用于轨道车辆的多件式的轨道车轮制造技术

本发明专利技术涉及一种用于轨道车辆的多件式轨道车轮(1)，其具有轮胎(6)、轮内部件(2)和至少一个布置在轮胎(6)和轮内部件(2)之间的电绝缘弹性体(5)，轮胎(6)通过其支撑在轮内部件(2)上，并具有安装在轨道车轮(1)位于外部的端面(7)上的电桥(8)，其具有第一接触元件(9)，该第一接触元件由导电材料构成并且以接触面(10)贴靠在轮胎(6)上，该电桥还具有第二接触元件(14)，其由导电材料组成并且以其接触面(24)贴靠在轮内部件(2)上，该电桥还包括连接接触元件(9、14)的电导体(11)，其中轮内部件(2)至少在区域(3)中由轻金属材料制成，电桥(8)分配给轮内部件(2)的接触元件(14)在该区域中以其接触面(24)贴靠在该轮内部件(2)上。为了在这种轨道车轮(1)中以简单的方式避免其中电桥的接触元件贴靠在轮内部件的由轻金属材料制成的区段上的接触位置处发生接触腐蚀的风险，本发明专利技术提出，贴靠在轮内部件(2)上的接触元件(14)的接触面(17'、24、31)在该接触元件(14)的由耐腐蚀的导电钢材料制成的区段(17、21、30)上形成。30)上形成。30)上形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于轨道车辆的多件式的轨道车轮


[0001]本专利技术涉及一种用于轨道车辆的轨道车轮，其由轮胎、轮内部件和至少一个布置在轮胎和轮内部件之间的电绝缘弹性体共同组成，轮胎通过弹性体支撑在轮内部件上。尽管弹性体引起电隔离，但为了仍在轮内部件和轮胎之间建立电连接，在轨道车轮位于外部的端面上固定有电桥，其具有第一接触元件，该第一接触元件由导电材料构成并且以接触面贴靠在轮胎上，该电桥还具有第二接触元件，其由导电材料组成并且以其接触面贴靠在轮内部件上，该电桥还包括连接接触元件的电导体。对于本专利技术特别重要的是，轮内部件至少在这样的区域中由轻金属材料构成，即，在该区域中，电桥的分配给轮内部件的接触元件以其接触面贴靠在该轮内部件上。

技术介绍

[0002]所述类型的多件式轨道车轮，在技术术语中也称为“橡胶减震轨道车轮”，优选用于公共交通的轨道车辆。根据标准，这些车轮由内部件以及由耐磨钢制成的轮胎组成，该内部件由轮毂、轮盘和轮辋组成，其分别由具有合适性能特征的钢材制成。通过布置在内部件与轮胎之间的至少一个的弹性体，轮胎在轮内部件上弹性缓冲，从而使行驶过程中由于轮胎在轨道上滚动而激发的高频振动或其他振荡以经缓冲的形式传递到轮内部件上以及与其相连的轨道车辆底盘上。通常，轮胎不仅借助于单个弹性体支撑在轮内部件上，而是设置了多个这样的弹性体，其以均匀的角度间隔围绕轨道车轮的旋转轴线分布，并以这样的方式布置在轮胎和轮内部件之间的间隙中。通过这样的方式简化了这种轨道车轮的组装。
[0003]由于用于该一个或多个弹性体的橡胶混合物的导电性较差，因此轮胎和轮内部件彼此电绝缘。然而，在短途交通中使用电气化轨道的情况下，轨道车轮通常除必须安全地承载车辆、在轨道上引导车辆并将驱动和制动扭矩传递到轨道上之外，还承担着闭合具有经由通过架空线引入的牵引电流的电流回路并将其引至作为返回导体的轨道的作用。
[0004]短途轨道车辆具体取决于车辆构型具有六到十个轮对，每个轮对有两个轨道车轮，并且通常使用直流电运行。电压通常为600
‑
750V。根据发动机功率和被驱动轮对的数量，总驱动电流在600
‑
1000A的范围内。在将驱动电流在轨道车轮上理想均匀分布地传递到轨道上的情况下，运行过程中每个车轮上通常会流过例如75A的电流。
