輪組軸和輪組及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的用于輪組，尤其是用于軌道車輛的軸，具有至少一個軸體，該軸體沿著縱軸線延伸。該軸體具有至少一個第一載荷離合器部段，其用于將力和/或轉(zhuǎn)矩導(dǎo)入到功能構(gòu)件中和/或從中導(dǎo)出，該功能構(gòu)件尤其是圓盤制動器的制動圓盤、軌道車輪、輪組軸軸承或驅(qū)動齒輪裝置。根據(jù)本發(fā)明，該軸體至少部分地由至少一種第一材料構(gòu)成，其中基本由非金屬第二材料構(gòu)成的纖維至少部分地嵌入在該第一材料中。優(yōu)選地，該軸體由多個纖維層構(gòu)成，尤其是由用于機械結(jié)構(gòu)方面穩(wěn)定輪組軸的承載層以及功能層、尤其是有用于對軸體進行狀態(tài)監(jiān)控的測量器和用于能量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ軐訕?gòu)成。本發(fā)明的軸體比傳統(tǒng)的軸體輕，通過承載層提供了更好的減振性能并能通過功能層簡化損傷探測。
【專利說明】
輪組軸和輪組及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 在此通過引用，優(yōu)先權(quán)申請DE102014000641.7的整體內(nèi)容構(gòu)成本發(fā)明的組成部 分。
【背景技術(shù)】
[0002] 軌道車輛的車輪常規(guī)由鋼制成，其中其結(jié)構(gòu)根據(jù)應(yīng)用可W是不同的。車輪由橫向 于行駛方向布置的輪組軸(下文部分地也被簡稱作"軸"）保持，所述輪組軸支承在軌道車輛 的行走機構(gòu)上。根據(jù)應(yīng)用，在該軸上設(shè)置制動裝置、尤其是制動圓盤和驅(qū)動輪、尤其是齒輪。 由車輪、軸和必要時的制動器和類似物構(gòu)成的整體單元被稱作輪組。
[0003] 由于輪組建立了軌道車輛的行走機構(gòu)和軌道之間的連接，因而輪組承受著較高的 負(fù)載，所述負(fù)載尤其是由垂直的支撐力、側(cè)面導(dǎo)向力，然而也由驅(qū)動裝置和制動力矩產(chǎn)生。 尤其是在軌道車輛高速行駛時，輪組失靈會導(dǎo)致較嚴(yán)重乃至特別嚴(yán)重的事故。因而人們對 輪組的機構(gòu)設(shè)計一直給予了極大的關(guān)注。
[0004] 傳統(tǒng)的輪組軸通常由大規(guī)模的或者中空的鋼軸組成，在所述鋼軸上布置容納區(qū) 域，借助形狀配合連接和/或力配合連接將車輪、制動圓盤、軸承和驅(qū)動輪布置在所述容納 區(qū)域上。
[0005] 目前在歐洲尤其是按照EN13103和EN13104標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計用于與車輪、制動圓盤等形狀 配合連接和/或力配合連接的輪組和連接系統(tǒng)。
[0006] 最近幾年的經(jīng)驗表明，在運些標(biāo)準(zhǔn)中描述的應(yīng)力狀態(tài)并不能總是符合尤其是在高 速列車上實際上在駕駛運行中出現(xiàn)的負(fù)載。
[0007] 其原因是，在運些高速列車的輪組軸中出現(xiàn)顯著的、誘發(fā)高頻扭轉(zhuǎn)振動的旋轉(zhuǎn)彎 曲應(yīng)力。作為運些負(fù)載的結(jié)果，許多輪組并且尤其是那里的輪組軸沒有滿足疲勞強度的標(biāo) 準(zhǔn)。術(shù)語"疲勞強度"在此如常規(guī)那樣理解為輪組或者說尤其是輪組軸的材料能夠在長時間 內(nèi)沒有疲勞現(xiàn)象地承受的負(fù)載。
[000引輪組軸非耐用的設(shè)計導(dǎo)致，在承受高應(yīng)力的區(qū)域中首先出現(xiàn)較小的裂縫，所述裂 縫可能擴大并且最終導(dǎo)致軸或者說輪組徹底失靈。如開頭提到的那樣，由于輪組徹底失靈 會導(dǎo)致顯著的事故，則必須在較短的間隔中檢查輪組或者說輪組軸是否形成裂縫。為此所 必需的測量方法、常規(guī)的超聲波方法或X射線方法是非常耗費時間的并且導(dǎo)致軌道車輛較 長的停車時間，運會顯著降低其經(jīng)濟性。當(dāng)前使用的輪組軸或者說輪組則必須基于其較高 的安全意義經(jīng)常被檢修和保養(yǎng)。運種"不連續(xù)"的狀態(tài)監(jiān)控是復(fù)雜的，并且需要大量時間密 集和成本密集的試驗方法。
[0009] 在運類情況下人們的第一個想法是，通過輪組相應(yīng)更大的尺寸來增加疲勞強度。 然而沖突的是，由此不僅僅增加了材料損耗，而且尤其是增加了非黃載質(zhì)量，運就其而言導(dǎo) 致增加了軌道和輪組的磨損，并且由此反過來又降低了運行安全性。
[0010] -種可能的解決方法在于，通過傳感裝置和制動裝置對輪組進行永久性的狀態(tài)監(jiān) 控。如在文件 DE 102004033432，DE 10200600154083 和 DE 102009053801 中描述的方法則已 經(jīng)是從輪組的微觀損壞出發(fā)，其中通過感應(yīng)輪緣不均勻的滾動性能來分析機械振動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于，提供一種尤其是用于軌道車輛的改進了的輪組軸、一種裝備 有該輪組軸的輪組、一種用于制造軸體的方法W及一種用于監(jiān)控所述輪組軸的方法。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪組軸來解決。帶有運樣一種輪組 軸的輪組是權(quán)利要求21的主題。用于制造運樣一種軸體的方法是權(quán)利要求22的主題。用于 監(jiān)控所述輪組的方法是權(quán)利要求23的主題。
[0013] 本發(fā)明待優(yōu)選的改進方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0014] 本發(fā)明實踐一種用于設(shè)計用于軌道車輛的輪組的新的途徑。替代迄今為止常規(guī) 的、由鋼構(gòu)成的輪組軸，現(xiàn)在建議一種由纖維增強材料、尤其是由纖維增強塑料材料構(gòu)成的 輪組軸，如此設(shè)計所述輪組軸，使得其耐久地承受甚至最高的應(yīng)力，并且如在從屬權(quán)利要求 和說明書中描述的本發(fā)明相應(yīng)的設(shè)計方案中那樣，也提供了運樣的可能性，即可靠地識別 輪組軸或者輪組上出現(xiàn)的負(fù)載、然而也包括可能的損壞。
[0015] 由此能夠相對于今天由鋼制成的輪組軸常規(guī)的檢修間隔期明顯地延長檢修間隔 期，而不會由此再次減小通過本發(fā)明提高的軌道車輛的運行安全性。
[0016] 通過使用纖維增強材料并且結(jié)合嵌入其中用于狀態(tài)監(jiān)控的功能層，本發(fā)明開辟了 用于通過更換成替代的時間高效且成本高效的試驗方法來永久地進行狀態(tài)監(jiān)控和/或用于 進行簡化的、非持續(xù)性地狀態(tài)監(jiān)控。
[0017] 對于相應(yīng)的設(shè)計方案，根據(jù)本發(fā)明的輪組軸或者說根據(jù)本發(fā)明的輪組此外提供了 可能性，即相對于傳統(tǒng)的輪組減輕了輪組的重量，由此改善了行駛動態(tài)，減小了軌道車輪和 軌道的磨損W及減小了能量損耗。
[0018] 此外要強調(diào)的是，對于相應(yīng)的設(shè)計方案，根據(jù)本發(fā)明的輪組也會形成相比對于傳 統(tǒng)的帶有由鋼制成的輪組軸的輪組的情況明顯更小的聲福射和由此更小的噪音負(fù)載。
[0019] 此外，第二材料的纖維在相應(yīng)選擇的取向時也有利于減震。
[0020] 本發(fā)明意義下的輪組是一個組件，然而所述組件并不一定僅僅具有軸和至少兩個 車輪，其中所述組件一方面用于與行駛面、尤其是鐵道接觸，并且另一方面能夠固定在車輛 上、尤其是在軌道車輛上。在下文中，借助帶有恰好兩個車輪的輪組對本發(fā)明進行描述，其 中運一描述并不應(yīng)該理解為是對本發(fā)明的限制。
[0021] 所述軸相對于車輛圍繞其縱軸線可旋轉(zhuǎn)地支承。所述軸用于與車輪抗扭轉(zhuǎn)地、尤 其是力配合地、形狀配合地和/或材料配合地并且必要時導(dǎo)電地連接。車輪用于在行駛面 上、尤其是軌道上進行滾動。優(yōu)選地，所述車輪也用于在軸和行駛面、尤其是軌道之間進行 導(dǎo)電。
[0022] 對于電動的軌道車輛，可W進行設(shè)置，即車輛中的電氣電流至少暫時地通過制動 圓盤流入到軸中、通過軸沿其中至少一個所述車輪并且通過該車輪流入到其中至少一個所 述軌道中，尤其是為了形成用于形式電流的封閉的電路，軌道車輛通常通過架空導(dǎo)線來安 裝所述電路。出于此目的，優(yōu)選其中至少一個所述車輪、特別優(yōu)選兩個車輪與所述軸、尤其 是與其中一個所述軸體導(dǎo)電地連接。
[0023] 本發(fā)明意義下的軸體可W理解為軸的組件，然而或者也可W理解為整個軸。所述 軸體沿著縱軸線、尤其是沿著所述軸的縱軸線延伸，所述縱軸線通常與所述軸的旋轉(zhuǎn)軸線 是同一條軸線。所述軸體設(shè)置用于，在輪組中與其中至少一個所述功能構(gòu)件、尤其是其中至 少一個所述車輪尤其是力配合地、形狀配合地和/或材料配合地并且必要時也導(dǎo)電地連接。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明地，所述軸體至少部分地由至少一種、尤其是可固化的第一材料構(gòu)成， 由基本上非金屬的第二材料構(gòu)成的至少部分纖維至少部分地嵌入在所述第一材料中。所述 第一材料尤其是用于粘結(jié)所述第二材料。優(yōu)選地，所述第一材料從具有聚合物、聚酸酸酬、 聚苯硫酸、聚諷、聚酸酷亞胺、聚四氣乙締、環(huán)氧樹脂、不飽和聚醋樹脂、乙締基醋樹脂、苯酪 甲醒樹脂、鄰苯二甲酸二締丙基樹脂、丙締酸甲醋、聚氨醋、氨基樹脂、密胺樹脂、尿素樹脂、 非鐵金屬材料和氧化物陶瓷材料的材料中選取。
