盤(pán)部分之間進(jìn)行連接的連接部 分，并且所述盤(pán)邊緣與相鄰的輪輻裝置的所述邊緣腹板一起界定通風(fēng)穴，該通風(fēng)穴在所述 邊緣腹板與所述盤(pán)邊緣之間的區(qū)域上延伸。
[0002] 根據(jù)申請(qǐng)人的EP 1 262 333 A2公知客車(chē)用的一般車(chē)輪，權(quán)利要求1的前序是基 于此客車(chē)用的一般車(chē)輪，工業(yè)上通常稱(chēng)此客車(chē)用的一般車(chē)輪為"結(jié)構(gòu)化輪"，并且申請(qǐng)人以 商標(biāo)名稱(chēng)"Vcrsastylc?"在市場(chǎng)上銷(xiāo)售上述客車(chē)用的一般車(chē)輪。與類(lèi)似的鑄鋁車(chē)輪相比，由 鋼坯料通過(guò)成形生產(chǎn)并且具有相當(dāng)大面積的通風(fēng)穴的此車(chē)輪憑借其結(jié)構(gòu)不僅在重量節(jié)約 方面，而且在樣式方面能夠與鋁輪一較高下，一方面因?yàn)檐?chē)輪具有由成形的多個(gè)輪輻裝置 與大通風(fēng)穴之間的相互作用產(chǎn)生的引入注目的外觀，另一方面因?yàn)榇塑?chē)輪可以使用不同的 轂帽，而不會(huì)對(duì)裝配有轂帽的車(chē)輪的總重量不利。
[0003] 根據(jù)EP 1 262 333 Al公知的客車(chē)用的一般車(chē)輪形成了一種新類(lèi)型的客車(chē)用凸起 的鋼輪，迄今，生產(chǎn)的此鋼輪僅具有五個(gè)螺栓孔以及相對(duì)于螺栓孔對(duì)稱(chēng)分布的五個(gè)輪輻裝 置。其它制造者也對(duì)此類(lèi)車(chē)輪提出了創(chuàng)新，例如由US 7, 104, 611 B2或EP 1 790 499 Al 所示，其中，描述了根據(jù)EP 1 262 333 Al的所述車(chē)輪的最小限度的變型，并且所有這些申 請(qǐng)都以此車(chē)輪作為最接近的現(xiàn)有技術(shù)。
[0004] 客車(chē)，尤其是小的、緊湊的而且中型的客車(chē)，常常需要四孔固定裝置的輪。因此，根 據(jù)EP 1 262 333 A2的輪結(jié)構(gòu)產(chǎn)生具有四個(gè)輪輻裝置以及四個(gè)螺栓孔的鋼車(chē)輪。
[0005] 本發(fā)明的目的是創(chuàng)制具有結(jié)合有特別大的面積的通風(fēng)穴的高強(qiáng)度與硬度的四孔 固定裝置的車(chē)用鋼輪。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)此目的原因在于：輪輻裝置的數(shù)量與螺栓孔的數(shù)量是四，并 且一個(gè)輪輻裝置與一個(gè)螺栓孔關(guān)于共同的徑向線(xiàn)以鏡像對(duì)稱(chēng)的方式布置，每個(gè)輪輻裝置的 寬度從中央部開(kāi)始朝徑向外側(cè)不斷變窄，每個(gè)通風(fēng)穴在輪輻裝置的最窄點(diǎn)處沿周向方向延 伸的弧長(zhǎng)大于盤(pán)部分至少在此基圓上的周長(zhǎng)的1/6,并且各個(gè)通風(fēng)穴在在布置于兩個(gè)相鄰 的輪輻裝置之間的中間的徑向線(xiàn)上具有最大的徑向凈寬，該徑向凈寬大于盤(pán)部分的金屬部 在相同的徑向線(xiàn)上的徑向?qū)挾取?br>[0007] 在根據(jù)本發(fā)明的車(chē)輪中，具有四個(gè)螺栓孔以及四個(gè)輪輻裝置，每個(gè)輪輻裝置都在 螺栓孔的延長(zhǎng)部分中延伸，根據(jù)本發(fā)明，各個(gè)通風(fēng)穴在輪輻裝置的最窄點(diǎn)處所具有的弧長(zhǎng) 大于所述盤(pán)部分在所述輪輻裝置的所述最窄點(diǎn)所在的相同的基準(zhǔn)圓上的周長(zhǎng)的1/6,同時(shí)， 各個(gè)通風(fēng)穴在徑向方向上延伸的凈寬等于或優(yōu)選大于金屬部分的寬度，該金屬部分位于盤(pán) 部分的與通風(fēng)穴在徑向內(nèi)側(cè)上接界的區(qū)域和中央孔之間，所述區(qū)域在該位置通過(guò)相鄰的輪 輻裝置的邊緣腹板的會(huì)合而形成。盤(pán)部分的金屬部分的徑向?qū)挾扰c通風(fēng)穴在相同的徑向線(xiàn) 上的凈寬的比率近似等于1，或優(yōu)選小于1。
