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Leichtrad, insbesondere für Schienenfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf ein Leichtrad, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bei dem der zwi- schen Felge und Nabe befindliche Radkorperteil, das sogenannte Scheibenblatt, in radialer und tangenti- aler Richtung S-förmig gewellt ist und bei dem die tangentiale, d. h. in Umfangsrichtung des Scheiben- blattes vorgesehene Wellung aus aneinandergereihten Einzelwellen sinusförmigen oder sinusähnlichen Ver- laufs besteht, deren Scheitelwerte von der Nabe zur Felge hin allmählich abnehmen.
Gegenüber den bekannten Leichträdern dieser Art zeichnet sich das Leichtrad nach der vorliegenden
Erfindung dadurch aus, dass die Krümmungsbögen der Tangentialwellung an je zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen des Scheibenblattes bezüglich einer zur Radachse senkrechten Ebene spiegelbildlich verlaufen.
Durch diese Massnahme ergeben sich vor allem festigkeitstechnische Vorteile der erfindungsgemässen Wellung bei Beanspruchung des Rades durch Seitenkräfte, u. zw. insbesondere aus folgenden Gründen :
Ein auf der Schiene rollendes Laufrad wird im Regelfall durch zwei Arten von Kräften beansprucht, nämlich : a) dem Raddruck, der in radialer Richtung von aussen nach innen wirkt und b) dem Seitendruck, der am Aussenumfang, u. zw. am Spurkranz in axialer Richtung angreift, und beim Anlaufen des Spurkranzes gegen die Schiene auftritt. Das ist insbesondere in Kurven und, ab- gesehen davon, auch beim sogenannten Sinuslauf der Radsätze bzw. Fahrzeuge, d. h., bei perio- disch wiederkehrenden Querschwingungen des Fahrzeuges der Fall.
Durch den Raddruck werden in der Partie des Rades zwischen dem Angriffspunkt der Kraft und der Radachse vorwiegend Druckspannungen erzeugt. Dagegen verursacht der Seitendruck ein Biegemoment" das sehr beachtliche Grössen annehmen kann, weil sein Hebelarm dem halben Laufkreisdurchmesser des jeweiligen Rades, d. h. im Regelfall zirka 500 mm entspricht, so dass der Seitendruck die Grösse von mehreren Tonnen erreichen kann.
Bei den erfindungsgemäss ausgebildeten Radkörpern geht nun die Biegeachse durch zwei spiegelbildlich gegensinnig verlaufende Wellungen, d. h. durch Wellungen, die einer Verbiegung durch den Seitendruck einen grösseren Widerstand entgegensetzen, als die gleichsinnig verlaufenden Wellungen der bekannten Radkörper mit sogenannter gerader Speichenzahl und damit auch geringerer wirksamer Scheitelhöhe der Wellung.
Neben den erwähnten festigkeitstechnischen Vorteilen hat die eigenartige Wellung des erfindungsgemässen Leichtrades auch noch fertigungstechnische Vorteile, u. zw. wird der Radkörperwerkstoff während des Herauspressens der Wellungen erheblich schonender behandelt, als bei den bekannten Rädern mit ge-. rader Speichenzahl, weil jede Walzfaser im Hinblick auf ihre kürzere abgewickelte Länge weniger stark gereckt werden muss.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des neuen Leichtrades veranschaulicht, u. zw. zeigen Fig. l die linksseitige Hälfte eines mit der neuen Leichtradscheibe ausgestatteten Radsatzes, Fig. 2 eine Seitenansicht des eigentlichen Radkörpers, ohne Achse und Radreifen, mit rein schematisch angedeuteter Wellung, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A - B in Fig. 2, Fig. 4 die teilweise Abwicklung eines zur
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ren Hälfte in Verbindung mit einer Hohlachse, bestehend aus einem Rohr 1 und eingesetztem Achsstum- mel 2, in der unteren Hälfte in Verbindung mit einer Vollachse 3. Auf der als Ganzes mit S bezeichneten Radscheibe ist, wie üblich, ein Radreifen 4 aufgezogen, der in bekannter Weise durch einen Sprengring 5 gegen Wandern gesichert ist.
Natürlich liesse sich an Stelle des aufgezogenen Radreifens auch ein solcher verwenden, der mit der Radscheibe S aus einem Stück besteht.
Wie insbesondere aus den Tangentialschnitten gemäss den Fig. 4 und 5 hervorgeht, ist die Radscheibe S in Umfangsrichtung mit Wellungen 6 ausgestattet, deren Grundform sinusförmig oder sinus ähnlich ver- läuft. Der Gesamtscheitelwert 7 (Fig. 4) dieser Wellung ist, wie man bei Betrachtung der Fig. 3, insbesondere aber beim Vergleich der Fig. 4 und 5 erkennt, in der Zone des Schnittes E-F, d. h. nahe der Nabe, am grössten und nimmt nach der Felge 8 hin allmählich ab.
Die durch die Tangentialwellung sich ergehenden "Speichen" 9 sind demnach sozusagen als"Körper gleicher Festigkeit"anzusprechen,'besitzen also im Bereich der Nabe, d. h. an der Stelle des grössten Biegemomentes das grösste, an der Felge das kleinste Widerstandsmoment. j
Für die Erfindung wesentlich ist nun die eigenartige Ausbildung der Tangentialwellung des Radkör- pers, die, wie insbesondere aus den Fig. 1 und 3 zu erkennen ist, das Merkmal aufweist, dass die Krümmungsbögen dieser Wellung an je zwei diametral gegenüberliegenden Stellen des Scheibenblattes - in Fig. 3 also z. B. die schraffierten Partien links-und rechtsseitig der Nabe - bezüglich einer zur Radachse senkrechten Ebene spiegelbildlich verlaufen.
Durch diese eigenartige fertigungstechnische Formgebung ergeben sich neben fertigungstechnischen Vorzügen in erster Linie fertigkeitstechnische Vorteile, auf die weiter oben bereits näher eingegangen wurde. oben bereits näher eingegangen wurde.
Wie sich bei praktischen Versuchen gezeigt hat, konnte durch die geschilderten Massnahmen, u. zw. durch die Vereinigung des erfindungsgemässen Merkmals der spiegelbildlichen Anordnung der Krümmungsbögen in Verbindung mit den an sich bekanntenMerkmalens sinusförmige Tangentialwellung und allmählich abnehmender Scheitelwert dieser Wellung von der Nabe zur Felge, eine überraschend grosse Gewichtsverminderung desRadkörpers, u. zw. von bisher etwa 107 kg auf etwa 82 kg erzielt werden, ohne dass dadurch die Betriebsicherheit des Radkörpers irgendeine Einbusse erleidet.