[0025] 優(yōu)選地，第一材料在升高的溫度時、特別優(yōu)選的在對于軸的運行設(shè)置的最高溫度 之上的溫度時是可固化的。該優(yōu)選的設(shè)計方案的優(yōu)點在于第一材料改進了的耐高溫性和提 高了的穩(wěn)定性。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明，第一材料具有由基本上非金屬的第二材料構(gòu)成的至少部分纖維。該 纖維尤其是用于力的傳遞。所述纖維優(yōu)選地構(gòu)造成碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酷胺纖維、陶 瓷纖維和/或玄武巖纖維。在下文中將描述待優(yōu)選的設(shè)計方案或者說實施方式。
[0027] 所述纖維優(yōu)選構(gòu)造成尤其是管狀的編織物、織物或者織束。優(yōu)選地，所述軸體的體 壁部局部地具有多個層片或者許多不同的帶有纖維的層片。該優(yōu)選的設(shè)計方案的優(yōu)點在于 體壁部提高了的穩(wěn)定性、強度或者說彎曲剛度。
[0028] 本發(fā)明意義下的體壁部可W理解為軸體的壁或者說壁區(qū)域，所述壁或者說所述壁 區(qū)域尤其是用于容納來自車輛車輪和/或質(zhì)量體的力和/或轉(zhuǎn)矩。優(yōu)選地，所述體壁部沿著 軸或者說軸體的縱軸線借助于局部不同的壁厚來適配于地點和/或時間上出現(xiàn)的力或者轉(zhuǎn) 矩，軸或者說軸體的所述縱軸線通常與所述周或者說軸體的旋轉(zhuǎn)軸線是同一條軸線。
[0029] 在本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的實施方式中，該軸體設(shè)計成相對于其縱軸線旋轉(zhuǎn)對稱 的并且具有體壁部，所述體壁部包圍一優(yōu)選利用空氣填充的空腔。本發(fā)明意義下的縱向部 段可W理解為軸體的基本上圓柱形的并且優(yōu)選空屯、圓柱形的部段。
[0030] 所述縱向部段尤其是用于在兩個載荷離合器部段之間傳遞力或者說轉(zhuǎn)矩。優(yōu)選 地，縱向部段的壁厚沿著軸體的縱軸線基本上是均勻的。所述縱向部段的外直徑在此也被 稱作第一外直徑。優(yōu)選地，所述軸體具有其中多個所述縱向部段。本發(fā)明意義下的載荷離合 器部段尤其是可W理解為軸體的部段，所述部段用于將力和/或轉(zhuǎn)矩導(dǎo)入到功能構(gòu)件中和/ 或?qū)⒘?或轉(zhuǎn)矩從功能構(gòu)件中導(dǎo)出。
[0031] 出于運一目的，載荷離合器部段與不屬于軸體的功能構(gòu)件連接。所述載荷離合器 部段的外直徑在此被稱作第二外直徑。優(yōu)選地，所述第二外直徑適配于其中一個所述功能 構(gòu)件的孔圓周或者內(nèi)直徑。所述軸體優(yōu)選具有多個載荷離合器部段。
[0032] 優(yōu)選地，該軸體具有至少一個縱向部段，其中縱向部段的第一外直徑基本上是恒 定的，并且其中該第一載荷離合器部段具有另一個、優(yōu)選大于該縱向部段的第二外直徑。
[0033] 本發(fā)明意義下的功能構(gòu)件可W理解為尤其是在軸體或者說車輛減速和/或加速時 尤其是用于將轉(zhuǎn)矩或者說力傳遞到軸或者說其軸體上的裝置。根據(jù)一種優(yōu)選的設(shè)計方案， 功能構(gòu)件構(gòu)造成制動裝置的構(gòu)件、尤其是構(gòu)造成圓盤制動器的圓盤，其尤其是用于減小軸 體的轉(zhuǎn)速。此外，所述制動圓盤用于軸的電接觸。根據(jù)另一種優(yōu)選的設(shè)計方案，功能構(gòu)件構(gòu) 造成載荷導(dǎo)入元件，所述載荷導(dǎo)引元件尤其是用于提高軸體的轉(zhuǎn)速，也就是說構(gòu)造成驅(qū)動 裝置、尤其是驅(qū)動齒輪裝置。功能構(gòu)件的另一種優(yōu)選的設(shè)計方案是輪組軸軸承。軌道車輪也 是本意義下的功能構(gòu)件。優(yōu)選地，所述軸體此外具有第二載荷離合器部段。進一步地，所述 軸體具有第一端部和與該第一端部對置的第二端部。該第二載荷離合器部段也用于與一功 能構(gòu)件、尤其是車輪進行連接。優(yōu)選地，所述第一載荷離合器部段布置在所述第一端部的區(qū) 域中并且所述第二載荷離合器部段布置在該軸體的所述第二端部的區(qū)域中。
[0034] 所述軸體優(yōu)選具有多個、優(yōu)選Ξ個、四個或者五個運樣的載荷離合器部段，所述載 荷離合器部段布置在沿著軸體的縱軸線的不同位置處。
[0035] 優(yōu)選地，所述第一載荷離合器部段用于與第一車輪連接，并且所述第二載荷離合 器部段用于與第二車輪連接。優(yōu)選地，在此所述第一載荷離合器部段和所述第二載荷離合 器部段之間的間距基本上相當(dāng)于軌道路段的軌距。
[0036] 優(yōu)選地，在所述第一載荷離合器部段和所述第二載荷離合器部段之間布置至少一 個第Ξ載荷離合器部段。優(yōu)選地，所述第Ξ載荷離合器部段用于與功能構(gòu)件連接。該功能構(gòu) 件優(yōu)選構(gòu)造成載荷導(dǎo)入元件、制動圓盤或者輪組軸軸承。
[0037] 每個載荷離合器部段優(yōu)選用于與相應(yīng)的功能構(gòu)件連接。
[003引優(yōu)選地，所述輪組軸具有至少兩個沿輪組軸的軸向方向并列地布置的軸體。
[0039] 特別優(yōu)選地，在對于每個由軸向相鄰布置的且分別具有第一端部和與所述第一端 部對置的第二端部的、第一軸體和第二軸體組成的對的實施方式中，在所述第一軸體和第 二軸體之間如此布置載荷離合器部段，使得該載荷離合器部段布置在所述第一軸體的所述 第二端部的區(qū)域中和所述第二軸體的所述第一端部的區(qū)域中。
[0040] 優(yōu)選地，所述軸體尤其是具有軸體的體壁部、至少一個功能裝置。其中至少一個所 述功能裝置適合用于檢測該輪組軸的、其中至少一個所述軸體的、其中至少一個所述車輪 的或者所述輪組的一個或者多個運行參數(shù)。
[0041] 本發(fā)明意義下的運行參數(shù)可W理解為允許推斷出所述軸的、其中至少一個所述軸 體的、其中至少一個所述車輪的或者所述輪組的一個尤其是正常的、未計劃的和/未期望的 運行狀態(tài)的參數(shù)。
[0042] 運行參數(shù)能夠優(yōu)選通過一個或者多個測量器、傳感器或者探測器來確定，其中所 述測量器至少暫時地提供信號、優(yōu)選電壓和電流。
[0043] 此外，運行參數(shù)能夠優(yōu)選被控制裝置加工，并且能夠與尤其是一目標(biāo)值、尤其是與 所檢測的行參數(shù)關(guān)聯(lián)。運行參數(shù)例如是軸的、軸體的、車輪或者輪組的轉(zhuǎn)速、角加速度、振 動、溫度、水份、拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、彈性和無裂縫。
[0044] 運行參數(shù)的特定值或者值范圍能夠使軸、軸體、車輪或者輪組轉(zhuǎn)換到另一個運行 狀態(tài)中變得必要或者使其看起來是有意義的。
[0045] 優(yōu)選地，所述體壁部具有至少一個或者多個承載裝置。承載裝置設(shè)置用于支撐其 中至少一個所述功能裝置。進一步地，承載裝置用于容納來自其中至少一個所述車輪和/或 來自車輛的質(zhì)量體中的力。承載裝置具有該第一材料W及具有由該第二材料構(gòu)成的至少部 分纖維。該優(yōu)選的設(shè)計方案的優(yōu)點在于，改善功能裝置的、尤其是相對于軸體或者說輪組的 運行中的振動的粘結(jié)性或者說持久耐用性。
[0046] 本發(fā)明意義下的"支撐"可W理解為，承載裝置優(yōu)選借助于承載裝置和功能裝置之 間的材料配合連接反作用于功能裝置的、相對于軸體或者說軸的剩余部分的非希望出現(xiàn)的 相對運動。
[0047] 優(yōu)選地，所述體壁部具有至少兩個該承載裝置，其中所述至少一個功能裝置布置 在運些承載裝置之間。該優(yōu)選的設(shè)計方案的優(yōu)點在于，尤其是在來自軸體運行中的振動時 改善了功能裝置的粘結(jié)性或者說持久耐用性。
[0048] 優(yōu)選地，所述體壁部具有帶有尤其是金屬的功能層的區(qū)域，所述功能層例如構(gòu)造 成嵌入構(gòu)件。該功能層或者說該嵌入構(gòu)件尤其是用于：
[0049] ?提高體壁部的機械承載能力、尤其是提高體壁部允許的表面壓力，和/或
[0050] ?該車輪或者該功能構(gòu)件的電接觸，和/或
[0051] ?來自軸的環(huán)境中的功能裝置的電接觸，和/或
[0052] .功能裝置與其中一個所述功能構(gòu)件或者其中一個所述車輪電連接，和/或，
[0053] .相對于來自軸的周圍的機械應(yīng)力保護所述承載裝置。
[0054] 優(yōu)選地，該功能層或者該嵌入構(gòu)件是其中一個所述承載裝置的一部分。該優(yōu)選的 設(shè)計方案具有的優(yōu)點在于，提高了該承載裝置的強度或者剛度。