[0008] 如果徑向?qū)挾扰c凈寬的比值（且因此，徑向?qū)挾?凈寬的商）為從0.85到0.95， 并且優(yōu)選為0. 9±0. 02,那么是非常有益的。
[0009] 進(jìn)一步優(yōu)選的是，所有輪輻裝置的中央腹板的徑向局部區(qū)段可各自在正交于車(chē)輪 軸線(xiàn)布置的平面中延伸，各個(gè)局部區(qū)段所具有的長(zhǎng)度等于或優(yōu)選大于通風(fēng)穴的凈寬的一 半。所述局部區(qū)段的長(zhǎng)度與所述凈寬的商優(yōu)選為從〇. 6到0. 7。
[0010] 邊緣腹板可具有深度，從在兩個(gè)相鄰的輪輻裝置之間的中間平分通風(fēng)穴的徑向線(xiàn) 開(kāi)始，所述深度先連續(xù)增大，然后再連續(xù)減小。因此，邊緣腹板第一在平分通風(fēng)穴的徑向線(xiàn) 上并且第二在輪輻的外端處具有其最窄的區(qū)域。
[0011] 進(jìn)一步有益的是，從中央部開(kāi)始，朝著輪輻外端的方向，輪輻裝置的側(cè)向腹板之間 的距離可先連續(xù)變窄，然后再變寬。如同前述措施一樣，即使有大面積的通風(fēng)穴，此措施也 有助于改進(jìn)盤(pán)部分的剛度以及承載負(fù)荷的能力。
[0012] 此外，如果中央腹板與側(cè)向腹板到邊緣腹板的過(guò)渡處之間的最大相對(duì)變形深度 在通風(fēng)穴的延伸范圍中為從IOmm到30mm，在徑向局部區(qū)段的區(qū)域中，最小深度優(yōu)選大于 10mm，那么是有益的。
[0013] 所述邊緣腹板的在所述通風(fēng)穴的徑向外部區(qū)域中與所述通風(fēng)穴接界的外側(cè)邊緣 可相對(duì)于所述螺栓孔與所述輪輻裝置的共同的徑向線(xiàn)以成角度的方式布置，所述角度為從 6°到10°，優(yōu)選為8° ±Γ。另選或此外，所述邊緣腹板的以及所述盤(pán)邊緣的與所述通風(fēng) 穴直接接界的外側(cè)邊緣可相對(duì)于所述車(chē)輪軸線(xiàn)以?xún)A斜方式布置或中斷。
[0014] 從根據(jù)附圖中示意性表示的本發(fā)明的車(chē)輪的兩種優(yōu)選構(gòu)造的以下描述來(lái)看，根據(jù) 本發(fā)明的車(chē)輪的更多的優(yōu)勢(shì)及構(gòu)造將變得明顯。在附圖中：
[0015] 圖1示出第一示例性實(shí)施方式中根據(jù)本發(fā)明的車(chē)輪的平面圖；
[0016] 圖2在立體圖中示出圖1的車(chē)輪；
[0017] 圖3示出沿圖1中的III-III的剖面圖；
[0018] 圖4示意性示出穿過(guò)輪輻裝置之一的截面；
[0019] 圖5示出第二示例性實(shí)施方式中根據(jù)本發(fā)明的車(chē)輪的平面圖；以及
[0020] 圖6在沿圖5中的VI-VI的剖面圖中示出圖5的車(chē)輪。
[0021] 在圖1至圖3中，附圖標(biāo)記50總體上表示第一示例性實(shí)施方式中根據(jù)本發(fā)明的車(chē) 輪，該車(chē)輪基本上由具有多個(gè)臺(tái)階部的圓形輞部分1組成，盤(pán)部分10緊固至圓形輞部分1 的內(nèi)側(cè)。接納輪胎（未示出）的輞部分1借助盤(pán)部分10的中央部11緊固至尤其是客車(chē)的 車(chē)輛（未示出）的輪轂（也未示出）。輞部分1繞輪軸線(xiàn)R以很大程度上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的方式 延伸，在車(chē)輪50的安裝狀態(tài)下，車(chē)輪軸線(xiàn)R與車(chē)輛輪轂的軸線(xiàn)基本一致。在所示的示例性 實(shí)施方式中，輞部分1與盤(pán)部分10兩者均由各自的片狀金屬坯料組成，如本領(lǐng)域的技術(shù)人 員原則上所公知的，就輞部分1而言，片狀金屬坯料經(jīng)過(guò)成形以及切割或沖壓而呈環(huán)形，就 盤(pán)部分10而言，片狀金屬坯料經(jīng)過(guò)成形以及切割或沖壓而呈盤(pán)形。為了將車(chē)輪1緊固至車(chē) 輛輪轂，盤(pán)部分10的中央部11設(shè)置有中央穴12,并且設(shè)置有相互偏移90度并布置在中央 部11中的四個(gè)螺栓孔13。