[0005]然而，轨道和车轮之间或车轮的各个部件之间的不利接触条件会导致轨道车辆所接受的牵引电流不是由轨道车辆的所有车轮均等地传输，而是在极端情况下甚至仅由轨道车辆的某个单个的车轮传输。当在轨道上放置会阻碍电流流动的制动砂以增加摩擦时，这种情况可能会例如在重刹车之后出现。为了确保即使在这种情况下也能流过足够的电流来驱动车辆，轨道车轮通常设计为每个车轮至少可以连续传输500A的电流。
[0006]一方面对轨道和车轮之间的电气接触以及另一方面对轨道车轮的各个部件之间的电气接触提出了额外要求，即，在现代行驶引导系统中使用轨道车轮和轨道将信号从轨道车辆传输到铁轨上的控制装置上或传输至中央调度中心。例如，通过车轮和轨道之间的电接触将用于道岔和信号控制、线路空闲表示系统等的电开关脉冲从车辆引入到轨道中。
为了实现这一点，必须在从车辆到轨道的途中保持非常低的过渡电阻。
[0007]EN 13260中规定了轮对允许具有的最大过渡电阻。当轮对是新的时，其在1.8
‑
2.0V直流测试电压下的最大过渡电阻仅为0.01欧姆。根据EN 15313，运行期间的过渡电阻不得超过0.1欧姆。
[0008]在此处所讨论类型的橡胶减震轨道车轮中，只能通过至少一个单独安装在轨道车轮上的电桥将轮胎电连接至轮内部件来满足这一要求。在此电桥必须设计为可变形的，使得其不会影响车轮的弹性特性。如有必要，可在轨道车轮上安装两个或多个电桥，以例如确保可靠传输大电流或可靠传输信号。
[0009]电桥分别由导电性能非常好的铜绞线组成，在当今惯用的设计方案中，其在两端分别有一个电缆接线头形式的接触元件，其设计符合DIN标准46235。这些接触元件通常被拧到轮胎和轮辋的端面之一上。
[0010]所谓的“内部电桥”展示了一种替代方案。这里，这些电桥集成到此处所讨论类型的轨道车轮的弹性元件中。其由黄铜织物制成的接触盘和连接两个接触盘的传统电缆组成，该接触盘通过橡胶缓冲件的预压应力抵靠轮胎和轮辋挤压保持。例如在DE 2246580 B2中说明了电桥的这种设计。
[0011]桥接轮胎和轮内部件之间由弹性元件形成的绝缘层的另一种方式是，一方面在弹性元件和轮胎之间以及另一方面在弹性元件和轮内部件之间布置由镀锡铜片制成的接触片，并且，使用铜绞线连接两个接触片，如DE 1044145 B所述。
[0012]现今在实践中用于轨道车轮的用于传输驱动电流和信号电流的电桥中，用于将电桥与轮内部件和轮胎电耦合的接触元件由于需要良好的导电性而通常由铜材料制成。为了提高其抗氧化性，可以为接触元件设置锡涂层。电桥的电导体通常是传统的铜缆，其由足够厚的电绝缘塑料护套包围。
[0013]现代橡胶缓冲轨道车轮的轮胎，例如在DE 196 33 597 C2中所述，通常由高负荷钢组成，其使轮胎具有足够的耐磨性，同时形成与轨道的运行表面的摩擦配对，其确保驱动力的可靠传递。在此，电桥以其接触元件直接位于轮胎的钢上。以相同的方式，另一个接触元件位于轮内部件的对应区段的外侧，并且与制造该区段的材料直接接触。
[0014]当轮内部件的相关区段由轻金属材料制成时，这种布置尤其会导致问题。此类问题出现的原因如下，即电连接不仅受到来自电力传输本身的负载的影响，而且还受到环境介质的影响。例如，电桥的接触元件与轮胎和轮内部件之间的接触位置受到湿气，尤其是在下雨或下雪时发生的溅水的负担。已经证明，这在水分与盐分或类似物同时出现的季节或气候条件下尤为严重，例如在冬季或靠近大海的地区中的情况。尤其在这种情况下，彼此电接触的组件之间的湿气效果如同电解质一样。