[0055] 優(yōu)選地，所述嵌入構(gòu)件構(gòu)造成磨損保護件、支承表面、電接觸表面、凹陷、突起、插 頭或者軸套。優(yōu)選地，所述嵌入構(gòu)件在第一材料固化之前輸送給承載裝置、特別優(yōu)選地插入 到所述承載裝置中。該優(yōu)選的設(shè)計方案具有的優(yōu)點在于對于車輛正常運行的其他功能能夠 被所述承載裝置滿足。
[0056] 優(yōu)選地，該車輪或者兩個車輪各具有一個所謂的輪盤。所述輪盤與所述軸或者說 其中一個所述軸體尤其是材料配合地、力配合地、形狀配合地和/或?qū)щ姷剡B接。
[0057] 本發(fā)明意義下的輪盤可W理解為旋轉(zhuǎn)對稱的并且與其中一個所述軸體、尤其是其 載荷離合器部段中的一個載荷離合器部段尤其是材料配合地、力配合地和/或形狀配合連 接的元件，所述元件尤其：
[0058] ?用于容納來自質(zhì)量體或者說車輛運動的力，
[0059] .用于支撐該輪胎中的一個輪胎并且用于將該輪胎與該軸體隔開，
[0060] ?必要時用于與所述軸或者說其軸體電連接。
[0061] 優(yōu)選地，該車輪或者兩個車輪各具有一個尤其是金屬的輪胎。所述輪胎用于在行 駛面上、尤其是在軌道上滾動。此外，所述輪胎必要時用于在軸和軌道之間進行導(dǎo)電。
[0062] 優(yōu)選地，該輪盤具有用于該輪胎中的一個輪胎的接觸面。該接觸面用于將該輪盤 與該輪胎尤其是力配合地并且必要時電連接。該優(yōu)選的設(shè)計方案具有的優(yōu)點在于，能夠?qū)?力、轉(zhuǎn)矩并且必要時將電流由輪盤傳遞到輪胎或者說沿相反方向進行傳遞。
[0063] 優(yōu)選地，該輪盤具有該第一材料W及由該第二材料制成的纖維。該優(yōu)選的設(shè)計方 案具有的優(yōu)點在于帶有該輪盤的車輪重量尤其是相對于鋼或者鐵合金制成的車輪減小。
[0064] 優(yōu)選地，所述輪盤至少具有一個尤其是金屬的圓盤插入件。該圓盤插入件尤其是 用于使輪盤固化或者說提高其承載能力W及在該輪胎和該軸體之間進行導(dǎo)電。優(yōu)選地，該 圓盤插入件沿軸向、尤其是在該軸體和該接觸面之間延伸。優(yōu)選地，所述輪盤具有其中多個 所述盤插入件，所述圓盤插入件沿不同的徑向方向延伸。該優(yōu)選的設(shè)計方案的優(yōu)點在于，除 了其承載作用，輪盤還能夠?qū)щ?，并且該輪盤的壁厚選擇比沒有構(gòu)造圓盤插入件的輪盤時 要更小。
[0065] 根據(jù)一種優(yōu)選改進方案，所述輪盤具有連接區(qū)域，所述連接區(qū)域設(shè)置用于與其中 一個所述載荷離合器部段連接。優(yōu)選地，該連接區(qū)域和該載荷離合器部段具有相互適配的 法蘭和/或孔圓周。優(yōu)選地，所述輪盤布置在其中兩個所述軸體之間，并且與該軸體尤其是 力配合地和/或形狀配合連接、特別優(yōu)選地旋緊。該優(yōu)選改進方案的優(yōu)點在于，輪盤與軸或 者說其中一個所述軸體是可拆卸的。
[0066] 根據(jù)一個第二優(yōu)選改進方案，其中一個所述軸體和其中一個所述輪盤相互一體地 構(gòu)造。該優(yōu)選改進方案的優(yōu)點在于軸體或者說軸和輪盤的減小了的整體重量。
[0067] 優(yōu)選地，所述軸體具有至少一個過渡區(qū)域。該過渡區(qū)域布置在該縱向部段和該載 荷離合器部段之間。所述過渡區(qū)域的外直徑優(yōu)選沿著該軸體的縱軸線由該縱向部段沿該載 荷離合器部段方向尤其是持續(xù)地、也就是說沒有直徑突變地增加。對于軸體的運種構(gòu)造方 式，減小了可能通過測得不同的第一外直徑和第二外直徑產(chǎn)生的缺口效應(yīng)。
[0068] 優(yōu)選地，該過渡區(qū)域、該縱向部段和該載荷離合器部段相互一體地構(gòu)造。該優(yōu)選的 設(shè)計方案具有的優(yōu)點在于改善了軸體的持久耐用性。
[0069] 優(yōu)選地，其中至少一個所述載荷離合器部段構(gòu)造成法蘭或者凸緣和/或具有至少 一個孔。
[0070] 優(yōu)選地，該載荷離合器部段構(gòu)造成法蘭。該法蘭用于將軸體尤其是力配合地與功 能部件、尤其是與軌道車輪、制動圓盤或者載荷導(dǎo)入元件連接。優(yōu)選地，該法蘭具有至少一 個尤其是環(huán)形的用于該功能構(gòu)件的接合面。
[0071] 特別優(yōu)選地，該載荷離合器部段尤其是在該貼合面中具有尤其是在孔圓周上的、 用于連接機構(gòu)的一個或者多個孔，所述連接機構(gòu)尤其是螺栓或者馴釘。該優(yōu)選的設(shè)計方案 的優(yōu)點在于能夠更容易地將該軸體與該功能構(gòu)件連接。
[0072] 優(yōu)選地，該載荷離合器部段構(gòu)造成凸緣。該凸緣尤其是用于與軸承接觸。特別優(yōu)選 地，該凸緣具有尤其是環(huán)形的貼合面或者在其外圓周上具有用于該軸承的滑動面。該優(yōu)選 的設(shè)計方案具有的優(yōu)點在于簡化了軸承的安裝。
[0073] 優(yōu)選地，該軸體的體壁部具有尤其是彈性的涂層。該涂層優(yōu)選用于保護第一材料 和/或第二材料不受環(huán)境影響例如熱、潮濕或者通過異物產(chǎn)生的機械作用的影響，其尤其是 用作落石保護部，和/或通過防止由軸體產(chǎn)生的聲波擴散用作消聲部。
[0074] 優(yōu)選地，所述功能裝置一個或者多個功能元件。所述至少一個功能元件尤其是用 于使車輛或者說軸順利運行。優(yōu)選地，所述功能裝置具有多種不同類型的功能元件，所述功 能原件用于車輛的順利運行而共同作用。特別優(yōu)選地，其中一個或者多個所述功能元件構(gòu) 造成電子組件。
[0075] 優(yōu)選地，其中至少一個所述功能元件構(gòu)造成測量器。該至少一個測量器用于檢測 其中至少一個所述運行參數(shù)。進一步地，所述測量器用于為控制裝置連同代表檢測測量值 的時間點的值提供一所屬的測量值。特別優(yōu)選地，所述測量器構(gòu)造成測力裝置、壓力測量裝 置、拉伸測量裝置、扭轉(zhuǎn)角測量裝置、位移路段測量裝置、旋轉(zhuǎn)頻率測量裝置、速度測量裝 置、光學(xué)測量裝置或者溫度測量裝置。
[0076] 優(yōu)選地，其中至少一個所述功能元件構(gòu)造成控制裝置，所述控制裝置用于控制或 者說監(jiān)控其中至少一個另外的功能元件、該軸、其中一個所述軸體、其中一個所述功能構(gòu)件 尤其是軌道車輪和/或其中一個所述輪盤。進一步地，控制裝置用于與其中一個所述測量器 和/或與該通訊裝置交換信息或者說信號。進一步地，所述控制裝置用于分析所檢測的測量 值。進一步地，所述控制裝置用于提供運行數(shù)據(jù)。
[0077] 本發(fā)明意義下的運行數(shù)據(jù)可W理解為:所檢測的測量值、所分析的測量值、測量值 的時間曲線、將所檢測的測量值與運行參數(shù)的目標(biāo)值比較、將所檢測的測量值的時間曲線 與運行參數(shù)的目標(biāo)值比較、將所檢測的測量值的時間曲線與運行參數(shù)的曲線比較-其中運 行參數(shù)的所計劃曲線在此被稱作目標(biāo)曲線及至少兩個所檢測的測量值的關(guān)聯(lián)性的結(jié) 果。
[0078] 優(yōu)選地，其中至少一個所述功能元件構(gòu)造成能量供給裝置，所述能量供給裝置用 于為其中至少一個所述功能元件尤其是供電。
[0079] 根據(jù)第一優(yōu)選改進方案，所述能量供給裝置構(gòu)造有電壓轉(zhuǎn)換器。所述電壓轉(zhuǎn)換器 用于尤其是當(dāng)給能量供給裝置輸送交流電時，為其中至少一個另外的所述功能元件提供運 行電壓。該優(yōu)選改進方案的優(yōu)點在于，能夠放棄車輛的中央電壓轉(zhuǎn)換器，或者說該功能裝置 對于車輛的中央電壓轉(zhuǎn)換器來說不是額外的負(fù)荷。
[0080] 根據(jù)第二優(yōu)選改進方案，尤其是為了尤其是從車輛的線圈無線地或者說感應(yīng)地接 收能量，所述能量供給裝置構(gòu)造有線圈。優(yōu)選地，所述線圈布置在其中一個所述體壁部中、 特別優(yōu)選地布置在其中一個所述載荷離合器部段中。該優(yōu)選改進方案的優(yōu)點在于，能夠放 棄用于將能量傳輸?shù)剿瞿芰抗┙o裝置的滑動接觸部。該優(yōu)選改進方案能夠與第一優(yōu)選改 進方案結(jié)合。
[0081] 根據(jù)第Ξ優(yōu)選改進方案，所述能量供給裝置構(gòu)造有必要時可充電的電池。所述電 池用作能量的緩存器，尤其是用于尤其是從車輛的能量接收暫時中斷的情況下。該優(yōu)選的 設(shè)計方案的優(yōu)點在于功能裝置提高了的可用性。該優(yōu)選改進方案與第一優(yōu)選改進方案和/ 或第二優(yōu)選改進方案結(jié)合。
[0082] 優(yōu)選地，其中至少一個所述功能元件構(gòu)造成數(shù)據(jù)存儲裝置，所述數(shù)據(jù)存儲裝置用 于存儲尤其是運些目標(biāo)值、目標(biāo)曲線和/或運行數(shù)據(jù)。進一步地，所述數(shù)據(jù)存儲裝置用于存 儲軟件。進一步地，所述數(shù)據(jù)存儲裝置用于為控制裝置和/或該通訊裝置提供所存儲的數(shù) 據(jù)。
[0083] 優(yōu)選地，其中至少一個所述功能元件構(gòu)造成尤其是傳輸線的或者無線的通訊裝 置，所述通訊裝置尤其是用于與該控制裝置和/或與一不屬于所述軸的外部通訊裝置交換 數(shù)據(jù)或者說信息。所述外部通訊裝置尤其是屬于車輛或者屬于車輛外部的保養(yǎng)裝置或者檢 驗裝置。通訊裝置尤其是用于：
