JPH08206911A - 輪軸フライス盤用フライス - Google Patents

輪軸フライス盤用フライス

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JPH08206911A
JPH08206911A JP7290032A JP29003295A JPH08206911A JP H08206911 A JPH08206911 A JP H08206911A JP 7290032 A JP7290032 A JP 7290032A JP 29003295 A JP29003295 A JP 29003295A JP H08206911 A JPH08206911 A JP H08206911A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄道輪軸の車輪を再成形する際に、プロフィ
ル摺動によるフライス加工を、１回の作業工程でかつフ
ライスを交換しないで実施することができるようにす
る。 【解決手段】 本発明による輪軸フライス盤用フライス
１の場合には、複数の切削要素６，７が、ほぼ回転対称
である回転駆動可能な支持体２に、プロフィルに合わせ
てかつ周方向に分配されて配置されている。支持体２は
軸方向において複数のセグメント３，４，５に分割さ
れ、少なくとも一つのセグメント３，４，５が軸方向に
移動可能および調節可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の切削要素
が、ほぼ回転対称である回転駆動可能な支持体に、プロ
フィルに合わせてかつ周方向に分配されて配置されてい
る、輪軸フライス盤用フライスに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のフライスは知られており、鉄道
車両の輪軸の摩耗した車輪を修正する際に有効であるこ
とが実証された。技術水準のフライスはその全体が加工
すべき車輪のプロフィル全体の形に形成され、従って車
輪の回転中心軸線の方向にプロフィルを半径方向に摺動
すると、車輪の仕上げ加工を１回で行うことができ、そ
のために異なる工具を必要としない。
【０００３】しかしながら、オーバーホールが必要な輪
軸プロフィルの摩耗に関して、主たる摩耗、すなわちプ
ロフィルの多量の材料除去が、フランジ側面の範囲およ
びそれに隣接する踏面の範囲に発生するという特徴があ
る。このように摩耗した車輪を、目標輪郭を有する総形
フライスによって再成形する際に、新たに形成されたプ
ロフィル輪郭が元の輪郭に対して単に半径方向に、すな
わち輪軸中心軸線に対して垂直な軸線の方向に平行に摺
動するように行われると、ところどころ大きく摩耗して
いるにもかかわらず、目標輪郭を形成できるようにする
ためには、非常に大きな切削横断面が必要である。はる
かに小さな切削横断面でもって、少なくとも踏面とフラ
ンジ側面の範囲において目標プロフィルを発生できるよ
うにするために、目標プロフィル、すなわち総形フライ
スを車輪の内側の方へ輪軸中心軸線に対して平行にある
いはやや円錐形の踏面に対して平行に摺動させることが
行われた。それによって、新たに形成されるフランジ
を、摩耗したプロフィルの残る“残留フランジ”の範囲
において“高く”支持することができる。従って、レー
ル上での輪軸の走行状態にとってある程度の限度内で問
題がないと見なされる車輪内側の方向へのプロフィルの
比較的に小さな軸方向摺動によって、切削容積と加工時
間の大幅な節約が達成可能である。しかしながら、総形
フライスの軸方向摺動によってプロフィルを摺動させる
このフライス加工の重大な欠点は、プロフィル輪郭の終
端部が輪軸中心軸線に対して平行に延びていないと、フ
ライスの軸方向または踏面に対して接線方向の摺動によ
り、車輪の内側と外側において新しいプロフィル輪郭が
間違って加工されることにある。その際、車輪の内側で
は、フライスの最も内側の切削要素がもはや接触しない
ので、プロフィル終端部が大きすぎる直径で生じ、そし
て車輪の外側では、プロフィル始端部が小さすぎる直径