[0015]众所周知，在由电化学电压序列中位置不同的金属材料制成的组件中，当同时被电解质润湿时会形成电位差，这导致“较不贵重”的金属的阳极溶解。在常规橡胶缓冲的轨道车轮的电桥中，在由钢制成的轮胎和轮内部件以及电桥的由铜组成的接触元件之间的接触区域中会出现这样的材料配对。例如，如果雨水在这种接触区域中充当电解质，并且接触元件以通常的方式镀锡以防止腐蚀，则存在以下电化学配对：
[0016][0017]在由铜材料制成的未镀锡的接触元件和由钢制成的轮胎之间直接接触的情况下，
适用
[0018][0019]据此，当存在锡层时，电压差为0.27V，当接触元件的铜与轮胎的钢直接接触时，电压差为0.75V。
[0020]实际经验表明，如果制造相互接触的部件的材料之间存在至少100mV的电位差，就会发生接触腐蚀。通过使用导电的油脂，例如基于铝化合物的油脂，在接触区域中可以很大程度上防止电解液的进入，使得在镀锡的铜电缆接线头与多件式轨道车轮的钢制部件结合时，根据经验不会发生腐蚀。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于轨道车辆的多件式的轨道车轮(1)，所述轨道车轮具有轮胎(6)、轮内部件(2)和至少一个布置在所述轮胎(6)和轮内部件(2)之间的电绝缘的弹性体(5)，所述轮胎(6)通过所述弹性体支撑在轮内部件(2)上，并具有安装在所述轨道车轮(1)位于外部的端面(7)上的电桥(8)，所述电桥具有第一接触元件(9)、第二接触元件(14)和连接接触元件(9、14)的电导体(11)，所述第一接触元件由导电材料构成并且以接触面(10)贴靠在所述轮胎(6)上，所述第二接触元件由导电材料组成并且以其接触面(24)贴靠在所述轮内部件(2)上，其中所述轮内部件(2)至少在区域(3)中由轻金属材料制成，电桥(8)分配给轮内部件(2)的接触元件(14)在所述区域中以其接触面(24)贴靠在所述轮内部件(2)上，其特征在于，贴靠在轮内部件(2)上的接触元件(14)的接触面(17'、24、31)在所述接触元件(14)的由耐腐蚀的导电钢材料制成的区段(17、21、30)上形成。2.根据权利要求1所述的轨道车轮，其特征在于，贴靠在轮内部件(2)上的接触元件(14)完全由耐腐蚀的导电钢材料构成。3.根据权利要求1所述的轨道车轮，其特征在于，以其接触面(24、31)贴靠在轮内部件(2)上的接触元件(14)由至少两个区段组成，其中一个区段是连接区段(15)，接触元件(14)通过所述连接区段(15)连接到电导体(11)，并且其中另一个区段是由耐腐蚀钢材料制成的接触区段(21)，所述接触区段以导电方式与所述连接区段(15)连接并且在所述接触区段上形成贴靠所述轮内部件(2)的接触面(24)。4.根据权利要求3所述的轨道车轮，其特征在于，所述连接区段(15)由比由耐腐蚀钢制成的接触区段(21)具有更高导电性的材料制成。5.根据权利要求3或4所述的轨道车轮，其特征在于，所述连接区段(15)在对应于轮内部件(2)的一侧上被所述接触区段(21)覆盖。6.根据权利要求3至5中任意一项所述的轨道车轮，其特征在于，所述连接区段(15)和所述接触区段(21)通过选择性补充有力配合的形...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗茨，
申请(专利权)人：波鸿交通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：