[0084] .通報所述輪組的、所述軸的、其中一個所述輪盤的、其中一個所述軸體的和/或 其中一個所述功能構(gòu)件的、希望的或者非希望的運行狀態(tài)，和/或
[00化].通報運行數(shù)據(jù)。
[0086] 優(yōu)選地，所述通訊裝置構(gòu)造成線圈、天線、呼叫器、發(fā)光二極管、紅外接口、GSM組 件、短程無線電設(shè)備或者應(yīng)答器。該優(yōu)選的設(shè)計方案具有的優(yōu)點在于，能夠取消用于通報運 行狀態(tài)或者運行數(shù)據(jù)的電接觸部。
[0087] 優(yōu)選地，其中至少一個所述功能元件構(gòu)造成電流導(dǎo)通裝置，所述電流導(dǎo)通裝置用 于與其中另外一個所述功能元件、與其中一個所述功能構(gòu)件、與其中一個所述車輪和/或與 其中一個所述輪盤電連接。所述電流導(dǎo)通裝置用于使車輛與行駛面尤其是進行電連接。
[0088] 特別優(yōu)選地，其中一個所述電流導(dǎo)通裝置將其中一個所述測量器與該控制裝置連 接。特別優(yōu)選地，其中一個所述電流導(dǎo)通裝置將該能量供給裝置與該控制裝置和/或與其中 至少一個所述測量器連接。特別優(yōu)選地，所述電流導(dǎo)通裝置將制動圓盤與輪盤電連接。
[0089] 所述功能裝置的第一優(yōu)選實施方式具有其中至少一個所述測量器、該控制裝置和 該能量供給裝置。該優(yōu)選實施方式用于檢測軸體或者說軸的、尤其是機械應(yīng)力。該優(yōu)選實施 方式構(gòu)造用于，尤其是在通過所述控制裝置的策動下暫時地、尤其是周期性地檢測對于輪 組的、軸的、所屬的軸體的、其中一個所述輪盤的、其中一個所述車輪的和/或其中一個所述 功能構(gòu)件的運行參數(shù)的測量值。所述至少一個測量器、所述控制裝置和該能量供給裝置相 互之間優(yōu)選借助其中至少一個所述電流導(dǎo)通裝置進行電連接。該優(yōu)選實施方式的優(yōu)點在 于，能夠在運行期間監(jiān)控軸體或者說軸的操縱能力或者說完整性。
[0090] 該功能裝置的第一優(yōu)選改進方案具有該數(shù)據(jù)存儲裝置。所述數(shù)據(jù)存儲裝置尤其是 其中至少一個所述電流導(dǎo)通裝置通過與用于接收、尤其是交換數(shù)據(jù)的控制裝置連接。所接 收的數(shù)據(jù)、尤其是對于運行參數(shù)所檢測的測量值或者其他運行數(shù)據(jù)優(yōu)選與代表檢測測量值 的時間點的值一并儲存在所述數(shù)據(jù)存儲裝置中。運樣在所述數(shù)據(jù)存儲裝置中產(chǎn)生或者說存 儲帶有運行參數(shù)或者說運行數(shù)據(jù)的詳細(xì)報告。該優(yōu)選改進方案的優(yōu)點在于，尤其是用于保 養(yǎng)行為和/或用于技術(shù)方面的進一步開發(fā)能夠使用運份詳細(xì)報告。
[0091] 該功能裝置的第二優(yōu)選改進方案具有該通訊裝置。該通訊裝置尤其是通過其中至 少一個所述電流導(dǎo)通裝置與所述控制裝置和/或所述數(shù)據(jù)存儲裝置如此連接，使得能夠?qū)?所檢測的測量數(shù)據(jù)和/或尤其是所存儲的運行數(shù)據(jù)傳遞到一外部通訊裝置。該優(yōu)選改進方 案的優(yōu)點在于，車輛使用者、維護人員和/或開發(fā)人員能夠訪問數(shù)據(jù)存儲裝置的數(shù)據(jù)。
[0092] 優(yōu)選地，設(shè)計所述功能裝置能夠從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)。在第一狀態(tài)中，所述 功能裝置具有尤其是預(yù)定的第一電氣電阻化1。在第二狀態(tài)中，所述功能裝置具有尤其是預(yù) 定的第二電氣電阻。優(yōu)選地，設(shè)計所述功能裝置當(dāng)所屬的軸體的尤其是機械的負(fù)載超出了 一預(yù)定的最小負(fù)載時接受其第二狀態(tài)。特別優(yōu)選地，設(shè)計所述功能裝置，隨著高于該最小負(fù) 載增加的負(fù)載也接受更高的第二電氣電阻化2。該優(yōu)選的設(shè)計方案具有的優(yōu)點在于，能夠由 第二電阻Rf2推斷出尤其是機械的負(fù)載。
[0093] 根據(jù)第一優(yōu)選改進方案，所述功能裝置構(gòu)造成金屬線。隨著金屬線逐漸增大的塑 性拉伸，其電氣電阻增加。
[0094] 根據(jù)第二優(yōu)選改進方案，該功能裝置構(gòu)造成導(dǎo)電的薄膜、尤其是構(gòu)造成金屬薄膜。 隨著金屬薄膜逐漸增大的塑性拉伸，其電氣電阻增加。隨著拉伸增加，可傳導(dǎo)的薄膜局部開 裂，由此減小了對于導(dǎo)電有效的部段。
[0095] 根據(jù)第Ξ優(yōu)選改進方案，所述功能裝置具有尤其是用于該功能裝置的電氣電阻的 其中至少一個所述測量器。該優(yōu)選改進方案能夠與第一優(yōu)選改進方案或者第二優(yōu)選改進方 案結(jié)合。
[0096] 優(yōu)選地，所述功能裝置具有比同一軸體的其中至少一個相鄰的所述承載裝置更小 的斷裂伸長量。當(dāng)所述軸體尤其是由于機械負(fù)載而逐漸被拉長，并且此時超出了所述功能 裝置的斷裂伸長量，則所述功能裝置至少局部地開裂或者說斷裂。在研究該功能裝置時，由 其局部缺陷能夠推斷出拉伸性能。優(yōu)選地，借助熱成像進行該研究。
[0097] 優(yōu)選地，所述軸具有至少一個第一機構(gòu)，所述第一機構(gòu)方式由其中至少兩個所述 軸體和其中一個不屬于軸或者說該軸體的、尤其是金屬的功能構(gòu)件組成。所述功能構(gòu)件布 置在運兩個軸體之間。優(yōu)選地，所述功能構(gòu)件構(gòu)造成金屬的制動圓盤或者構(gòu)造成金屬的載 荷導(dǎo)入元件。優(yōu)選地，其中至少一個所述軸體和所述功能構(gòu)件尤其是力配合地和/或可拆卸 地相互連接。特別優(yōu)選地，其中至少一個所述軸體與該功能構(gòu)件電連接。該優(yōu)選的設(shè)計方案 的優(yōu)點在于，所述金屬的功能構(gòu)件有助于提高該第一機構(gòu)的強度或者說剛度，并且在其中 一個所述軸體存在缺陷時出現(xiàn)較少的浪費，運是因為僅僅需要替換有缺陷的軸體而不必更 換整個軸。
[0098] 優(yōu)選地，其中至少一個所述軸體的所述體壁部具有多個層，所述層優(yōu)選與軸體的 縱軸線同屯、地進行布置。每一層由至少一個纖維層片、然而優(yōu)選由多個纖維層片組成。所述 層尤其是設(shè)及承載層和功能層。
[0099] 承載層在此理解為運樣的層，所述層用于機械結(jié)構(gòu)方面穩(wěn)定輪組軸，并且由此應(yīng) 當(dāng)承擔(dān)在輪組軸運行中出現(xiàn)的力和轉(zhuǎn)矩，也就是說承擔(dān)承載作用的層。所述承載層優(yōu)選由 所述第一材料并且由所述第二材料制成。
[0100] 功能層理解成運樣的層，所述層基本上不具備承載作用，然而具有至少一個功能 元件。所述功能層通常并不由所述第一材料或者所述第二材料制成，而是根據(jù)所述功能元 件的類型由其他的金屬的或者非金屬的材料制成。
[0101] 由多個層、尤其是多個承載層組成的軸體的體壁部結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于，能夠基于第 一材料和第二材料的、也就是說纖維符合材料各向異性的屬性特征，尤其是基于第二材料 依賴于方向的彈性根據(jù)分別當(dāng)時的負(fù)載情況來優(yōu)化地設(shè)計所述軸和所述輪組。由此實現(xiàn)了 關(guān)于單個層的數(shù)量、厚度和結(jié)構(gòu)方面較大的靈活性并且因此獲得對于相應(yīng)的應(yīng)用情況較好 的適配性。
[0102] 優(yōu)選地，每個承載層具有特定的纖維角。纖維角在此理解成纖維軸線和軸體的縱 軸線之間的、沿數(shù)學(xué)正角方向的角，確切地說運是由于纖維通?；谳S體旋轉(zhuǎn)對稱的形狀、 即其切線是彎曲的。尤其是當(dāng)所述承載層通過W-恒定的角圍繞繞線忍或者圍繞最后纏繞 的、也就說徑向向內(nèi)相鄰的層制成時，在承載層內(nèi)的纖維角優(yōu)選是恒定的或者近乎恒定的。
[0103] 優(yōu)選的纖維角在此為0°、22.5°、30°、45°、60°和90°。0°的纖維角相當(dāng)于軸向的纖 維取向，不是通過纏繞纖維，而是通過利用軸向定向的纖維圍繞繞線忍或者說最后纏繞的 層捆扎墊子或者類似物來形成所述纖維角。90°的纖維角相當(dāng)于沿圓周方向的纖維取向，所 述纖維角實際上一般僅僅大體上W非常大的接近90°的角纏繞纖維來形成。
[0104] 具有特定的纖維角的承載層在此特別適合用于容納特定的機械負(fù)載狀態(tài)、所謂的 "偏好負(fù)載"，尤其是壓力、彎曲和扭曲。大致表明了，帶有大約0°纖維角的承載層的偏好負(fù) 載是彎曲負(fù)載，帶有大約45°纖維角的承載層的偏好負(fù)載是扭曲負(fù)載并且?guī)в写蠹s90°纖維 角的承載層的偏好負(fù)載是壓力負(fù)載。
[0105] 處于所提到的角之間纖維角具有偏好負(fù)載，所述偏好負(fù)載由多個負(fù)載狀態(tài)組成： 例如帶有22.5°纖維角的承載層的偏好負(fù)載是比例為1:1的扭曲負(fù)載和彎曲負(fù)載，并且?guī)в?30°纖維角的承載層的偏好負(fù)載是比例2:1的扭曲負(fù)載和彎曲負(fù)載.
