铁路车辆车轮以及配备有此车轮的铁路车辆的制作方法

本发明涉及轨道车辆车轮的领域，并且特定来说涉及具有集成悬架的轨道车辆车轮。

背景技术：

ep0,893,279a1公开一种具有集成悬架的轨道车辆车轮，其包括轮辋和环绕所述轮辋的轮胎，所述轮胎由轮辋经由由弹性体材料制成的两个弹性环支撑，以便提供轮辋与轮胎之间的悬架，以便改进滚动平顺性。

为了保证所述两个环中的一者相对于轮辋的定心，此环设置有分布在所述环的圆周上的多个螺柱，并且轮辋设置有分布在轮辋的圆周上的缺口，每一螺柱插入到相应缺口中。

然而，缺口必须精确机加工在轮辋中，这使得制造更困难并且增加其成本。这进一步需要提供显著安全裕量，这增加车轮的成本。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提出一种容易制造、并且制造更具成本效益的具有集成悬架的轨道车辆车轮。

为此，本发明提出一种具有中心旋转轴线的铁路车辆车轮，所述车轮包括：轮辋，其具有在其之间界定环形空间的两个同轴环形凸缘；轮胎，其环绕所述轮辋，并且包括接合在两个环形凸缘之间的环形空间中的支承部分；以及两个弹性环，每一弹性环轴向插设在支承部分与相应环形凸缘之间，支承部分经由弹性环支承在环形凸缘上，所述车轮包括形成在轮辋、轮胎或弹性环上的至少一个中空或突出定心凹凸部，每一定心凹凸部提供弹性环相对于轮辋或轮胎的定心，每一定心凹凸部是圆形的、定心在所述中心轴线上、并且周向连续。

所述车轮可以包括单独或根据任何技术可行组合考虑的以下任选特征中的一者或多者：

-所述车轮包括形成在环形凸缘上并且与弹性环的边缘协作以定心所述弹性环的至少一个突出定心凹凸部；

-所述车轮包括形成为中空或在弹性环上突出的至少一个定心凹凸部；

-所述车轮包括形成在弹性环上并且与环形凸缘的边缘协作以定心所述弹性环的至少一个突出定心凹凸部；

-所述车轮包括形成在支承部件上并且与弹性环的边缘协作以定心所述弹性环的突出定心凹凸部；

-所述车轮包括至少一对互补定心凹凸部，一个突出、而另一个中空，一个设置在弹性环上、而另一个设置在轮辋或轮胎上，所述两个定心凹凸部相互配合；

-所述车轮包括形成在轮辋的环形凸缘上或轮胎上并且装配在形成在环上的中空定心凹凸部中的至少一个突出定心凹凸部；

-所述车轮包括形成在环上并且装配在形成在轮辋的环形凸缘上或轮胎上的中空定心凹凸部中的至少一个突出定心凹凸部；

-所述车轮包括呈彼此相对的两个定心凹槽形式的两个定心凹凸部，一个凹槽布置在弹性环上、而另一个布置在轮辋的环形凸缘上或轮胎上，所述车轮进一步包括插入到所述两个凹槽中的定心压条；

-所述车轮包括彼此相对地布置在弹性环上和轮辋上的两个凹槽以及插入到所述两个凹槽中的定心压条；并且

-所述车轮包括彼此相对地布置在弹性环上和轮胎上的两个凹槽以及插入到所述两个凹槽中的定心压条。

本发明还涉及一种设置有至少一个如上文定义的车轮的铁路车辆。

【附图说明】

通过阅读仅作为实例提供并且参考附图进行的以下描述将更好地理解本发明及其优点，其中图1至8显示根据变型的具有集成悬架的铁路车辆车轮的截面半视图。

【具体实施方式】

在图1中，铁路车辆车轮2被提供成安装在铁路车辆上用于沿着铁路轨道引导所述车辆。

车轮2具有中心轴线a-a’，车轮2在操作期间围绕所述中心轴线旋转。车轮2包括轮辋4、环绕轮辋4的轮胎6以及插设在轮辋4与轮胎6之间的两个弹性环8。轮辋4经由两个弹性环8支承在轮胎6上。弹性环8因其弹性而提供轮辋4相对于轮胎6的悬架。弹性环8形成集成到车轮2中的悬架。轮辋4、轮胎6和环8是环形的，并且定心在车轮2的中心轴线a-a’上。