で生じ、車輪外面に段差を生じる。その結果、車輪の側
面へのプロフィルの正しい移行を達成するために、他の
工程で車輪を異なる工具で再加工しなければならないと
いう重大な欠点が生じる。その結果、加工時間とコスト
が大幅に増大することになる。その際、車輪内側でのフ
ランジ背面の再加工が不可欠である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の根底
をなす課題は、鉄道輪軸の車輪を再成形する際に、加工
時間とコストを低減するために、フライスを交換しない
で、一つの加工工程で軸方向のプロフィル摺動によって
フライス加工を可能にすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明に従
い、支持体が軸方向において複数のセグメントに分割さ
れ、少なくとも一つのセグメントが軸方向に移動可能お
よび調節可能であることによって解決される。これによ
り、例えば踏面とフランジ側面の範囲において車輪のプ
ロフィルを摺動させる際に、例えばフライスを二分割す
る際に、フランジ背面を生じるセグメントがプロフィル
摺動（内側への摺動）と反対方向に、摺動した踏面とフ
ランジ側面に対して相対的に、ほぼ同じ量だけ外方へ摺
動させられる。それによって、車輪内面のプロフィル終
端部の範囲に指示通りのプロフィル輪郭が生じるので、
技術水準で必要であった、異なる工具による再加工を省
略することができる。
【０００６】本発明によるフライスが例えば３個のセグ
メントに分割されると、例えば外面を生じる第３のセグ
メントの他の相対的な摺動によって、外面のプロフィル
終端部を指示通りに形成することができる。本発明によ
るフライスは、鉄道車輪を再成形（修正）する際に、軸
方向のプロフィル摺動によって、プロフィル輪郭の要求
を満足するフライス加工が、一つの作業工程でかつフラ
イスを交換しないで可能になるという重要な利点があ
る。これにより、技術水準のフライスによる加工と比べ
て、時間とコストに関して顕著な利点が生じる。
【０００７】本発明の第２の実施形では、少なくとも、
隣接する２個のセグメントの間において、回転モーメン
トが軸方向において摩擦連結的にまたは形状補完的に伝
達可能である。これにより、少なくとも一方のセグメン
トへの回転モーメントの摩擦連結的または形状補完的な
伝達を、フライス軸から直接行う必要がなくなる。従っ
て、軸承部の形成およびセグメントとフライス軸との連
結部の形成に関して大きな自由度が生じる。
【０００８】本発明の他の有利な実施形では、少なくと
も一部が形状補完的な連結によって行われる、回転モー
メントの伝達が、隣接する少なくとも２個のセグメント
の間で、爪クラッチの形をした歯状部によって行われ
る。これにより、簡単に製作できかつ非常に小さな遊び
を有する連結部が生じる。この連結部は、フライス加工
のために必要な回転モーメントを問題なく伝達すること
ができる。
【０００９】更に、少なくとも一つのセグメントをフラ
イス軸と一体に連結することができる。フライス軸との
一体連結により、大きな回転モーメントの伝達が可能で
あり、軸ボス継手が過負荷される危険がなく、そして回
転モーメント負荷による変形が最小となり、輪郭部分が
形成されたときにこのように連結されたセグメントの範
囲において最高の製作精度が得られるという利点があ
る。
【００１０】本発明によるフライスの他の実施形によれ
ば、加工すべき車輪の踏面とフランジ側面を形成するフ
ライスの支持体のセグメントが、フライス軸に一体連結
され、加工すべき車輪の外面とフランジ背面を形成する
セグメントが、一体に連結されたセグメントと相対的に
軸方向に摺動可能および調節可能である。これにより、
踏面とフランジ側面の範囲に要求される最高の加工品質
を生じることができる。精度に関する要求がそれほど高
くないフランジ背面とプロフィルの外面を生じる第２の
セグメントを摺動させることにより、フランジ弱体化に
よるプロフィル摺動、すなわち正しく成形された、車輪
内面へのプロフィル移行部と、車輪外面への指示通りの
プロフィル移行部を、１本のフライスと１回の加工工程
で発生させることができる。