[0106] 特別優(yōu)選的是，該軸體的纖維利用該軸體的縱軸線至少局部地圍成小于10度、優(yōu) 選小于5度、進一步優(yōu)選0度的角，或者至少局部地圍成20度至40度、優(yōu)選25至35度、進一步 優(yōu)選30度的角，或者至少局部地圍成大于80度、優(yōu)選大于85度、進一步優(yōu)選90度的角。
[0107] 同樣特別優(yōu)選地的是，該軸體具有至少兩個、優(yōu)選至少Ξ個與其縱軸線W不同徑 向間隔地布置的纖維層，并且至少兩個纖維層具有至少局部不同的機械特性和尤其是不同 的拉伸性能。
[0108] 此外特別優(yōu)選的是，如此設(shè)計至少一個纖維層，當(dāng)超出負(fù)載特定的闊值時其中至 少一個纖維進行永久地變形，并且設(shè)置至少一個功能裝置用于探測該永久變形。
[0109] 永久變形尤其是可W理解為纖維的不可逆的伸展、多度拉伸，或者也可W理解為 纖維的撕裂。尤其是當(dāng)設(shè)及導(dǎo)電的纖維時，通過測試?yán)w維的導(dǎo)電性便能夠容易地探測到纖 維的撕裂。
[0110] W運種方式，能夠及早地且可靠地探測出軸體的、軸的或者輪組的非希望的運行 狀態(tài)。當(dāng)運樣被探測的運行狀態(tài)反正使更換軸體成為必要的時，該實施方式則特別適合，運 是由于僅僅能夠?qū)嵤┪ㄒ灰淮瓮ㄟ^使纖維永久變形進行的探測。
[0111] 同樣特別優(yōu)選的是，在每個纖維層中，所述纖維具有特定的、在所述層內(nèi)恒定的纖 維角，并且所述軸體僅僅具有帶有恰好兩個不通的纖維角的纖維層。運極大程度地簡化了 軸體的制造方法。
[0112] 優(yōu)選地，在運種情況下，在其間沒有其他的纖維層的每兩個纖維層具有不通的纖 維角，也就是說，所述纖維層交替地具有所述兩個(唯一存在的)纖維角。必要時在纖維層之 間存在的、不是纖維層的功能層此時仍舊被忽略，運是因為其一般相對較薄，并且?guī)缀醪粫?影響到軸體的機械結(jié)構(gòu)特性。
[0113] 優(yōu)選地，所述纖維層在此交替地具有20至40度、優(yōu)選25至35度之間、進一步優(yōu)選30 度的第一纖維角和大于80度、優(yōu)選大于85度、進一步優(yōu)選90度的第二纖維角。
[0114] 特定的承載層機構(gòu)的其他優(yōu)點在于較小的形成裂紋的傾向W及較高的纖維體積 含量。當(dāng)確定軸體的體壁部的層狀結(jié)構(gòu)時，在個別情況下需要相對于運些和其他已經(jīng)提到 的優(yōu)點考慮帶有較少數(shù)量的層的簡單機構(gòu)。
[0115] 優(yōu)選地，相鄰的層具有不同的纖維角并且必要時具有不通的厚度，由此能夠很好 地調(diào)整并且根據(jù)理論和實驗知識進一步改善軸體的機械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性特性。優(yōu)選地，盡量 遠(yuǎn)地徑向向外布置基于彎曲應(yīng)力承受拉伸和壓力載荷的、帶有相應(yīng)的纖維角的纖維束，W 便確保特別高的材料利用率。根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的、尤其是用于軌道車輛的輪組至少 具有：
[0116] .帶有其中一個、優(yōu)選兩個或者多個所述軸體的軸，其中該軸體具有其中至少兩 個、優(yōu)選至少Ξ個所述載荷離合器部段，
[0117] ?其中一個或者多個所述功能構(gòu)件，其優(yōu)選構(gòu)造成制動圓盤或者載荷導(dǎo)入元件， 其中該功能構(gòu)件設(shè)置和設(shè)計用于其中一個所述軸體的其中一個所述載荷離合器部段連接。
[0118] 優(yōu)選地，該輪組具有根據(jù)其第一優(yōu)選實施方式的功能裝置，所述功能裝置具有測 量器、控制裝置和能量供給裝置。該優(yōu)選的設(shè)計方案具有的優(yōu)點在于能夠在其運行時監(jiān)控 所述輪組。
[0119] 根據(jù)本發(fā)明的、帶有根據(jù)其第一優(yōu)選改造方案的且具有數(shù)據(jù)存儲裝置的功能裝置 的輪組的優(yōu)點在于，能夠不斷地從數(shù)據(jù)存儲裝置中獲取運行數(shù)據(jù)。該優(yōu)選的設(shè)計方案具有 的優(yōu)點在于，所述輪組能夠通報尤其是非希望的運行狀態(tài)。
[0120] 優(yōu)選地，所述輪組具有其中多個所述制動圓盤。該優(yōu)選的設(shè)計方案具有的優(yōu)點在 于將車輛、尤其是軌道車輛和行駛面、尤其是軌道之間的電流分配到多個制動圓盤上。該優(yōu) 選的設(shè)計方案具有的優(yōu)點在于形成了多個冗余的電流通路。根據(jù)第一優(yōu)選改進方案，該輪 組具有其中兩個所述車輪。該車輪與其中不同的所述載荷離合器部段尤其是力配合地和/ 或?qū)щ姷剡B接。該優(yōu)選改進方案的優(yōu)點在于，所述輪組的重量相對于帶有金屬軸的常規(guī)輪 組減小了。
[0121] 根據(jù)第二優(yōu)選改進方案，該輪組具有其中兩個所述輪盤。該輪盤分別與其中至少 一個所述軸體尤其是力配合地、優(yōu)選導(dǎo)電地連接，并且特別優(yōu)選地與所述軸體一體地構(gòu)造。 進一步地，該輪組具有其中兩個所述尤其是金屬的輪胎。該輪胎與分別其中一個所述接觸 面力配合地和/或電連接。其中至少兩個所述載荷離合器部段設(shè)置用于支撐軸承，所述軸承 尤其是構(gòu)造成滾動軸承或者滑動軸承。該軸承用于容納來自車輛質(zhì)量體中的力。該軸承也 用于，關(guān)于車輛旋轉(zhuǎn)運動地保持所述輪組。優(yōu)選地，其中至少一個所述輪盤與其中一個所述 軸體導(dǎo)電地連接。特別優(yōu)選地，電流通路由其中一個所述制動圓盤、其中一個所述軸體、其 中一個所述輪盤W及其中一個所述輪胎構(gòu)成。為此，該軸體和該輪盤具有分別至少一個電 流導(dǎo)通裝置和/或至少一個金屬的插入件。該優(yōu)選的設(shè)計方案具有的優(yōu)點在于，電流能夠在 車輛、尤其是軌道車輛和行駛面、尤其是軌道之間流動。
[0122] 用于制造根據(jù)前述權(quán)力要求所述的軸的、尤其是用于制造所述軸的其中一個所述 軸體的方法，其特征在于其中至少一個、優(yōu)選所有的步驟：
[0123] (S1)準(zhǔn)備纖維材料或者說該第二材料作為尤其是管狀的編織物、織物或者織束， 其中尤其是準(zhǔn)備例如對于較大件數(shù)的待生產(chǎn)的軸體，準(zhǔn)備纖維材料作為管狀的編織物，在 此也稱作編織管，或者例如對于較小件數(shù)的待生產(chǎn)的軸體，將纖維材料的帶有不同纖維定 向的多個帶狀層片相互疊放成所謂的纖維層片帶，
[0124] (S2)圍繞尤其是旋轉(zhuǎn)對稱的成形件布置所述纖維材料，由此形成軸體巧件，其中 尤其是例如對于較大件數(shù)的待生產(chǎn)的軸體，將編織管套在本上旋轉(zhuǎn)對稱的成形件上，或者 例如對于較小件數(shù)的待生產(chǎn)的軸體，圍繞該基本上旋轉(zhuǎn)對稱的成形件纏繞纖維層片帶，
[0125] (S3)將尤其是帶狀的纖維材料尤其是圍繞所述軸體巧件布置在所述較后的軸體 的其中一個載荷離合器部段的區(qū)域中，其中所述纖維材料用于局部增加體壁部的壁厚，尤 其是用于構(gòu)造其中一個所述載荷離合器部段或者其中一個所述過渡區(qū)域。
[01%] (S4)將至少一個功能裝置、至少一個金屬的或者非金屬的成形件和/或至少一個 尤其是金屬的嵌入構(gòu)件布置在所述軸體巧件中或者所述軸體巧件上，
[0127] (S5)將尤其是可固化的第一材料添加到所述軸體巧件所述纖維材料中，其中尤其 是例如對于較小件數(shù)的待生產(chǎn)的軸體，在圍繞所述成形件纏繞所述纖維層片帶之前(也就 是說，在運種情況下在步驟S2之前實施步驟S5)，將纖維層片帶導(dǎo)引通過所述第一材料的槽 子，或者例如對于較大件數(shù)的待生產(chǎn)的軸體，圍繞W可分開的形狀的所述成形件布置的編 織管浸透了所述第一材料，并且利用過壓將所述第一材料噴入到該可分開的形狀中，
[0128] (S6)尤其是借助于提高所述第一材料的溫度來使所述第一材料固化，
[0129] (S7)將涂層安裝到所述軸體的區(qū)域上。
[0130] 所述成形件由尤其是鏡像對稱的、點對稱的或者旋轉(zhuǎn)對稱的基面沿著其縱軸線延 伸。在其中該軸體的體壁部包圍優(yōu)選利用空氣填充的空腔的實施方式中，所述成形件優(yōu)選 基本上相當(dāng)于該空腔。進一步地，所述成形件或者說所述空腔趨近所述軸體的外輪廓。
[0131] 優(yōu)選地，所述成形件構(gòu)造成多部分的、尤其是兩部分的，其中尤其是在完成所述軸 體巧件之后單個部分能夠相互拆分。該優(yōu)選的設(shè)計方案具有的優(yōu)點在于，所述軸體在其完 成后能夠簡便地從成形件中分離。
[0132] 優(yōu)選地，所述成形件相應(yīng)于貼合面地具有軸體的載荷離合器部段或者說縱向部 段。該優(yōu)選的設(shè)計方案具有的優(yōu)點在于利用圍繞成形件布置纖維材料至少局部地預(yù)先給出 所述軸體的幾何形狀。
[0133] 根據(jù)所述方法的第一優(yōu)選改進方案，利用步驟S1、S2、優(yōu)選S3、優(yōu)選S4、S5、S6并且 優(yōu)選S7制造所述軸體。
[0134] 根據(jù)所述方法的第二優(yōu)選改進方案，然而尤其是不僅僅對于較小件數(shù)的待制造的 軸體，按照所謂的纏繞工藝制造所述軸體。在此，根據(jù)步驟S1首先將纖維材料的帶有不同纖 維定向的多個帶狀層片相互疊放成所謂的纖維層片帶。在根據(jù)步驟2將所述纖維層片帶圍 繞成形件纏繞之前立即按照步驟S5將纖維層片帶導(dǎo)引通過所述第一材料的槽子。優(yōu)選地， 尤其是在所述纖維層片帶的、相應(yīng)于其中一個所述載荷離合器部段的區(qū)域中，根據(jù)步驟S3 布置尤其是帶狀的纖維材料的至少一個層片。優(yōu)選地，根據(jù)步驟S4將其中至少一個所述功 能裝置和/或其中至少一個所述嵌入構(gòu)件卷入到軸體巧件的兩個纖維層之間。接著，根據(jù)步 驟S6使所述第一材料固化。
[0135] 所述方法的第Ξ優(yōu)選改進方案示出了編織工藝和所謂的"樹脂傳遞模塑"（RTM)工 藝的組合。在此，首先根據(jù)步驟S1將纖維材料準(zhǔn)備成編織管，并且根據(jù)步驟S2圍繞可分開形 狀的該成形件制備所述纖維材料。優(yōu)選地，對于體壁部較厚的壁厚多次實施步驟S2,從而使 得多個編織管相互上下布置。在步驟S2過程中，相應(yīng)于軸體的形態(tài)至少局部地拉伸編織管。 優(yōu)選地，根據(jù)步驟S3尤其是在相當(dāng)于其中一個所述載荷離合器部段的成形件的區(qū)域中布置 尤其是帶狀的纖維材料的至少一個層片。優(yōu)選地，根據(jù)步驟S4,其中一個所述功能裝置和/ 或嵌入構(gòu)件布置在其中兩個所述編織管之間。接著根據(jù)步驟S5使第一材料在壓力下成形成 該模具。隨后根據(jù)步驟S7使第二材料固化。接著打開所述模具，并且取得所述軸體。
