Rad, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit mindestens einem zwischen dem Radreifen und der Radscheibe eingeschalteten elastischen, ringförmigen Körper. Die Erfindung bezieht sich auf ein Rad; insbesondere für .Schienenfahrzeuge, bei wel chem der Radreifen gegenüber dem innern Radkörper, der im folgenden einfach mit Radscheibe bezeichnet sei, durch mindestens einen zwischengesehalteten elastischen, ring förmigen Körper abgefedert ist. Es ist be reits bekannt, innerhalb des Radreifens einen elasstisehen, ringförmigen Körper einzuschal ten.
Doch hat man bei diesen Konstruktionen nicht berücksichtigt, dass der elastische Kör per, um seiner Aufgabe gerecht zu werden, unter der Einwirkung der Stösse elastische Formänderungen machen muss. Der elasti sche Körper muss also genügende Bewegungs- freiheit besitzen, was bei den bekannten Rädern dieser Art nicht der Fall ist, indem der elastische Körper fast allseitig von den Bauteilen des Rades umgeben ist. Liegt er nur an verhältnismässig kleinen Oberflächen frei, so genügt .dies nicht, um ihn für die Federung wirksam auszunutzen.
Der ela- stische Körper wirkt dann wie ein unelasti- scher Körper, der die Stösse ungefedert auf ,den Wagenkasten überträgt, so dass der Zweck seiner Einschaltung in das Rad nicht erreicht wird.
Ferner hat man bisher darauf nicht ge nügend Rücksicht genommen, dass der ela stische Körper aus einem Werkstoff ist, ,der auf Druck sehr hoch, auf Zug dagegen nur in geringem Masse beansprucht werden darf. Bei fast allen derartigen Rädern wird der elastische Körper durch die zu übertragen den Antriebs- und Bremsmomente auf Sche- rung beansprucht, wodurch Zug- und Druck spannungen in gleicher Höhe auftreten. Um seine Lebensdauer deshalb zu erhöhen, ist da für Sorge zu tragen, dass die Zugspannungen auf ein unschädliches Mass herabgesetzt wer den.
Zur Vermeidung,der beiden vorerwähnten Nachteile ist gemäss der Erfindung der ela- stisühe, ringförmige Körper in dem Rade so eingebaut, dae er auf mehr als einer Seite freiliegt; damit ein möglichst grosser Teil seines Querschnittes unter Einwirkung der Beanspruchungen elastisch nachzugeben ver mag, und zwecks Vermeidung schädlicher Zugspannungen unter Druckvorspannung steht.
Für den elastischen Körper kann RTeicher Gummi oder ein anderes hochelastisches Ma terial verwendet werden.
Inder Zeichnung sind fünf Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes dar gestellt.
Fig. 1 zeigt ein Rad in axialem Schnitt und in.Stirnansicht,-welches insbesondere für normale Strassenbahnwagen bestimmt ist; Fig. 2 zeigt in gleicher Darstellung eine andere Ausführungsformdes Rades für das selbe Anwendungsgebiet; - Fig. 3 .stellt ein Rad dar; welches insbe sondere für schwere Fahrzeuge geschaffen ist;
Fig. 4 zeigt ein Rad,-Jas in erster Linie für leichte Fahrzeuge zur Anwendung kom men kann, und bei .dem axiale Beanspruchun- gen-nur in geringem Masse auftreten dürfen;
Fig. 5 zeigt ebenfalls ein Rad für leichte Fahrzeuge, bei dem die axiale Federung :des Radreifens begrenzt ist. -- Bei -den Ausfülhrungsformen nach :den F'ig. 1 bis 3 ist der Radreifen. 1 auf einem I-förmigen Zwischenring 2 aufgezogen. Zwi schen .den Flansehendieses Zwischenringes 2 sind .auf dessen Steg zwei Gummiringe 3 an geordnet.
Die eigentliche Radscheibe 4 geht in eine Wange 5 über, die gemeinschaftlich mit einem durch eine Gegenscheibe 6 gebil- .deten Gegenorgan die beiden, Gummiringe 3 von den Seiten umfasst. Die Radscheibe 4 ist auf der Achse 7 des Radsatzes befestigt: Bei der Ausführungsform nach Fig. 1-ist ,die Gegenscheibe 6 mit Hilfe des als Schraube 8 ausgebildeten -Endes der Achse 7 und einer Mutter 9 angezogen, so,dass, die Gummiringe 3 in-axialer Richtung auf Druck vorgespannt sind.
Die durch .die Vorspannung bewirkte Formveränderung der Gummiringe 3 bedingt einen Spannungszustand in den Ringen, der sich dem,durch die elastischen Deformationen hervorgerufenen Spannungszustand überla gert und dadurch .die Zugspannungen verrin gert, indessen auch vorhanden ist, wenn der Radsatz sich in Ruhe befindet. Die axiale Vorspannung -hindert die Gummiringe 3 nicht, in :der Ebene des Radkörpers elastisch nachzugeben, und zwar sowohl in radialer, als auch in tangentialer Richtung, wobei bewirkt durch die axiale Vorspannung auf Druck - nur geringe Zugspannungen in den Gummikörpern ausgelöst werden.
Eine äusserst intensive Stoss- und Geräuschdämp fung wird hierdurch erzielt. Ebenfalls wer den, :die aus den Antriebs- bezw. Brems momenten resultierenden Kräfte federnd auf genommen. Daneben wird durch .die Ein schaltung .der Gummiringe das ungefederte Gewicht .der Radsätze ermässigt, was sich im günstigsten Sinn auf den Wagenlauf aus wirkt.