【００１１】本発明では更に、外面とフランジ背面を形
成するセグメントが、踏面とフランジ側面を形成するセ
グメントを通って案内された少なくとも１本の引張り棒
／押圧棒によって連結されている。外側と内側にあるプ
ロフィル縁範囲を発生する両セグメントの運動を同期さ
せることにより、両セグメントの一方だけを調節すれば
よい。それによって、両要素の間にある、フライス軸と
一体に連結されたセグメントと相対的な両要素の正しい
位置が保証される。その際、調節方向および調節される
セグメントに応じて引張り棒／押圧棒を使用すると、中
央セグメントによって分離された縁セグメントの合目的
で頑丈な連結が行われる。
【００１２】本発明では更に、少なくとも一つのセグメ
ントに設けられた少なくとも一つの切削要素の少なくと
も一部が、隣接するセグメントの切削範囲内まで達し、
それぞれ隣接するセグメントの異なる軸方向位置におい
て、隣接するセグメントの切削範囲が少なくとも部分的
にオーバーラップしている。これにより、軸方向に移動
可能な一方のセグメントを他方のセグメントと相対的に
調節することができ、例えば隣接するセグメントを互い
に離隔する際に、付加的な切削要素を挿入したり、二つ
のセグメントを互いに近接するよう動かす際に切削要素
を除去する必要がない。それによって、準備時間が大幅
に短縮される。
【００１３】更に、隣接するセグメントの切削範囲内に
達するセグメントの切削要素は、真っ直ぐな切刃輪郭を
有する。これにより、比較的に大きな調節運動を実現す
ることができる。この場合、それにもかかわらず、軸方
向の広い調節範囲内で移行部のない加工が可能である。
本発明の他の実施形によれば、フライス軸の両側の軸承
部が軸受ユニット内に設けられている。それによって、
軸受ユニットを支持および案内する際に、フライスの曲
げに対して強い軸承が達成され、従って振動の小さな正
確な加工が保証される。
【００１４】更に、フライスが軸受ユニットと共に、加
工すべき車輪の位置に相応して軸方向に移動および調節
可能である。これにより、軸受ユニットのコンパクトな
構造が実現され、軸受ユニットの軸承部の軸方向調節を
省略することができる。更に、フライスは軸受ユニット
と共に交換可能である。従って、工具交換の時点で、両
側で軸承されたフライス軸を軸受ユニットから取り外す
コストのかかる作業が不要であるので、フライス盤の停
止時間が短い。
【００１５】本発明によるフライスでは更に、支持体の
セグメントの少なくとも一つおよびまたはフライス軸の
少なくとも一つの開口から流出する流動媒体が、相対的
に移動可能な隣接するフライスの２個のセグメントの間
の、外方へ開放した少なくとも一つの中空室を半径方向
内側から外側へ流通し、流動媒体がフライス軸内に設け
られた少なくとも一つの通路の少なくとも一つの開口か
ら少なくとも一つの中空室に供給可能であり、この通路
が駆動端部から形成され、少なくとも一つの開口に接続
され、そして閉鎖されている。これにより、加工プロセ
ス時に発生する切り屑は、セグメントの間の中空室から
除去されるので、可動セグメントの調節を、予め掃除し
ないで行うことができる。これは準備時間を短縮するこ
とになる。
【００１６】本発明の他の実施形では、フライスが軸受
ユニット全体と共に、加工すべき車輪の内面または外面
に接触しかつ軸方向に調節可能な当接ローラによって案
内されている。それによって、加工の基準平面としての
平面に対して、フライスを確実にかつ正確に案内するこ
とができる。更に、フライスは軸受ユニット全体と共
に、加工すべき車輪を半径方向および軸方向に案内する
支持ローラおよびまたは駆動ローラに機械的に連結さ
れ、この支持ローラおよびまたは駆動ローラと相対的に
調節可能である。従って、加工すべき輪軸の両車輪の一
方の支持ローラまたは駆動ローラが基準点としての働き
をする。加工すべき車輪に対するこの支持ローラまたは
駆動ローラの位置は、その案内機能に基づいて正確に定
められている。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、実施の形態を示す図に基づ