在一个实施例中，轮辋4和轮胎6各自由金属制成，并且弹性环8由弹性体材料制成。可选地，弹性环8包括由弹性体材料制成的主体以及嵌入由弹性体材料制成的所述主体中的金属插入件。

轮辋4包括在其之间界定环形空间14的两个同轴环形凸缘10。环形空间14由环形凸缘10轴向封闭，并且径向通向外侧。

环形凸缘10具有彼此相对的内部面10a。每一环形凸缘10的内部面10a面向另一环形凸缘10的内部面10a。内部面10a轴向界定环形空间14。

环形凸缘10的内部面10a是截头圆锥形的，并且径向向外彼此岔开。环形凸缘10的内部面10a之间的轴向距离随着径向向外移动而增大。环形空间14具有大致u形轮廓，此处具有从底部彼此岔开的分支。

此处，轮辋4包括使两个环形凸缘10彼此连接的管状轴向部件12。此处，轴向部件12与两个环形凸缘10中的一者(图1中，左侧)成一体，并且紧固在另一环形凸缘10(图1中，右侧)上。此处，紧固通过卡口配合完成。另一选择为或可选地，紧固例如并且如图1中所示出经由分布在轮辋4的圆周上的多个螺钉通过螺接完成，并且此处用混合线16表示。

另一选择为，两个环形凸缘10与轴向部件12分开，每一环形凸缘10例如通过卡口配合和/或通过螺接紧固在轴向部件12上。再另一选择为，一个环形凸缘10例如通过卡口配合和/或通过螺接直接紧固在另一环形凸缘10上，在两者之间无管状轴向部件。

此处，轮辋4包括从轴向部件12径向向内突出的内边缘18，以将轮辋4安装在轮轴的轮毂上。

轮胎6包括用于在轨道上滚动的滚动部分20，以及经由弹性环8支承在轮辋4上的支承部分22。滚动部分20环绕支承部分22。滚动部分20和支承部分22是环形的，并且定心在中心轴线a-a’上。滚动部分20和支承部分22优选地由单件材料制成。

滚动部分20具有径向向外转动的滚动表面20a。滚动部分20设置有环形胎圈24，其相对于滚动表面20a径向向外突出以沿着车轮2在其上滚动的轨道提供车轮2的侧向引导。胎圈24在滚动部分20的整个圆周上连续延伸。

支承部分22在界定在两个环形凸缘10之间的接纳空间中接合在两个环形凸缘10之间。支承部分22经由相应弹性环8支承在每一环形凸缘10上。每一弹性环8插入支承部分22与相应环形凸缘10之间。

支承部分22从滚动部分20朝向轮胎6的内部径向延伸。支承部分22的截面具有拐角形轮廓，其朝向内部变得径向更修长。支承部分22的轴向尺寸随着径向向内移动而逐渐减小。

支承部分22具有两个截头圆锥形支承面22a，每一支承面22a支承在相应弹性环8上。两个支承面22a径向向内朝向彼此靠拢。

每一弹性环8插入轮胎6的支承部分22与轮辋4的相应环形凸缘10之间。每一弹性环8定心在中心轴线a-a’上，并且周向连续。

每一弹性环8具有朝向环形凸缘10(其支承在环形凸缘10上)转动的外部面8a，以及朝向轮胎6的支承部分22转动的内部面8b。每一弹性环8的外部面8a和内部面8b为大致截头圆锥形。每一弹性环8的外部面8a和内部面8b大致彼此平行。

