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Verfahren, Press-und Zentriervorrichtung zum Zusammenbau gummigefederter Schienen- räder sowie Schienenrad nach diesem Verfahren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammenbau gummigefederter Schienenräder durch
Einführen von Gummiplatten in einen durch die Innenwand des Rades und die Aussenwand der Felge gebildeten, axial durch Schulterpaare der beiden Radteile begrenzten und durch die zusammengepressten
Gummiplatten unter Belassung tangentialer Abstände ausgefüllten ringförmigen Spalt, bei dem die Gummi- platten bis zu einer Plattendicke zusammengepresst werden, die kleiner als die Plattendicke im fertigen
Rad ist.
Das Hauptkennzeichen der Erfindung beruht nun darauf, dass die Gummiplatten vor ihrem Einsetzen in an sich bekannter Weise in einem auf kleinere Dicke als im Einbauzustand zusammengepressten Zustand bis unter die Starrheitstemperatur unterkühlt und im Starrheitszustand in den Spalt eingeführt werden.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung werden dabei die Gummiplatten vor dem Einführen im wesentlichen entsprechend dem Profil der Innenwand bzw. der Aussenwand des Spaltes zwischen den beiden Radteilen zusammengepresst.
Den Gegenstand der Erfindung bildet auch eine für die Durchführung des Verfahrens vorteilhafte
Pressvorrichtung, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass zwei Stahlplatten mit der Innenwand bzw. Aussenwand des Spaltes zwischen den beiden Radteilen entsprechendem innerem Profil durch Schrauben od. dgl. zwingenartig miteinander verbunden sind, wobei die Stahlplatten je eine Bohrung besitzen, die durch einen nur vom Profilinneren einzusetzenden und in das Profilinnere einstossbaren Auswerferstift bündig verschlossen ist.
Eine für das erfindungsgemässe Verfahren vorteilhafte Zentriervorrichtung besteht aus einer Auflagerplatte für die Radteile, die einen Zentrierkranz von der Dicke des radialen Abstandes gegenüberliegender
Schultern, von der Höhe der Schultern und mit konkaver Stirnfläche besitzt, wobei diese Stirnfläche in einer der Teilung der Gummiplatten entsprechenden Reihe Stecklöcher für die Aufnahme von Distanzstiften aufweist. Die konkave Ausgestaltung der Stirnfläche bietet den Vorteil, einerseits mit dem Zentrierkranz tunlichst die ganze Schulterhöhe zu erfassen und anderseits aber den Quetschwulst der unterkühlten Gummiplatten nicht zu behindern. Die Stecklöcher im Zentrierkranz für die Aufnahme von Distanzstiften erleichtern das Einführen der unterkühlten Gummiplatten an den jeweils vorbestimmten Platz.
Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Rad kann sich von einem andern sonst gleichen Rad dadurch unterscheiden, dass es an gegenüberliegenden Stellen der Schultern einer Radseite rechteckige Einführungsaussparungen von der Länge einer gepressten, gefrorenen Gummiplatte aufweist, wobei an diesen Stellen nur noch Restschultern, etwa von der Höhe der Dicke eines Strombrückenbleches, vorgesehen sind.
Ergänzend sei noch bemerkt, dass, wie schon oben kurz angedeutet, die Massnahme, einen aus elastischem Werkstoff bestehenden Bauteil vor seinem Einbau eine den Einbau erleichternde Form zu geben, ihn in dieser Gestaltung unter Kühlung zu fixieren und in diesem Zustand ihn an den ersten Bestimmungsort zu bringen, an sich bekannt ist.