いて本発明を詳しく説明する。図１には、軸受ユニット
２０の二つの軸受部１９に軸承されたフライス１の支持
体２が、どのようにして、例えば３個のセグメント３，
４，５に分割されているかを示している。このセグメン
トには、形に合わせて多数の切断要素６，７が周方向に
分配されて配置されている。駆動端部２４を介してフラ
イス軸１０に伝達されたトルク８は先ず最初に、フライ
ス軸１０に一体的に連結されたセグメント４に直接伝達
される。フライス軸１０上に軸方向に摺動可能にかつ調
節可能に配置されたセグメント３，５には、それぞれ隣
接するセグメント３，４と４，５を連結するかみあい継
手（爪クラッチ）の形をした歯状部９を介してトルクが
伝達される。
【００１８】更に、フライス１の軸方向の位置が軸受ユ
ニット２０と共に、例えば加工すべき車輪２８の外面１
３に接触する当接ローラ２６によって調節可能であるこ
とが判る。これと全く同様に、車輪２８の内面２９上で
の軸方向当接ローラ２６による案内を行うことができ
る。当接ローラ２６によるこれらの案内の代わりに、加
工すべき車輪を半径方向と軸方向に案内する支持ローラ
およびまたは駆動ローラと、軸受ユニット２０との機械
的な連結（図示していない）が考えられる。この連結も
同様に、加工すべき車輪２８に対してフライス１を正確
に軸方向に調節する。
【００１９】その際、車輪２８と相対的なフライス１の
軸方向の配向は、踏面１１と車輪フランジ側面１２の範
囲において目標プロフィルを得るために、できるだけ小
さな切削横断面を必要とするように、摩耗した車輪のプ
ロフィル輪郭に依存して行われる。その際、良好な走行
特性および高い運転信頼性が必要であるので、切削横断
面を減少させることになる軸方向のプロフィル修正には
限界がある。例えば図１から判るように、フライス軸１
０に一体連結された中央のセグメント４が、内側へのプ
ロフィル修正の最大許容量に相当する位置にもたらされ
ると、プロフィルから車輪側面への移行部を規定通りに
形成するためには、セグメント４の穴２７を通って案内
される４本の引張り棒／押圧棒２１によって連結された
セグメント３，４を、同じ量だけ外側へ摺動させなけれ
ばならない。その際、外面１３はセグメント３によっ
て、フランジ背面１４はセグメント５によって生じる。
引張り棒／押圧棒２１を用いて連結することにより、セ
グメント３，５の一方を摺動させるだけでよく、それに
よって両セグメント３，５の調節の同期が保証される。
図１に示すように、例えばセグメント３は、めねじを有
する公知の調節スリーブ３１によって、フライス軸１０
上に焼き嵌めされた環状円板３２と相対的に調節可能で
ある。調節スリーブ３１の操作は、例えばスパナまたは
その他の工具を用いて手動で行うことができるが、公知
の調節装置を用いて自動で行うこともできる。この調節
装置は例えばモータ駆動の歯車装置の原理で作動する。
【００２０】図３から判るように、歯状部９は例えば爪
クラッチの形に形成可能である。この爪クラッチは例え
ば隣接するセグメント３，４の軸方向の摺動を可能にす
ると同時に、連結部を介してトルクを伝達する。更に判
るように、例えば歯状部９によって動かないセグメント
４に連結されたセグメント３の爪３０には、直線状の切
削輪郭１８（図４参照）を有する長い切削要素７が設け
られている。この切削要素はセグメント相互の広い調節
範囲を可能にする。爪３０上に設けられていない残りの
切削要素６は特に、丸い切削板（チップ）である。図２
から判るように、長い切削板７を可動のセグメント３，
５の爪３０に設けることにより（しかも間隔をおいて。
この間隔は動かない中央のセグメント４上に設けられた
丸い切削要素６の相互間隔よりもはるかに大きい）、動
かない中央のセグメント４の側への移行範囲、すなわち
踏面１１とフランジ側面１２の範囲において、そこで必
要とされる非常に高い製作精度が得られる。
【００２１】図１から判るように、隣接するセグメント
３，４と４，５に付設された隣接するそれぞれ２つの切
削範囲１５，１６と１６，１７はオーバーラップしてい
る。この場合、踏面１１とフランジ側面１２に付設され