在所示的示例性實(shí)施方式中，中央穴12具有朝輪的外側(cè)向上彎 曲的邊緣14。力在承載輪胎的輞部分1與連接至車(chē)輛輪轂的中央部11之間的傳遞由通過(guò) 成形片狀金屬而形成并具有多個(gè)臺(tái)階部的四個(gè)輪輻裝置15實(shí)現(xiàn)，各個(gè)輪輻裝置15均在螺 栓孔13之一的延長(zhǎng)部分中徑向向外延伸。各個(gè)輪輻裝置15均具有平面的中央腹板16,該 中央腹板與車(chē)輪軸線(xiàn)R正交布置，并且在周向方向上看時(shí)，中央腹板在兩側(cè)匯入到側(cè)向腹 板17中，該側(cè)向腹板徑向延伸并從中央腹板16的平面朝車(chē)輪的外側(cè)彎曲，然后匯入到邊緣 腹板18中，該邊緣腹板相對(duì)于側(cè)向腹板再?gòu)澔貋?lái)，由此，如圖4中示意性所示，各個(gè)輪輻裝 置15均基本上得到近似U形的截面。
[0022] 如尤其在圖1與圖2中能夠清晰看到的，各個(gè)輪輻裝置15的寬度均從中央部11 徑向朝外部直至輪輻裝置15的外端減小。四個(gè)輪輻裝置15的外端，或者中央腹板16的外 端以及至少側(cè)向腹板17的外端匯入到環(huán)形盤(pán)邊緣19中。如尤其在圖3中能夠清晰看到 的，尤其是通風(fēng)穴5的區(qū)域中的盤(pán)邊緣19被完全精確或近似完全精確地布置成與車(chē)輪軸線(xiàn) R平行。盤(pán)邊緣19,作為由用于盤(pán)部分10的開(kāi)始坯料一體地形成的盤(pán)的周向部分，使全部 四個(gè)輪輻裝置15相互連接。盤(pán)邊緣19形成連接部分，盤(pán)部分10借助于該連接部分優(yōu)選地 經(jīng)焊縫連接至輞部分1的下垂中央2的底面。兩個(gè)相鄰的輪輻裝置15的外部的裸露邊緣 18'以及與車(chē)輪軸線(xiàn)平行布置的盤(pán)邊緣19界定兩個(gè)輪輻裝置15之間的大面積的通風(fēng)穴5， 由此，該通風(fēng)穴在兩個(gè)相鄰的輪輻裝置15的邊緣腹板18與盤(pán)邊緣19之間的整個(gè)區(qū)域上延 伸。在根據(jù)本發(fā)明的車(chē)輪50中，螺栓孔13的數(shù)量以及輪輻裝置15的數(shù)量是四，并且給定 的螺栓孔13與給定的輪輻裝置15關(guān)于共同的徑向線(xiàn)Rl鏡像對(duì)稱(chēng)。因此，車(chē)輪50具有四 個(gè)通風(fēng)穴5。
[0023] 還能夠在圖1與圖2中清晰看到的是，在周向方向上看時(shí)，各種情況下朝相同的通 風(fēng)穴5取向的邊緣腹板18在與徑向線(xiàn)R2相交的點(diǎn)處匯入到彼此，其中，徑向線(xiàn)R2在兩個(gè) 螺栓孔13或兩個(gè)相鄰的輪輻裝置15之間對(duì)稱(chēng)布置，并因此在每種情況下都平分通風(fēng)穴5。 相鄰的輪輻裝置15的側(cè)向腹板17也在此徑向線(xiàn)R2上匯入到彼此，并且盤(pán)部分10沿此徑 向線(xiàn)R2具有最大的深度變形。
[0024] 各個(gè)輪輻裝置15以這樣的方式徑向朝外變窄：在各個(gè)輪輻裝置15的最窄點(diǎn)（大 致與輪輻裝置15和盤(pán)邊緣19之間的過(guò)渡區(qū)域一致，并在圖1中由附圖標(biāo)記B'表示）處， 各個(gè)輪輻裝置15的寬度等于或優(yōu)選小于盤(pán)部分10的周長(zhǎng)的1/12。與之相比，在周向方向 上看時(shí)，各個(gè)輪輻裝置15的可變寬度在圖1中總體上由附圖標(biāo)記B表示。在繞車(chē)輪軸線(xiàn)的 相同的基準(zhǔn)圓（在該基準(zhǔn)圓上，各個(gè)輪輻裝置15具有其最窄的寬度B'）上，通風(fēng)穴5相應(yīng) 地具有其最大弧長(zhǎng)，該弧長(zhǎng)在圖1中由附圖標(biāo)記L'表示。根據(jù)本發(fā)明，此最大的弧長(zhǎng)L'被 選擇成這樣，在L'與B'所在的相同的基準(zhǔn)圓上，各個(gè)通風(fēng)穴5所延伸的弧長(zhǎng)L'等于或優(yōu) 選大于盤(pán)部分的周長(zhǎng)的1/6。因此，所有四個(gè)通風(fēng)穴總共在盤(pán)部分10的周長(zhǎng)的2/3或優(yōu)選 大于2/3上延伸。因此，四個(gè)輪輻裝置15在其最小的寬度B'處總共覆蓋的長(zhǎng)度小于