[0136] 在根據(jù)步驟1將纖維材料準(zhǔn)備成編織管時，優(yōu)選纖維或者說纖維束W相對于編織 管的縱軸線預(yù)定的原始角度纏繞在一起。在步驟S2中，將所述編織管套在所述成形件上。在 此，至少局部地拉伸所述編織管，并且適配于成形件的形態(tài)。在此尤其是由于通過成形件的 幾何形狀使編織管在運些較后的載荷離合器部段中伸長，改變了尤其是在較后的載荷離合 器部段區(qū)域中的單個纖維或者說纖維束的定向并且改變了其角度。在步驟S2之后，纖維或 者說纖維束關(guān)于成形件或者說較后的軸體的縱軸線的、已改變的約定的纖維角大于其相對 于編織管的縱軸線的原始角。
[0137] 優(yōu)選地，在至少一個較后的載荷離合器部段中的纖維或者說纖維束基本上垂直于 成形件的縱軸線定向。
[0138] 用于制造輪組的方法的特征在于下列步驟中至少一個步驟、優(yōu)選所有步驟：
[0139] (S11)制備其中至少一個所述軸體，其中所述軸體具有其中至少一個所述載荷離 合器部段，
[0140] (S12)將其中至少一個所述功能構(gòu)件添加到其中一個所述軸體中，
[0141] (S13)將其中一個所述功能構(gòu)件與其中一個所述軸體、尤其是與其中一個所述載 荷離合器部段尤其是力配合地和/或電連接，
[0142] (S14)添加其中一個所述車輪，
[0143 ] (S14 '）添加其中一個所述輪盤，其具有接觸面，
[0144] (S15)將其中一個所述車輪與其中一個所述軸體、尤其是與該軸體的其中一個所 述載荷離合器部段尤其是力配合地和/或電連接，
[0145] (S15'）將其中一個所述輪盤與其中一個所述軸體、尤其是與該軸體的其中一個所 述載荷離合器部段尤其是力配合地和/或電連接，
[0146] (S16)將其中一個所述尤其是金屬的輪胎添加到其中一個所述輪盤的其中一個所 述接觸面上
[0147] (S17)將其中至少一個所述輪胎與其中一個所述接觸面尤其是力配合地和/或電 連接。
[0148] 根據(jù)所述方法的該優(yōu)選設(shè)計方案的第一優(yōu)選改進方案，通過步驟S11、S12、S13、 S14、S15來制造輪組，其中對于每一個軌道車輪各實施兩次步驟S14和S15。
[0149] 根據(jù)所述方法的該優(yōu)選設(shè)計方案的第二優(yōu)選改進方案，通過步驟S11、S12、S13、 814'、515'、516、517來制造輪組，其中對于每一個軌道車輪各實施兩次步驟511、512、513、 S14'、S15'、S16、S17。該優(yōu)選改進方案的優(yōu)點在于，尤其是當(dāng)所述輪盤由與所述至少一個軸 體相同的材料制成時，所制造的輪組具有比按照第一優(yōu)選改進方案制造的輪組更小的重 量。
[0150] 根據(jù)第Ξ優(yōu)選改進方案，分別多次實施步驟S12和S13。在此，其中多個所述功能構(gòu) 件與所述軸體連接。該優(yōu)選改進方案能夠與第一優(yōu)選改進方案或者第二優(yōu)選改進方案結(jié) 合。該優(yōu)選改進方案的優(yōu)點在于，所制造的輪組同時具有其中多個所述功能構(gòu)件。
[0151] 根據(jù)第四優(yōu)選改進方案，多次實施步驟S11。在此，制造帶有其中多個所述軸體的 軸。該優(yōu)選改進方案能夠與第一優(yōu)選改進方案、第二優(yōu)選改進方案或者第Ξ優(yōu)選改進方案 結(jié)合。該優(yōu)選改進方案的優(yōu)點在于，當(dāng)其中一個所述軸體存在缺陷時，修理所制造的輪組伴 隨著較小的浪費，運是由于需要更換所述一個軸體，而并不需要更換整個軸。
[0152] 用于監(jiān)控其中一個所述軸的方法，其中設(shè)置至少一個控制裝置W及數(shù)據(jù)存儲裝 置、能量供給裝置、至少一個用于檢測至少一個運行參數(shù)的測量器和通訊裝置，所述裝置分 別與所述控制裝置W信號方式連接，其特征在于下列步驟中的至少一個步驟、優(yōu)選所有步 驟：
[0153] (S21)通過能量供給裝置尤其是無線地、尤其是通過感應(yīng)將能量輸送給該控制裝 置，
[0154] (S22)通過其中一個所述測量器、尤其是在通過所述控制裝置的策動下檢測用于 所述軸的運行參數(shù)的至少一個測量值，
[0155] (S23)通過所述測量器將所述至少一個測量值提供給該控制裝置，
[0156] (S24)通過該控制裝置分析所述至少一個測量值，由此獲得用于該運行參數(shù)的至 少一個值，在此尤其是將該測量值與至少一個目標(biāo)值或者與其中至少另外一個所述測量值 關(guān)聯(lián)得出關(guān)聯(lián)結(jié)果，
[0157] (S25)將所述至少一個測量值并且必要時將所述一個關(guān)聯(lián)結(jié)果、尤其是與代表檢 測測量值的時間點的值一并存儲在該數(shù)據(jù)存儲裝置中，
[0158] (S26)尤其是在該接收器的策動下，將所述至少一個測量值并且必要時將所述一 個關(guān)聯(lián)結(jié)果通過該通訊裝置傳遞到所述輪組外部的接收器上，
[0159] (S27)尤其是在該控制裝置的策動下，將預(yù)定的第一信號通過該通訊裝置尤其是 傳遞到所述輪組外部的接收器上，所述信號尤其是指示了用于該運行參數(shù)非希望的值，
[0160] (S28)尤其是在通過所述控制裝置的策動下或者在所述輪組外部的接收器的策動 下，將用于運行參數(shù)的運行數(shù)據(jù)和/或值通過該通訊裝置傳遞到該接收器上。
[0161] 所述方法的第一優(yōu)選改進方案的特征在于步驟S21、S22、S23、S24、S25，其中多次 地、特別優(yōu)選事件驅(qū)動地或者周期性地優(yōu)選實施所述步驟S21、S22、S23、S24、S25。該優(yōu)選改 進方案的優(yōu)點在于，在數(shù)據(jù)存儲裝置中形成運行數(shù)據(jù)詳細(xì)報告。
[0162] 所述方法的第二優(yōu)選改進方案的特征在于步驟S26,其中優(yōu)選多次地、特別優(yōu)選地 事件驅(qū)動地或者周期性地實施該步驟。優(yōu)選地，在火車經(jīng)過所述接收設(shè)備時，步驟S26在此 受靜止的、尤其是在軌道上或者在軌道中附近布置的接收設(shè)備、尤其是由所謂的應(yīng)答器策 動。該優(yōu)選改進方案的優(yōu)點在于，維護人員或者技術(shù)人員能夠得到其中一個所述測量值并 且能夠?qū)⑺鰷y量值用于其活動，并且當(dāng)火車經(jīng)過靜止的接收設(shè)備時，為了檢驗輪組必要 時不需要停止帶有該輪組的火車。該優(yōu)選改進方案能夠與第一優(yōu)選改進方案結(jié)合。
[0163] 所述方法的第Ξ優(yōu)選改進方案的特征在于步驟S27,其中優(yōu)選事件驅(qū)動地實施該 步驟。優(yōu)選地，所述接收設(shè)備而又設(shè)及一種靜止的接收設(shè)備。該優(yōu)選改進方案的優(yōu)點在于， 給維護人員、使用者或者技術(shù)人員提醒非希望的運行狀態(tài)。該優(yōu)選改進方案的優(yōu)點在于，當(dāng) 火車經(jīng)過靜止的接收設(shè)備時，為了檢驗輪組必要時不需要停止帶有該輪組的火車。該優(yōu)選 改進方案能夠與第一優(yōu)選改進方案和/或第二優(yōu)選改進方案結(jié)合。
[0164] 所述方法的第四優(yōu)選改進方案的特征在于步驟S28,其中優(yōu)選事件驅(qū)動地實施該 步驟。優(yōu)選地，所述接收設(shè)備而又設(shè)及一種靜止的接收設(shè)備。該優(yōu)選改進方案的優(yōu)點在于， 給維護人員、使用者或者技術(shù)人員能夠讀取運行數(shù)據(jù)或者運行參數(shù)并且將所述運行數(shù)據(jù)或 者運行參數(shù)應(yīng)用于其活動，并且當(dāng)火車經(jīng)過靜止的接收設(shè)備時，為了檢驗輪組必要時不需 要停止帶有該輪組的火車。該優(yōu)選改進方案能夠與第一優(yōu)選改進方案、第二優(yōu)選改進方案 和/或第二優(yōu)選改進方案結(jié)合。
[0165] 根據(jù)本發(fā)明地，應(yīng)用用于車輛尤其是用于軌道車輛的其中一個所述輪組或者一種 按照該方法制造的輪組。在此，輪組優(yōu)選關(guān)于車輛旋轉(zhuǎn)運動地進行支承。優(yōu)選地，能夠?qū)?有超出lOOkm/h的速度、特別優(yōu)選超出200km/h的速度的所述軌道車輛應(yīng)用在鐵路交通中。 確切地說，本發(fā)明特別優(yōu)選地能夠應(yīng)用在高速列車中。
【附圖說明】
[0166] 由下文中結(jié)合附圖得出本發(fā)明其他的優(yōu)點、特征和應(yīng)用可能性。其示出了：
[0167] 圖1示意性地、并且也W切面圖且立體地示出了根據(jù)本發(fā)明的、帶有載荷離合器部 段、縱向部段和過渡區(qū)域的軸體；
[0168] 圖2示意性地、并且也W切面圖且立體地示出了帶有具有相同第二外直徑的兩個 載荷離合器部段、縱向部段和兩個過渡區(qū)域的軸體；
[0169] 圖3示意性地、并且也W切面圖且立體地示出了帶有兩個載荷離合器部段、縱向不 斷和兩個過渡區(qū)域的軸體，其中所述兩個載荷離合器部段具有不同的外直徑；
[0170] 圖4示意性地、并且也W切面圖且立體地示出了帶有具有相同第二外直徑的四個 載荷離合器部段、多個縱向部段和多個過渡區(qū)域的軸體；
[0171] 圖5示意性地、并且也W切面圖且立體地示出了帶有屯個構(gòu)造成凸緣的載荷離合 器部段、帶有縱向部段的軸體；
[0172] 圖6示意性地、并且也W切面圖且立體地示出了帶有多個根據(jù)圖2或者說圖3的軸 體、帶有多個功能構(gòu)件和帶有兩個力配合連接的車輪的軸體；
[0173] 圖7示意性地、并且也W切面圖且立體地示出了輪組的另一種實施方式，所述輪組 帶有多個軸體、多個功能構(gòu)件和兩個材料配合連接的車輪；
[0174] 圖8示意性地、并且也W切面圖且立體地示出了輪組的另一種實施方式，所述輪組 帶有僅僅一個根據(jù)圖5的軸體、帶有多個載荷離合器部段、多個功能構(gòu)件和兩個車輪；
[0175] 圖9示意性地W切面示出了兩個帶有多個層狀結(jié)構(gòu)的體壁部；
[0176] 圖10示出了帶有體壁部的軸體的立體示圖，所述體壁部具有較多數(shù)量的層；
[0177] 圖11示出了根據(jù)圖10的軸體的體壁部的、帶有在單個承載層中的纖維角的細(xì)節(jié)示 圖。
【具體實施方式】
[0178] 圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的、帶有載荷離合器部段3、縱向部段1和過渡區(qū)域 2的軸體5,具體來說在圖la)中從側(cè)面(平行于縱軸線）、在圖lb)中從右端側(cè)出發(fā)、在圖Ic) W縱切圖(AS-AS)并且在圖Id)中在立體斜示圖中對其進行了示出；在圖2和圖3中示出了用 于根據(jù)本發(fā)明的其他軸體的相應(yīng)示圖。