た全切削範囲において、丸い切削板の形をした切削板６
が密接した間隔をおいて設けられている。それによって
最高の加工品質が達成される。真っ直ぐな切削輪郭１８
を有する長い切削要素７の切削範囲のオーバーラップに
よって、大きな調節範囲が得られる。
【００２２】図１から更に判るように、通路２５が設け
られている。この通路は、駆動端部２４からフライス軸
１０内に同心的に穿設された一つの穴と、これに対して
垂直にフライス軸１０内に（あるいはフライス軸１０に
一体連結された支持体２のセグメント４内に）穿設され
た複数の穴によって形成され、フライス軸１０およびま
たは支持体２の開口２３と駆動端部２４に開口２３′を
有し、駆動端部２４から、それぞれ２個のセグメントの
間の分離個所における外方へ開放した中空室２２への接
続を行う。加工工程の間中空室２２から切削屑を除去す
るために、この通路２５から、駆動端部から流動媒体と
して例えば圧縮空気が吹き込まれる。それによって、次
の車輪２８を加工するときに、予め清掃しないでセグメ
ント３，５を調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】３個のセグメントに分割され、軸受ユニットに
軸承された、加工すべき車輪に接触しているフライスの
概略縦断面図である。
【図２】隣接する２個のセグメントの間の分離個所の範
囲のフライスと切削要素の概略横断面図である。
【図３】隣接する２個のセグメントの間の、爪クラッチ
として形成された分離個所を上から見た概略展開図であ
る。
【図４】真っ直ぐな切刃輪郭を有する長い切断要素を示
す概略図である。
【符号の説明】
１ フライス ２ 支持体 ３ セグメント ４ セグメント ５ セグメント ６ 切削要素 ７ 切削要素 ８ 回転モーメント ９ 歯状部 １０ フライス軸 １１ 踏面 １２ フランジ側面 １３ 外面 １４ フランジ背面 １５ 切削範囲 １６ 切削範囲 １７ 切削範囲 １８ 切刃輪郭 １９ 軸承部 ２０ 軸受ユニット ２１ 引張り棒／押圧棒 ２２ 中空室 ２３，２３′ 開口 ２４ 駆動端部 ２５ 通路 ２６ 当接ローラ ２７ 穴 ２８ 車輪 ２９ 内面 ３０ 爪 ３１ 調節スリーブ ３２ 環状円板

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の切削要素（６，７）が、ほぼ回転
    対称である回転駆動可能な支持体（２）に、プロフィル
    に合わせてかつ周方向に分配されて配置されている、輪
    軸フライス盤用フライス（１）において、支持体（２）
    が軸方向において複数のセグメント（３，４，５）に分
    割され、少なくとも一つのセグメント（３，４，５）が
    軸方向に移動可能および調節可能であることを特徴とす
    るフライス。
  2. 【請求項２】 隣接する少なくとも２個のセグメント
    （３，４，５）の間で、回転モーメント（８）が摩擦的
    な連結によって軸方向に伝達可能であることを特徴とす
    る請求項１記載のフライス。
  3. 【請求項３】 隣接する少なくとも２個のセグメント
    （３，４，５）の間で、回転モーメント（８）が形状補
    完的な連結によって軸方向に伝達可能であることを特徴
    とする請求項１記載のフライス。
  4. 【請求項４】 少なくとも一部が形状補完的な連結によ
    って行われる、回転モーメント（８）の伝達が、隣接す
    る少なくとも２個のセグメント（３，４，５）の間で、
    爪クラッチの形をした歯状部（９）によって行われるこ
    とを特徴とする請求項３記載のフライス。
  5. 【請求項５】 少なくとも一つのセグメント（３，４，
    ５）がフライス軸（１０）と一体であることを特徴とす
    る請求項１記載のフライス。
  6. 【請求項６】 加工すべき車輪（２８）の踏面（１１）
    とフランジ側面（１２）を形成するフライス（１）の支
    持体（２）のセグメント（４）が、フライス軸（１０）
    に一体連結され、加工すべき車輪（２８）の外面（１
    ３）とフランジ背面（１４）を形成するセグメント
