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Schienenrad, insbesondere für Eisenbahnfahrzeuge
Die Erfindung betrifft ein Schienenrad, insbesondere für Eisenbahnfahrzeuge, bestehend aus Radkörper und auf diesem aufgeschrumpften Radreifen, u. zw. eine besondere Ausgestaltung der Felgenkranzumfangs- fläche beziehungsweise der Innenseite des Radreifens zur Erzielung verbesserten Kraftschlusses zwischen
Felge und Radreifen.
Es ist bekannt, Radreifen auf Felgen, die federnde Wirkung haben, aufzuziehen ; ebenso ist das Auf- ziehen des Radreifens auf eine aus hochwertigem federndem Stahl bestehende Felge zur Erhöhung der Vor- spannung und des Anpressdruckes bekannt. In allen Fällen wurden aber bisher besondere Anforderungen hinsichtlich des Materials des Radkörpers gestellt, d. h. es wurden im besonderen Masse federnde Speichen oder Felgen mit federndem Kragen od. dgl. verwendet.
Es wurde daher versucht, eine Ausführungsform mit verbessertem Kraftschluss zwischen Felge und Radreifen zu finden, die einerseits die dem verwendeten Material jeweils innewohnende natürliche Elastizität des Werkstoffes auswertet und anderseits bei jeder Art von herkömmlichen Schienenräder (Eisenbahnrädern), bestehend aus Radkörper und auf diesem aufgeschrumpften Radreifen, anwendbar ist. Besonderes Gewicht wurde dabei darauf gelegt, dass nach dem Zusammenbau zwischen Radreifen und Radfelge keine Hohlräume bleiben und in jenem Teil, der im Querschnitt konkave Ausführung aufweist, durch die Anpressung keine Knickstellen, wie sie bei nicht stetigem Querschnittsverlauf auftreten könnten, entstehen.
Bei Rädern herkömmlicher Bauart ist in kaltem Zustand, vor dem Zusammenbau von Radkörper und Radreifen, der Aussendurchmesser des Radkörpers grösser als der Innendurchmesser des Radreifens und die Differenz dieser beiden Durchmesser ist, im Querschnitt in der Ebene der Radachse betrachtet, an allen Stellen gleich gross, soweit von bisher bekannten Sonderausführungen, die der Radfelge etwa kegelstumpfartigen Querschnitt, insbesondere mit einem Mittelteil der Felge und anschliessendem federndem Kragen zugedacht hat, abgesehen wird.
Erfindungsgemäss ist ein Schienenrad, insbesondere für Eisenbahnfahrzeuge, bestehend aus Radkörper und auf diesem aufgeschrumpften Radreifen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrumpfsitzübermass von Radkörper und Radreifen in den Randzonen des Radquerschnittes grösser als in der Mittelzone ist. Dabei kann im Querschnitt in der Ebene der Radachse eine der beiden Verbindungsflächen (Radkörper, Radreifen) nach einer stetigen Kurve konkav gekrümmt, die andere entweder gerade oder konkav oder konvex gekrümmt sein, wobei beim Zusammentreffen je einer konkav und einer konvex gekrümmten Fläche die Krümmung der konkaven Fläche stärker ist als jene der konvexen.
Weiters kann das Minimum des Schrumpfsitzübermasses in der Ebene der Radspeichen bzw. des Scheibenkörpers, bei einer gewellten Radscheide od. dgl. etwa in der ideellen Mittelebene des Scheibenkörpers gelegen sein.
In den Fig. l-6 sind beispielsweise einige Querschnitte erfindungsgemässer Radsätze dargestellt. In allen diesen Darstellungen ist erfindungsgemäss davon ausgegangen, dass der Punkt U jenen Durchmesser bezeichnet, nach welchem bisher die Grösse des Radkörpers im Hinblick auf den Zusammenbau mit dem Radreifen bestimmt worden ist, d. h. also, dass die Randzonen gegenüber bisher üblicher zylindrischer Ausführung überhöht sind. Das Mass der Überhöhung richtet sich nach Gestalt und Werkstoff von Felge und Reifen und dem dem Werkstoff innenwohnenden natürlichen Elastizitätsvermöge%
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In den Fig. 1-6 ist mit 1 der Querschnitt des Felgenkranzes, mit 2 die schwach konkav ausgebildete
Felgenkranzumfangsfläche, mit 3 die durch ihre Mitte, senkrecht auf die Radachse gelegte Symmetrie- ebene bezeichnet.