Diese Massnahme ist aber bisher für den speziellen Fall des Zusammenbaues gummigefederter Schienenräder nicht vorgeschlagen worden, wo sie gegenüber bisher angewendeten Verfahren ganz besondere Vorteile bietet.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 im Querschnitt eine Gummiplatte im spannungslosen Zustand, Fig. 2 in Ansicht eine Pressvorrichtung mit einer Gummiplatte nach Fig. 1, jedoch im gepressten Zustand (die Gummiplatte ist der Deutlichkeit halber im Schnitt gezeichnet), Fig. 3 im Querschnitt den Radreifen und die Radfelge eines Strassenbahnrades auf einer Auflagerplatte mit Zentrierkranz liegend und mit einer unterkühlten Gummiplatte während des Einführens, Fig. 4 das Rad nach Fig. 3 in Draufsicht, mit einer Anzahl bereits eingeführter Gummiplatten, Fig. 5 im Querschnitt das Profil des ringförmigen Spaltes im Bereich der Einführaussparungen und mit einer Strombrücken-Gummiplatte und Fig. 6 im Querschnitt das Profil des ringförmigen Spaltes im ungestört durchlaufenden Bereich der Schultern.
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Ein Radreifen 1 und ein Radkörper 2 liegen bündig auf einer Auflagerplatte 3. Verbindungsmittel der beiden Radteile 1 und 2 sind Gummiplatten 4, deren obere und untere Fläche schwach rechteckig, also nahezu quadratisch und deren Stirnflächen 5 konkav sind. Im Einbauzustand sind die Stirnflächen gemäss
Fig. 5 und 6 infolge der Dickenverringerung durch Pressen im wesentlichen gerade.
Zum Zusammenbau des Rades liegen die beiden Radteile 1 und 2, durch einen Zentrierkranz 7 gehalten, konzentrisch zueinander. Es besteht also ein rundum radial gleich weiter ringförmiger Spalt 8. Der Spalt 8 wird begrenzt durch die Innenfläche 9 des Radreifens, durch die Aussenfläche 10 des Radkörpers und durch
Schultern 11. An einer Stelle des Umfanges sind die Schultern einer Radseite mit gegenüberliegenden
Aussparungen 12 versehen, deren Länge etwas grösser ist als die Länge L der Gummiplatten im Einführ- zustand und deren Tiefe so gross ist, dass gemäss Fig. 5 noch eine Restschulter 13 verbleibt.
Zur Vorbereitung des Zusammenbaus werden die Gummiplatten 4 in eine Pressvorrichtung 14 eingelegt, die aus zwei Stahlplatten 15 und zwei Schrauben 16 besteht und senkrecht zur Zeichenebene etwa die
Länge einer Gummiplatte hat. Die Länge kann aber auch so gross sein, dass mehrere Gummiplatten hinter- einander zwischen den Stahlplatten Platz finden. Die beiden Stahlplatten sind durch die als Spannmittel dienenden Schrauben 16 zwingenartig miteinander verbunden. Die Stahlplatten besitzen Rippen 17, deren innerer Abstand und deren Höhe den Profilen von Radreifen und Radfelge entsprechen, die den ringförmigen Spalt 8 begrenzen. Zweckmässig sind die Profile der Stahlplatten in der Breite etwas kleiner als die Profile des Spaltes 8. Senkrecht zur Zeichenebene hat die Gummiplatte keine Profilbegrenzung.
Durch Festziehen der Schrauben 16 auf ein vorbestimmtes Mass wird die Gummiplatte gepresst, so dass sie die Form 4'erhält. Die Dicke der gepressten Platte 4'ist kleiner als die radiale lichte Weite des Spaltes 8.
Die Pressvorrichtung 14, einschliesslich Gummiplatte, wird alsdann in einer z. B. mit Kohlensäureschnee betriebenen Kühltruhe bis unterhalb der Starrheitstemperatur, d. h. bis auf etwa-30 C gekühlt. Nach Herausnahme aus der Kühltruhe und nach Abschrauben der Stahlplatten 15 behält die Gummiplatte 4', wie an sich bekannt, ihre Form bei, solange sie unterhalb der Starrheitstemperatur bleibt. Da damit zu rechnen ist, dass die Gummiplatte 4'an einer der Stahlplatten 15 festhaften kann, ist in jeder der beiden
Stahlplatten ein konischer Stift 18 vorgesehen, der profilseitig bündig in der Stahlplatte liegt. Der Stift lässt sich von aussen einstossen und dient damit als Auswerfer. Die Gummiplatte lässt sich, wie in Fig. 3 angedeutet, alsdann in die Einführaussparungen 12 einschieben.