[0179] 軸體5的體壁部由纖維增強的、可固化的材料構(gòu)成。體壁部的壁厚是均勻的。載荷 離合器部段3構(gòu)造成法蘭。過渡區(qū)域2布置在載荷離合器部段3和縱向部段1之間。
[0180] 圖2示意性地示出了另一個軸體5,所述軸體與根據(jù)圖1的軸體相反構(gòu)造帶有兩個 載荷離合器部段3a、3b和兩個過渡區(qū)域2a、2b。體壁部的壁厚是均勻的。載荷離合器部段3曰、 3b具有相同的第二外直徑，并且構(gòu)造成用于W與功能構(gòu)件連接的法蘭。法蘭分別具有平行 于軸體的縱軸線的、孔4的機構(gòu)，其中所述孔4形成兩個孔圓周，所述孔圓周均帶有12個孔4， 每兩個相鄰的孔4之間的角度間隔是恒定的。
[0181] 圖3示出了另一個軸體5,其載荷離合器部段3a、3b與根據(jù)圖2的軸體相反具有不同 的外直徑。體壁部的壁厚是均勻的。包括該載荷離合器部段3a、3b也構(gòu)造成用于與功能構(gòu)件 或者車輪連接的法蘭。第一載荷離合器部段3a設(shè)置用于與制動圓盤連接。第二載荷離合器 部段3b設(shè)置用于與車輪連接。所述法蘭分別具有平行于軸體的縱軸線的、孔4的機構(gòu)，其中 所述孔4形成兩個孔圓周，所述孔圓周均帶有12個孔4,每兩個相鄰的孔4之間的角度間隔是 恒定的。
[0182] 圖4示意性地示出了帶有具有相同第二外直徑的載荷離合器部段3曰、36、3(：、3(1、帶 有Ξ個縱向部段laab、lc和帶有多個過渡區(qū)域2曰、26、2(3、2(1的軸體5，具體來說在圖4曰）中 從側(cè)面(平行于縱軸線）、在圖4b)中在立體斜示圖中、在圖lc)W縱切圖（DS-DS)對其進行了 示出;在圖5至圖8中示出了用于根據(jù)本發(fā)明的其他軸體或者軸組的相應(yīng)示圖。
[0183] 在兩個載荷離合器部段3b，3c的區(qū)域中，軸體5的體壁部的壁厚大于其在縱向部段 laab、lc中的壁厚。該兩個載荷離合器部段3b，3c設(shè)置用于與各一個制動圓盤連接，而另外 兩個載荷離合器部段3a、3d設(shè)置用于與各一個車輪連接。與圖1至圖3類似的，法蘭均具有孔 4的機構(gòu)。
[0184] 圖5示意性地示出了帶有具有多個構(gòu)造成凸緣的載荷離合器部段3a-3g并且?guī)в?縱向部段la-lf的軸體5。在載荷離合器部段3a-：3g的區(qū)域中，體壁部的壁厚大于在其縱向部 段la-lf中的壁厚。
[0185] 圖6示意性地示出了帶有根據(jù)圖2或者說圖3的軸體5a-5f、帶有多個功能構(gòu)件尤其 是制動圓盤6a、6b、6c并且?guī)в袃蓚€力配合連接或者說旋緊的車輪7a、7b。在此，軸體5c和5d 是根據(jù)圖2的軸體，并且軸體5a、5b、5e和5f是根據(jù)圖3的軸體。該功能構(gòu)件6a、6b、6c力配合 地與其中各兩個所述軸體化/5c，5c/5d，5d/5e連接或者說旋緊。為了力配合地與車輪7a，7b 連接，相應(yīng)的載荷離合器部段5a/5b、5e/5f具有更大的外直徑。每個軸體5a-5f (相應(yīng)于圖2 和3,并且因此在圖6中未詳細(xì)標(biāo)識出細(xì)節(jié))具有縱向部段、兩個載荷離合器部段和兩個過渡 區(qū)域。
[0186] 圖7示意性地示出了輪組的另一種實施方式，所述輪組帶有多個軸體5曰、56、5(：、多 個功能構(gòu)件即制動圓盤6a、6b、6c和兩個材料配合連接的車輪7a、7b。車輪7a、7b構(gòu)造具有輪 盤8a、m3和金屬的輪胎9a、9b。軸體化具有總共五個載荷離合器部段，而軸體5a和5c分別具 有兩個載荷離合器部段(未詳細(xì)標(biāo)記）。輪盤8a、8b與軸體加較外的載荷離合器部段材料配 合連接，并且和具有與軸體化的體壁部相同的纖維加強的、可固化的第一材料。
[0187] 圖8示意性地示出了輪組的另一種實施方式，所述輪組帶有僅僅一個根據(jù)圖5的軸 體5、帶有屯個載荷離合器部段(在圖8中未詳細(xì)標(biāo)記）、帶有Ξ個功能構(gòu)件尤其是制動圓盤 6a、6b、6c并且?guī)в袃蓚€車輪7a、7b。
[0188] 尤其是為了示出在功能層和承載層中的結(jié)構(gòu)劃分，圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的軸體 的體壁部的示例性結(jié)構(gòu)圖，所述體壁部帶有六個大致相同厚度的層(圖9a)或者Ξ個部分不 同厚度的層（圖％)。
[0189] 在圖9a)中示出的層狀結(jié)構(gòu)中，最外的層10、11是功能層，所述功能層例如具有測 量器或者由金屬材料制成并且用于能量傳輸，而處于內(nèi)部的層12、13、14、15則是由第一材 料、例如環(huán)氧樹脂制成的承載層，由第二材料、例如碳制成的纖維嵌入在所述第一材料中。
[0190] 而在圖9b)中示出的層狀結(jié)構(gòu)又具有功能層10、11，然后僅僅具有一個相應(yīng)較厚的 承載層16,從而使得在圖9a)和圖9b)中的體壁部的整體厚度大致是相同的。
[0191] 圖10示出了軸體的示意性立體圖，所述示圖沿軸體的縱軸線剖開，并且其中階梯 狀切開地示出了所述層。軸體的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于在圖1中示出的、帶有縱向部段1、過渡區(qū)域2和 載荷離合器部段3的軸體。
[0192] 軸體具有帶有23層的體壁部，即Ξ個功能層F01、F02、F03W及20個承載層L01- L20。在此，為了清楚起見，在圖10中分別兩個承載層或者兩個承載層和一個功能層W圖形 方式共同表示成一層。軸體關(guān)于其縱軸線A01旋轉(zhuǎn)對稱。
[0193] 單個的層在縱向部段1的區(qū)域中形成圍繞縱軸線A01同屯、的圓柱形周邊表面，在過 渡區(qū)域2中徑向向外擴展并且在作為圓環(huán)形圓盤的載荷離合器部段3中垂直于縱軸線A01延 伸。
[0194] 圖11示意性地示出了在縱向部段1區(qū)域中的、通過根據(jù)圖10的軸體的體壁部的未 按正確比例示出的橫截面，其中徑向內(nèi)側(cè)面(層F01)在示圖中位于左側(cè)，并且徑向外側(cè)面 (層L20)在示圖中位于右側(cè)。
[01M]將功能層（由內(nèi)向外來看)布置成第一層FOl、第十二層F02和22進行布置。在功能 層F01和功能層F02之間布置十個承載層L01-L10,并且在功能層F02和F03之間布置九個承 載層L11-L19。功能層F03被最外的承載層L20覆蓋，所述承載層L20同時形成尤其是彈性的 保護層。
[0196] 如果忽視功能層。01-。03，則承載層1^01-1^20的序列交替地由分別3.5111111厚、帶有 30°纖維角的層L01，L03..丄19W及分別0.5mm厚、帶有接近90°纖維角的層L02，L04..丄20 組成。
[0197] 所說明的纖維角在此僅僅適用于縱向部段1的區(qū)域中。在過渡區(qū)域2和在載荷離合 器部段3中，纖維取向會根據(jù)克萊洛定律(其適用于測地線，也就是說不考慮摩擦)按照下列 方式改變：
[019引 Sina · r = Cc(r，a) =常數(shù)konst.)，
[0199] 其中α表示纖維角，r表示繞線忍的半徑，并且Cc(r，a)表示克萊洛常量。
[0200] 因而例如當(dāng)纖維角為30°、縱向部段1的直徑D1為200mm并且載荷離合器部段3的直 徑D2為1000mm時，形成纖維角大約5.8°的纖維角。通過"充分利用"纖維和地表之間的摩擦， 纖維取向會在大致+/-15 %范圍中發(fā)生變化。
[0201] 對于載荷離合器部段3的優(yōu)化設(shè)計方案，然而希望纖維角接近90°。為此，優(yōu)選在使 用其他纖維半成品的情況下大致在預(yù)成型工藝中形成載荷離合器部段3。在此例如將編織 好的半成品裝飾成一個模具，并且隨后利用金屬烙液進行灌注。
[0202] 在圖11中示出的、帶有40mm承載層總厚度的層狀結(jié)構(gòu)的特點在于簡單的結(jié)構(gòu)、較 低的裂紋形成傾向和較高的纖維體積含量。
[0203] 如已經(jīng)說明的，承載層L01-L20用于機械結(jié)構(gòu)地穩(wěn)定所述軸體。
[0204] 功能層F01-F03具有功能元件，所述功能元件基本上不具備承載功能。
[0205] 運一方面可W是承載層和輪組軸或者說輪組的用于進行狀態(tài)監(jiān)控"在線狀態(tài)監(jiān) 控"）的結(jié)構(gòu)元件，尤其是銅織物Γ網(wǎng)格"）、光學(xué)玻璃纖維(布拉格光柵）、壓電陶瓷元件或者 管狀管線元件。運些功能元件電氣地、光電地或者說液壓地互連，W滿足其各自的職能。在 此，既能夠傳輸線地也能夠非傳輸線地Γ無線地"）進行能量或者說數(shù)據(jù)傳輸。
[0206] 對于用于進行狀態(tài)監(jiān)控的功能層，尤其也可能的是，運些功能層僅僅部分地安裝 到軸體上，其中也需要針對具體問題地進行層狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部的布置。運樣則優(yōu)選僅僅局部地 具有壓電的功能元件，并且運些壓電的功能元件在其層布置方式上是可變的，然而檢測貫 穿構(gòu)件所有承載層的振動。與此相對的，將布拉格光柵優(yōu)選大面積地并且作為較外的邊緣 層片安裝在軸體上，W便確保足夠高的伸長率。
[0207] 另一方面，功能層也可W設(shè)及用于傳輸信息或者能量的層。該功能層優(yōu)選布置成 最內(nèi)的或者最外的層。作為最內(nèi)層，該功能層如作為丟失的忍附加地用于高效的生產(chǎn)。作為 最外的層，該功能層例如作為落石保護部實現(xiàn)附加的保護作用。所提到的功能也能夠相互 務(wù)主厶 臺口口 〇
[0208] 用于能量傳輸?shù)墓δ軐佑绕涫怯糜谑剐旭傠娏髀╇?，軌道車輛通過架空導(dǎo)線來安 裝所述行駛電流，或者用于使軌道車輛接地。為此，所述功能層能夠構(gòu)造成實屯、的銅導(dǎo)線或 者說銅層，所述銅導(dǎo)線或者說所述銅層自身構(gòu)造成管狀的導(dǎo)線元件或者與運樣的導(dǎo)線元件 相鄰。隨后在軌道車輛的運行中，一冷卻液流動通過管狀的導(dǎo)線元件，W便冷卻導(dǎo)電的功能 層。
[0209]在下表1中示出了根據(jù)本發(fā)明的軸體的層狀結(jié)構(gòu)的不同變體：
[0^0]表 1
[0211]
[0213] 在下表2中示出了根據(jù)本發(fā)明的軸體的層狀結(jié)構(gòu)的其他變體，其中根據(jù)圖10和圖 11的層狀結(jié)構(gòu)相當(dāng)于圖2中的變體3。
[0214] 表2
[0215]
[0216]
[0217] 附圖標(biāo)記列表
[0218] 1 縱向部段
[0219] 2 過渡區(qū)域
[0220] 3 載荷離合器部段
[0221] 4 孔
[0222] 5 軸體
[0223] 6 功能構(gòu)件
[0224] 7 車輪
[0225] 8 輪盤