车轮2包括形成在轮辋4、轮胎6或弹性环8上以提供弹性环8相对于轮辋4或轮胎6的定心的至少一个定心凹凸部。

每一定心凹凸部是圆形的，并且沿着定心在中心轴线a-a’上的闭合圆形线连续延伸。

每一定心凹凸部是中空的或在支承所述定心凹凸部的元件(轮辋4、轮胎6或弹性环8)上突出。每一定心凹凸部的截面在定心凹凸部的整个长度上具有恒定轮廓。

在图1中，每一弹性环8包括呈定心突出部25形式的定心凹凸部，定心突出部25在弹性环8的朝向环形凸缘10(弹性环8支承在环形凸缘10上)转动的外部面8a上突出形成。定心突出部25是圆形的、定心在中心轴线a-a’上、并且周向连续。其截面在其整个长度上具有恒定轮廓。

此处，环形凸缘10设置有中空定心凹凸部，其与定心突出部25互补，并且定心突出部25装配在其中。此处，所述中空定心突出部以接纳定心突出部25的定心凹槽26的形式提供。定心凹槽26是圆形的、定心在中心轴线a-a’中、并且周向连续。其在其整个长度上具有恒定轮廓。

在所示出实例中，每一定心突出部25形成在弹性环8的外部面8a的具有最大直径的边缘上。此处，定心凹槽26径向向外开口。

另一选择为，环形凸缘10没有定心凹槽；定心突出部25覆盖环形凸缘10的具有最大直径的边缘。

图2的车轮2不同于图1的车轮之处在于，每一弹性环8进一步设置有定心突出部27，定心突出部27布置在弹性环8的朝向轮胎6的支承部件22转动的内部面8b中，支承部件22设置有与定心突出部27互补的中空定心凹凸部，此处，所述中空定心凹凸部呈定心突出部27装配在其中的定心凹槽28的形式。

每一定心突出部27形成在弹性环8的内部面8b的具有最大直径的边缘上。支承部分22的互补定心凹槽28形成在支承部分22的基部处，即，靠近支承部分22与滚动部分20之间的接合处。支承部分22的具有较大轴向尺寸的区域是机械应力最低的区域，使得可以在那里产生定心凹槽28。

在另一可能替代方案中，一个或每一弹性环8设置有定心突出部27，定心突出部27设置在其内部面8b上并且与布置在支承部分22中的定心凹槽协作，并且未提供与弹性环8支承靠压在其上的环形凸缘10协作的定心突出部。

在图3中，车轮2包括与轮辋4、轮胎6和弹性环8分开的定心压条30、32。每一定心压条30、32插入弹性环8(一方面)与轮辋4或轮胎6(另一方面)之间，同时接纳在布置在其插入其之间的两个部件中的每一者中的定心凹槽中。

图3的车轮2包括插入每一环形凸缘10与弹性环8之间、同时支承在所述环形凸缘10上的定心压条30，定心压条30部分接纳在布置在环形凸缘10中的定心凹槽34中，并且部分接纳在布置在弹性环中的定心凹槽36中。环形凸缘10的定心凹槽34和弹性环8的定心凹槽36彼此相对。

图3的车轮2还包括插入每一弹性环8与支承部分22之间的定心压条32，每一定心压条32部分接纳在布置在支承部分22中的定心凹槽38中，并且部分接纳在布置在弹性环8中的定心凹槽40中。

被设置成接纳定心压条30、32的每一定心凹槽34、36、38、40是圆形的、定心在中心轴线上、并且周向连续。被提供成接纳压条30、32的每一定心凹槽34、36、38、40具有恒定轮廓。

每一定心压条30、32是圆形的、定心在中心轴线a-a’上、并且周向连续。每一定心压条30、32具有恒定轮廓。此处，每一定心压条30、32的截面具有圆形轮廓，并且被设置成接纳压条30、32的每一定心凹槽34、36、38、40具有半圆形恒定轮廓。另一选择为，定心压条和对应定心凹槽具有非圆形轮廓。