Entsprechend den Pfeilrichtungen 19 und 20 wird die Gummiplatte 4'an ihren Platz verschoben. Wie in Fig. 4 ersichtlich, liegen bereits sieben Gummiplatten 4'an ihrem Platz, der durch Distanzstifte 21 bestimmt ist. Die Distanzstifte werden jeweils nach dem Einbringen einer nächsten Gummiplatte in dafür in einem Teilkreis vorgesehene Löcher 22 einzeln eingesteckt. Ist auf diese Weise der gesamte Spalt 8 mit Gummiplatten ausgefüllt, so verharrt das Rad so lange, z. B. bei Raumtemperatur, bis die Gummikörper aufgetaut"sind und sich bis auf den in Fig. 5 bzw. 6 gezeigten Fertigzustand 4" gedehnt haben. Die Dicke der Gummiplatte im Fertigzustand ist in dem gleichen Verhältnis kleiner als die Dicke der ungespannten Gummiplatte 4, wie bei einem konventionellen, z. B. mittels Konuspresse zusammengebauten Rad.
Infolge der Materialverdrängung beim Pressen wird aus der ursprünglich konkaven Stirnfläche 5 eine Stirnfläche J'mit einem Wulst 23. Der Wulst setzt sich auf eine konkave Stirnfläche 24 des Zentrierkranzes 7 auf. Der Zentrierkranz könnte natürlich etwas weniger hoch sein und eine ebene Stirnfläche besitzen. Aber die konkave Stirnfläche hat den Vorteil, dass der Zentriersitz an den Schultern möglichst die ganze Schulterhöhe einnimmt. Ebenfalls infolge der Materialverdrängung beim Pressen besitzt die Gummiplatte 4'entsprechend Fig. 4 in ihren tangential zum Rad liegenden Stirnflächen eine den Distanzstift 21 berührende Wölbung 25.
Das fertige Rad mit den aufgetauten Gummiplatten kann leicht von der Auflagerplatte 3 abgehoben werden, denn da die Wölbung 25 nicht mehr besteht und die entsprechende Stirnfläche sogar noch etwas zurückgewichen ist, besteht keine Berührung mehr zwischen den Gummiplatten und den Stiften 21.
Die Einführaussparungen 12 in dem fertigen Rad sind nicht nachteilig, wenn man sie in dem Bereich der obengenannten Strombrücken anordnet. Eine Strombrücken-Gummiplatte zeigt die Fig. 5. Sie unterscheidet sich von der Gummiplatte der Fig. 6 nur dadurch, dass sie infolge von Metallzwischenlagen 26 eine etwas kleinere Dicke und damit eine etwas höhere Spannung hat. Da bei dem bekannten Rad im allgemeinen zwei Strombrücken diametral gegenüberliegend vorgesehen sind, versieht man das Rad, das nach dem beschriebenen Verfahren zusammengebaut wird, zweckmässig mit zwei Paaren Aussparungen.
Das hat überdies den Vorteil, die gekühlten Gummiplatten gleichzeitig an zwei Stellen des Umfanges einführen zu können.
Die Einführaussparungen 12 können bis auf den Grund der Schultern 11 gezogen sein. Das hat den Vorteil, dass die Gummiplatten nur wenig unter die Fertigdicke gepresst zu werden brauchen. Damit aber die Metallzwischenlagen 26 der Strombrücken-Gummiplatte seitlich gesichert sind, bleibt vorteilhaft eine Restschulter 13 stehen.
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