    （３，５）が、一体に連結されたセグメント（４）と相
    対的に軸方向に摺動可能および調節可能であることを特
    徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のフライ
    ス。
  7. 【請求項７】 外面（１３）とフランジ背面（１４）を
    形成するセグメント（３，５）が、踏面（１１）とフラ
    ンジ側面（１２）を形成するセグメント（４）を通って
    案内された少なくとも１本の引張り棒／押圧棒（２１）
    によって連結されていることを特徴とする請求項６記載
    のフライス。
  8. 【請求項８】 少なくとも一つのセグメント（３，４，
    ５）に設けられた少なくとも一つの切削要素（７）の少
    なくとも一部が、隣接するセグメント（３，４，５）の
    切削範囲（１６，１７，１８）内まで達し、それぞれ隣
    接するセグメント（３，４，５）の異なる軸方向位置に
    おいて、隣接するセグメント（３，４，５）の切削範囲
    （１６，１７，１８）が少なくとも部分的にオーバーラ
    ップしていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか
    一つに記載のフライス。
  9. 【請求項９】 隣接するセグメント（３，４，５）の切
    削範囲（１６，１７，１８）内に達するセグメント
    （３，４，５）の切削要素（７）が、真っ直ぐな切刃輪
    郭（１８）を有することを特徴とする請求項８記載のフ
    ライス。
  10. 【請求項１０】 フライス軸（１０）の両側の軸承部
    （１９）が軸受ユニット（２０）内に設けられているこ
    とを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載のフ
    ライス。
  11. 【請求項１１】 フライス（１）が軸受ユニット（２
    ０）と共に、加工すべき車輪（２８）の位置に相応して
    軸方向に移動および調節可能であることを特徴とする請
    求項１〜１０のいずれか一つに記載のフライス。
  12. 【請求項１２】 フライス（１）が軸受ユニット（２
    ０）と共に交換可能であることを特徴とする請求項１０
    または１１記載のフライス。
  13. 【請求項１３】 支持体（２）のセグメント（３，４，
    ５）の少なくとも一つおよびまたはフライス軸（１０）
    の少なくとも一つの開口（２３）から流出する流動媒体
    が、相対的に移動可能な隣接するフライス（１）の２個
    のセグメント（３，４，５）の間の、外方へ開放した少
    なくとも一つの中空室（２２）を半径方向内側から外側
    へ流通し、流動媒体がフライス軸（１０）内に設けられ
    た少なくとも一つの通路（２５）の少なくとも一つの開
    口（２３′）から少なくとも一つの中空室（２２）に供
    給可能であり、この通路が駆動端部（２４）から形成さ
    れ、少なくとも一つの開口（２３）に接続され、そして
    閉鎖されていることを特徴とする請求項１〜１２のいず
    れか一つに記載のフライス。
  14. 【請求項１４】 フライス（１）が軸受ユニット（２
    ０）全体と共に、加工すべき車輪（２８）の内面（２
    ９）または外面（１３）に接触しかつ軸方向に調節可能
    な当接ローラ（２６）によって案内されていることを特
    徴とする請求項１０〜１３のいずれか一つに記載のフラ
    イス。
  15. 【請求項１５】 フライス（１）が軸受ユニット（２
    ０）全体と共に、加工すべき車輪（２８）を半径方向お
    よび軸方向に案内する支持ローラおよびまたは駆動ロー
    ラに機械的に連結され、この支持ローラおよびまたは駆
    動ローラと相対的に調節可能であることを特徴とする請
    求項１０〜１３のいずれか一つに記載のフライス。
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