在图3中，定心压条30插入每一弹性环8与弹性环8支承在其上的环形凸缘10之间，并且定心压条32插入每一弹性环8与轮胎6之间。

另一选择为，多于一个定心压条插入至少一个弹性环与轮胎之间和/或至少一个弹性环与所述弹性环支承在其上的环形凸缘之间。

而且，另一选择为，车轮2在至少一个弹性环与所述环支承在其上的环形凸缘之间没有定心压条和/或在至少一个弹性环与所述轮胎之间没有定心压条。

图4的车轮2不同于图1的车轮之处在于，支承部分22在每一支承面22a上设置有定心突出部42，对应弹性环8通过其内部面8b的具有较小直径的边缘径向支承在定心突出部42上。每一定心突出部42是圆形的并且定心在中心轴线a-a’上、周向连续并且具有恒定轮廓。

每一定心突出部42限定定心凸肩42a，定心凸肩42a径向向外转动，并且对应弹性环8支承靠压在定心凸肩42a上。

图5的车轮2不同于图4的车轮之处在于，每一环形凸缘10进一步包括呈定心突出部44形式的定心凹凸部，其从环形凸缘10的内部面10a朝向圆形空间14的内部轴向突出，并且弹性环8的外部面8a的具有较大直径的边缘径向支承靠压在其上。每一定心突出部44是圆形的、定心在中心轴线a-a’上、并且周向连续。其具有恒定轮廓。

每一定心突出部44界定定心凸肩44a，定心凸肩44a径向向内转动，并且环8通过其外部面8a的具有较大直径的边缘径向支承靠压在定心凸肩44a上。

每一弹性环8由其内部面8b的具有较小直径的边缘定心，内部面8b支承在布置在支承部分22上的定心突出部42上，并且其外部面8a的具有较大直径的边缘支承靠压在提供在环形凸缘10上的定心突出部44上，这提供精确定心。

在一个变型中，省略定心突出部42。

在图6中，车轮2包括与弹性环8的内部面8b和外部面8a的边缘相距一定距离形成在所述内部面8b和外部面8a上的定心凹凸部，轮胎6和环形凸缘10设置有互补定心凹凸部，其与弹性环8的定心凹凸部装配在一起。弹性环8、轮胎6和环形凸缘10的定心凹凸部是圆形的、定心在中心轴线a-a’上、周向连续并且具有恒定轮廓。

所述定心凹凸部以相互配合的定心凹槽和互补定心凸台的形式提供。

此处，每一弹性环8的外部面8a设置有定心凹槽46，并且对应环形凸缘10设置有装配在定心凹槽46中的互补定心凸台48。

此处，每一弹性环8的内部面8b设置有定心凹槽50，并且支承部分设置有装配在定心凹槽50中的互补定心凸台52。

可以例如通过将定心凸台放置在弹性环8上、并且将互补定心凹槽放置在轮胎6的支承部分22或适当环形凸缘10上来颠倒每一定心凹槽和相关联定心凸台的位置。

此外，可以通过仅在弹性环8与轮胎6的支承部分22之间或仅在弹性环8与弹性环8支承在其上的环形凸缘10之间设置定心凸台和定心凹槽来定心每一弹性环8。

在图7中，支承部分22的每一支承面包括呈定心凸台54形式的突出定心凹凸部，弹性环8通过其内部面8b的具有较大直径的边缘支承在支承部分22的定心凸台54上。

支承部分22的每一定心凸台54限定定心凸肩54a，定心凸肩54a径向向内取向，并且弹性环8通过其内部面8b的具有较大直径的边缘支承在定心凸肩54a上。

每一定心凸台54形成在支承部分22的基部处，在支承部分22与滚动部分20之间的接合处。

如图7中示出，每一弹性环8在其内部面8b的具有较大直径的边缘上设置有定心凸台54接合在其中的定心凹槽56。定心凹槽56径向向外开口。另一选择为，一个或每一弹性环8没有定心凹槽来接纳形成在轮胎的支承部分的基部处的定心凸台。

在图7中，每一环形凸缘10设置有呈定心凸台58形式的定心凹凸部，支承在所述环形凸缘10上的弹性环8通过其外部面8a的具有较小直径的边缘径向支承靠压在环形凸缘10的定心凸台58上。