In Fig. 1 wurde der der Radachse am nächsten liegende Punkt U in der Mitte der Fel- genumfangsfläche angenommen. In Fig. 2 ist ein Scheibenrad mit der Scheibe 5 bezeichnet ; hier liegt beispielsweise der Punkt U in der Ebene 6, die von der früher genannten Symmetrieebene 3 abweicht. In
Fig. 3 ist ein Rad mit fächerförmig ausgebildeten Radscheiben beispielsweise wiedergegeben, das seit- lich verschobene Abstützungswände 7 und 8 aufweist. Hier wurde der Punkt U der konkav ausgebildeten
Felgenkranzumfangsfläche in die Ebene 9, die zwischen den Ebenen 7 und 8 liegt, verlegt, die ebenfalls von der Symmetrieebene 3 der Felgenumfangsfläche abweicht.
In den Fig. 4-6 sind beispielsweise zusammengehörige Querschnittsformen von Felgen 11 und Radreifen 10 dargestellt, u. zw. in Fig. 4 eine kon- kave Felge mit zylindrischem Radreifen, in Fig. 5 eine zylindrische Felge mit konkavem Radreifen und in
Fig. 6 eine konkave Felge mit einem schwächer konvex gekrümmten Radreifen.
Durch die erfindungsgemässeAusführung werden folgende Vorteile erzielt : Warm auf Felgen aufgezo- gene Radreifen schrumpfen beim Erkalten und erzeugen dadurch sowohl in der Felge als auch im Radrei- fen Spannungen. Sowohl bei diesem Schrumpfprozess des Radreifens als auch bei dem durch lang andauern- den Gebrauch des Rades erfolgendem Auswalzen des Radreifens kommt es zu Formveränderungen an der
Auflagefläche des Radreifens bzw. an der Felgenumfangsfläche ; ebenso kommt es während jeder Radum- drehung zusätzlich zu allseitigen Formveränderungen des Radreifens.
All diese Vorgänge, sowie das Warmwerden des Radreifens bei lang andauerndem Bremsen, führen dazu, dass, wenn insbesondere an den Randzonen der Kraftschluss zwischen Felge und Radreifen vermin- dert ist, durch eindringende Feuchtigkeit Roststellen entstehen, die das Losewerden der Radreifen noch zusätzlich fördern. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung werden nach dem Warmaufziehen des Rad- reifens während des Erkalten die Aussenzonen der Felgenumfangsfläche mehr gegen die Radnabe zu nie- dergepresst als der Mittelteil dieser Fläche, was im Rahmen der natürlichen Elastizitätsaufnahme des Fel- genmaterials eine zusätzliche Spannung erzeugt. Diese bleibt auch dann erhalten, wenn bei Erwärmung des Radreifens, z.
B. infolge anhaltenden Bremsens, eine Erweiterung des Reifens erfolgt, weil die be- schriebene Spannung in den Aussenzonen des Radumfanges wirkt und den Anpressdruck aufrecht erhält, so dass schon das blosse Verdrehen des Radreifens verhindert wird. Als weiterer Vorteil ist zu werten, dass die beim Bremsen auftretende Erwärmung des Radreifens möglichst rasch nicht nur in die Radfelge, sondern über diese in den ganzen Radkörper abgeleitet und von dort an die umgebende Luft abgegeben wird. Bei den heute üblichen kleinen Antriebsrädern, insbesondere bei Triebwagen mit hohen Geschwindigkeiten, ist eine Begünstigung der raschen Wärmeableitung vom Radreifen in den ganzen übrigen Radkörper von be- sonderer Bedeutung.
Die beschriebene Formgebung gewinnt besondere Bedeutung dadurch, dass sie nicht nur bei neuen Rad- sätzen, sondern auch bei jeder Art von alten Radsätzen bei Nachbearbeitung anwendbar ist und obendrein mit billigsten Mitteln ausgeführt werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schienenrad, insbesondere für Eisenbahnfahrzeuge, bestehend aus Radkörper und auf diesem auf- geschrumpften Radreifen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrumpfsitzübermass von Radkörper (l, 11) und Radreifen (10) in den Randzonen des Radquerschnittes grösser als in der Mittelzone ist.