[0226] 9 輪胎
[0227] 10、11 功能層
[0228] 12-16 承載層
[0229] F01-F03 功能層
[0230] L01-L20 承載層
[〇2川 A01 軸體的縱軸線
【主權(quán)項】
1. 一種輪組軸，尤其是用于軌道車輛的輪組，所述輪組軸具有至少一個軸體(5)，所述 軸體基本上沿著縱軸線(A01)延伸，其中該軸體(5)具有至少一個第一載荷離合器部段(3)， 所述第一載荷離合器部段(3)用于將力和/或轉(zhuǎn)矩導(dǎo)入到功能構(gòu)件(6)中和/或?qū)⒘?或轉(zhuǎn) 矩從功能構(gòu)件(6)中導(dǎo)出，其特征在于，該軸體(5)至少部分地由至少一種第一材料構(gòu)成，由 基本上非金屬的第二材料構(gòu)成的至少部分纖維至少部分地嵌入在所述第一材料中。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪組軸，其特征在于，所述軸體(5)基本上設(shè)計成相對于其縱 軸線(A01)旋轉(zhuǎn)對稱并且具有體壁部，所述體壁部包圍優(yōu)選利用空氣填充的空腔。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輪組軸，其特征在于，該軸體(5)還具有第二載荷離合器部 段(3)以及第一端部和與所述第一端部對置的第二端部，并且該第一載荷離合器部段(3)布 置在所述第一端部的區(qū)域中并且該第二載荷離合器部段(3)布置在該軸體(5)的第二端部 的區(qū)域中。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪組軸，其特征在于，該第一載荷離合器部段(3)用于與第一 軌道車輪(7)連接，并且該第二載荷離合器部段(3)用于與第二軌道車輪(7)連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的輪組軸，其特征在于，在該第一載荷離合器部段(3)和該第 二載荷離合器部段(3)之間布置至少一個第三載荷離合器部段(3)。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的輪組軸，其特征在于，其中每個所述載荷離合器 部段(3)都用于與相應(yīng)的功能構(gòu)件(6)連接，其中從包括制動裝置的構(gòu)件尤其是圓盤制動器 的圓盤、軌道車輪(7)、輪組軸軸承或者驅(qū)動裝置尤其是驅(qū)動齒輪裝置的組中選取每個所述 功能構(gòu)件(6)。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的輪組軸，其特征在于，該輪組軸具有至少兩個 軸體(5)，所述軸體沿所述輪組軸的軸向方向并列地布置。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的輪組軸，其特征在于，對于每個由相互軸向相鄰布置的且分別 具有第一端部和與所述第一端部對置的第二端部的第一軸體和第二軸體(5)組成的對，在 所述第一軸體和第二軸體之間如此布置載荷離合器部段(3)，使得該載荷離合器部段(3)布 置在所述第一軸體(5)的所述第二端部的區(qū)域中和所述第二軸體(5)的所述第一端部的區(qū) 域中。9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的輪組軸，其特征在于，該軸體(5)具有至少一個基 本上圓柱形的并且優(yōu)選空心圓柱形的縱向部段（1)，所述縱向部段帶有基本上恒定的第一 外直徑(Dd，并且該第一載荷離合器部段（1)具有另一個優(yōu)選大于該縱向部段（1)的第二外 直徑(D 2)。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的輪組軸，其特征在于，該軸體(5)具有過渡區(qū)域(2)，所述過渡 區(qū)域布置在該縱向部段（1)和該第一載荷離合器部段(3)之間，其中該過渡區(qū)域(2)的所述 外直徑沿著該軸體(5)的所述縱軸線(A01)由該縱向部段（1)沿著該第一載荷離合器部段 (3)的方向尤其是持續(xù)地變化，優(yōu)選增加。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的輪組軸，其特征在于，該過渡區(qū)域(2)、該縱向部段（1)和該 第一載荷離合器部段(3)相互一體地構(gòu)造。12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的輪組軸，其特征在于，其中至少一個所述載荷離 合器部段(3)構(gòu)造成法蘭或者凸緣和/或具有至少一個孔(4)。13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的輪組軸，其特征在于，所述軸體具有至少一個功 能裝置，所述功能裝置尤其是適合用于檢測該輪組軸的、其中至少一個所述軸體的、其中至 少一個所述車輪的或者所述輪組的一個或者多個運行參數(shù)。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的輪組軸，其特征在于，該功能裝置具有一個或者多個功能元 件，從包括電流導(dǎo)通裝置、測量器、控制裝置、數(shù)據(jù)存儲裝置、能量供給裝置和/或尤其是傳 輸線的或者無線的通訊裝置的組中選取所述功能元件。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的輪組軸，其特征在于，該功能元件是測量器，并且從包括測 力裝置、壓力測量裝置、拉伸測量裝置、扭轉(zhuǎn)角測量裝置、位移路段測量裝置、旋轉(zhuǎn)頻率測量 裝置、速度測量裝置、光學(xué)測量裝置和溫度測量裝置的組中選取該測量器。16. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的輪組軸，其特征在于，該軸體(5)的纖維利用該 軸體(5)的該縱軸線(A01)至少局部地圍成小于10度、優(yōu)選小于5度、進一步優(yōu)選0度的角，或 者至少局部地圍成20至40度、優(yōu)選25至35度、進一步優(yōu)選30度的角，或者至少局部地圍成大 于80度、優(yōu)選大于85度、進一步優(yōu)選90度的角。17. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的輪組軸，其特征在于，該軸體(5)具有至少兩個、 優(yōu)選至少三個相對于所述縱軸線(A01)以不同徑向間距地布置的纖維層(L01-L20)，并且至 少兩個纖維層(L01-L20)具有至少局部不同的機械特征并且尤其是不同的拉伸性能。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的輪組軸，其特征在于，如此設(shè)計至少一個纖維層(L01-L20)， 使得其中至少一個纖維在超出負(fù)載的特定的閾值時永久地變形，并且為此設(shè)有至少一個功 能裝置用于探測該永久的變形。19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的輪組軸，其特征在于，在每個纖維層(L01-L20)中，所述 纖維具有特定的、在所述層內(nèi)恒定的纖維角，并且所述軸體(5)僅僅具有帶有正好兩個不同 的纖維角的纖維層(L01-L20)。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的輪組軸，其特征在于，每兩個在其之間沒有其他纖維層的纖 維層(L01-L20)具有不同的纖維角。21. -種用于車輛的輪組，尤其是用于軌道車輛的輪組，所述輪組具有根據(jù)前述權(quán)利要 求中任一項所述的輪組軸。22. -種用于制造用于根據(jù)權(quán)利要求1-21中任一項所述的輪組軸的軸體(5)的方法，其 具有下列步驟中的至少一個、優(yōu)選具有其中所有步驟： (51) 準(zhǔn)備纖維材料作為尤其是管狀的編織物、織物或者織束， (52) 圍繞尤其是旋轉(zhuǎn)對稱的成形件布置所述纖維材料，由此形成軸體坯件， (53) 為了局部增加所述體壁部的壁厚，將纖維材料布置在所述較后的軸體(5)的其中 一個載荷離合器部段(3)的區(qū)域中， (54) 將至少一個功能裝置、至少一個金屬的或者非金屬的成形件和/或至少一個尤其 是金屬的嵌入構(gòu)件布置在所述軸體坯件中或者所述軸體坯件上， (55) 將尤其是可固化的第一材料添加到所述纖維材料中， (56) 尤其是借助于提高所述第一材料的溫度來使所述第一材料固化， (57) 將涂層安裝到所述軸體(5)的區(qū)域上。23. -種用于監(jiān)控根據(jù)權(quán)利要求21所述的輪組或者根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項所述 的輪組軸的方法，其特征在于，設(shè)置至少一個控制裝置以及數(shù)據(jù)存儲裝置、能量供給裝置、 至少一個用于檢測至少一個運行參數(shù)的測量器和通訊裝置，所述裝置分別與所述控制裝置 以信號方式連接，此外其特征在于下列步驟中的至少一個步驟、優(yōu)選所有步驟： (521) 通過該能量供給裝置尤其是無線地、尤其是通過感應(yīng)將能量輸送給該控制裝置， (522) 通過測量器、尤其是在通過所述控制裝置的策動下檢測用于該輪組軸的運行參 數(shù)的至少一個測量值， (523) 通過所述測量器將所述至少一個測量值提供給該控制裝置， (524) 通過該控制裝置分析所述至少一個測量值，由此獲得用于該運行參數(shù)的至少一 個值， (525) 將所述至少一個測量值、尤其是與代表檢測測量值的時間點的值一并存儲在該 數(shù)據(jù)存儲裝置中， (526) 尤其是在該接收器的策動下，將所述至少一個值通過該通訊裝置傳遞到所述輪 組外部的接收器上， (527) 尤其是在所述控制裝置的策動下，將預(yù)定的第一信號通過該通訊裝置尤其是傳 遞到所述輪組外部的接收器上，所述信號尤其是指示了用于該運行參數(shù)非希望的值， (528) 尤其是在通過所述控制裝置的策動下或者在所述輪組外部的接收器的策動下， 將用于運行參數(shù)的運行數(shù)據(jù)和/或值通過該通訊裝置傳遞到該接收器上。24.-種軌道車輛，所述軌道車輛將根據(jù)權(quán)利要求1-20任一項所述的輪組軸或者根據(jù) 權(quán)利要求21所述的輪組或者根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法制造的輪組應(yīng)用于軌道車輛的、尤 其是以超出l〇〇km/h的速度、特別優(yōu)選超出200km/h的速度在鐵路交通中使用。
【文檔編號】B60B5/02GK105939869SQ201580004971
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年1月9日
【發(fā)明人】維爾納·胡芬巴
【申請人】因諾泰輕質(zhì)工程與聚合物技術(shù)有限公司