每一环形凸缘10的定心凸台58限定每一环形凸缘10的定心凸肩58a，定心凸肩58a径向向外取向，并且弹性环8通过其外部面8a的具有较小直径的边缘径向支承靠压在定心凸肩58a上。

每一环形凸缘10的定心凸台58形成在环形凸缘10的内部面10a的基部处，靠近接纳空间14的底部。

如图7中示出，每一弹性环8在其外部面8b的具有较小直径的边缘上设置有形成在环形凸缘10上的定心凹槽60，定心凸台58接合在定心凹槽60中。另一选择为，一个或每一弹性环8没有定心凹槽来接纳形成在轮胎6的支承部分22的基部处的定心凸台58。

在图7的实施例中，每一弹性环8因其内部面8b的具有较大直径的边缘支承在支承部分的定心凸台54上、并且其外部面8a的具有较小直径的边缘支承在定心凸台58上而定心，这提供精确定心。

图8的实施例不同于图1的实施例之处在于，支承部分22的每一支承面22a在其支承面22a中的每一者上包括呈定心凸台62形式的突出定心凹凸部，对应弹性环8通过其内部面8b的具有较大直径的边缘支承靠压在定心凸台62上。

定心凸台62限定支承凸肩62a，支承凸肩62a径向向内转动，并且弹性环8径向支承靠压在支承凸肩62a上。

此处，支承凸肩62a是圆形的，同时凹入并且径向向内取向。支承凸肩62a具有大致四分之一圆形轮廓。弹性环8的内部面8b的具有最大直径的边缘是互补的。其是圆形的，同时凸起，其中凸起侧径向向外转动。

如图8中示出，每一弹性环由弹性主体64形成，弹性主体64由弹性材料(例如弹性体)制成，主体64由两个刚性插入件66、68(例如由金属制成)加强。每一插入件66、68是圆形的，并且定心在中心轴线a-a’上。

插入件66沿着弹性环8的外部面8a延伸，并且具有接合在定心突出部25中用于加强的弯曲外部脊66a。

插入件68沿着弹性环8的内部面8b延伸，并且具有沿着内部面8b的具有最大直径的边缘朝向外部面8a弯曲的外部脊68a。外部脊68a加强弹性环支承靠压在定心凸台66上的区域。

在变型中，可以省略弹性环8中的一者或每一弹性环8的插入件66、68中的一者或两个插入件66、68。

可以考虑图1至图8的实施例的变型及其变型。在包括中空定心凹凸部和互补突出定心凹凸部(一个提供在环上、而另一个提供在轮辋或轮胎上)的实施例中，可以颠倒中空定心凹凸部和突出定心凹凸部的位置。例如，如果突出凹凸部是环形凸缘、并且中空凹凸部在支承在所述环形凸缘的环上，则可以通过将中空凹凸部提供在环形凸缘上、并且将突出凹凸部提供在环上来颠倒位置。

在各种实施例及其变型中，使用中空定心凹凸部(例如，凹槽)或突出定心凹凸部(例如，突出部、肋、凸台等等)完成定心，所述定心凹凸部是环形的(特别是，圆形)、定心在车轮的中心轴线上、并且周向连续。这些定心凹凸部进一步具有恒定轮廓。此类定心凹凸部例如在轮辋、轮胎或弹性环的模制期间容易制造，在机加工期间不需要回到所述部件上，并且精细地保证有效且精确定心。因此，可以容易并且以低成本制造所述车轮。此外，可以提供较低机加工余量，从而使得可以精细地减轻车轮的重量，并且降低其成本。

如图1至图8中示出，所述车轮任选地具有减振环70，其插入到提供在轮胎上的凹槽中。减振环70用于吸收当车轮在轨道上滚动时可能产生的振动。此处，减振环70定位在接纳凹槽72中，接纳凹槽72提供在径向向内转动的滚动部件20的表面中。此处，接纳凹槽72轴向位于胎圈24的对面。