Die innern und äussern Umfangsflächen 10,der Gummiringe 3 liegen grösstenteils frei, um dem Gummi Ausdehnungsmöglichkeit zu geben und das Federspiel in vertikaler Richtung zuzulassen. Zu diesem Zweck hat der Zwischenring 2 auch einen bestimmten radialen Abstand von der Radscheibe 4. Uxn das tangentiale Wandernder Gummiringe 3 infolge ihrer Deformation beim Rollen mit Sicherheit zu verhüten, snc1 die' Gummiringe 3 auf kreisringförmigen Z.wisehenscheiben 11 befestigt.
Diese Scheiben 11, welche zum Beispiel aus,Metall o:derHartgummi gefertigt sein können, sind mit den Gummiringen 3 durch Aufkleben oder Aufvulkanisieren fest verbunden. Die Auflageflächen der Zwi- schenscheiben, 11 für die Gummiringe '3 sind aufgerauht oder mit Eindrehungen versehen. Die Scheiben 11 sind in Ausidrehungen 12 der Wange 5, der Gegenscheibe .6 und des.
Steges des. Zwischenringes 2 eingesetzt. Mit einigen über den Umfang verteilten Ansätzen 13 fas sen die Zwischenscheiben 11 in entsprechende Löcher der Radteile ein, um so die Fest legung in der Umfangsrichtung zu sichern. Die Gegenscheibe 6 legt sich mit einer ebenen Abdrehungs.fläche 14 gegen eine eben solche Fläche -der Radscheibe 4. Hierdurch wird Gewähr geboten., dass das richtige Mass der Vorspannung der Gummiringe 3 einge halten wird.
Die konzentrische Zueinander anordnung der Scheiben 4 und 6 wird durch eine Eindrehung 15 herbeigeführt, die zu gleich zur Übertragung der Kräfte von der Gegenscheibe 6 auf die Radscheibe 4 ,dient. Eine Umfangsverschiebung .der Gegenscheibe 6- zur Radscheibe 4 wird durch einen Bolzen 16, der in eine Bohrung der Radscheibe 4 passt, verhindert. Durch Aufpassen der Ge genscheibe 6 auf die Achse 7 kann die kon zentrische Eindrehung 15 erspart werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Achse als. Hohlwelle 17 ausgeführt. Durch eine im Innern der Hohlwelle 17 an geordnete Spannstange 18, deren Enden mit Gewindeteil und Mutter 19 versehen sind, sind die Gegenscheiben 6 der beiden Räder des Radsatzes festgespannt. Bei diesem Ausführungsheispiel sind die Scheiben zwi schen den Gummiringen 3 und den Auflage flächen der Radteile fortgelassen. An ihrer Stelle sind die Wange 5 an der Radscheibe 4 und .die Gegenscheibe 6 mit Eindrehungen ?0 versehen, in die die Gummiringe 3 hinein gepresst sind.
Durch über den Umfang des Steges @des@ I-förmigen Zwischenringes 2 und der Auflageflächen auf der Radscheiben wange 5 und der Gegenscheibe 6 verteilte, vorspringende Köpfe 21 sind die Gummi ringe 3 weiter festgelegt. Die Gummiringe können auch noch durch Aufkleben auf die Gegenscheibe 6 bezw. Wange 5 und den Steg des Zwischenringes 2 an diesen Rad teilen unverschiebbar befestigt sein.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 dienen die zwischen den Flanschen des 1-för- migen Zwischenringes 2 angeordneten, axial auf Druck' vorgespannten Gummiringe 3 vor allem zur Aufnahme der wagrechten Kräfte. Für die vertikalen Kräfte ist zusätzlich in nerhalb :des Ringes 2, an .dessen innern Flausch anliegend, ein dritter Gummiring 22 vorgesehen, der in radialer Richtung vorge spannt ist und an beiden Seiten freiliegt, so dass .er sich unter der Belastung axial aus zudehnen vermag.
Die Vörspa.nnung dieses Ringes 22- geschieht vermittelst der als konische Ringflächen ausgebildeten Auf lageflächen und muss so gross sein, dass sich der Ring bei Höchstbelastung an der .dem Auflagepunkt des Rades auf der Schiene ge genüberliegenden Stelle nicht von diesen Auflageflächen abhebt. Es muss sogar für einen, :dann noch genügend grossen Reibungs widerstand gegen Gleiten Sorge getragen ,sein.
Diese Ausführungsform kommt für schwerere Fahrzeuge in Betracht, bei denen zwei Gummireifen nicht tragfähig genug sind oder die Baubreite des Rades Beschrän kungen unterliegt, wie es zum Beispiel bei Strassenbahnen in. Schmalspurausführung der Fall ist. Bei dem in -Fix. 3 dargestellten Beispiel handelt es, sich um ein Rad eines Radsatzes mit Aussenlagern, während beiden vorher beschriebenen Ausführungsformen In nenlagerung .der Achse gedacht ist.
Infolge dessen ist hier das Gegenorgan nicht als Gegenscheibe mit zentral angeordnetem Be- festigungs-- und Anspannmittel ausgebildet, sondern als Gegenring 23, der mit der Rad scheibe 4 .durch Schrauben 24, die das Vor spannen der Gummiringe 3 und 22 besorgen, verbunden ist. Zur Entlastung der Schrau ben 24 von Scherbeanspruchungen stützt sich der Gegenring 23 auf eine Abdrehung 25 der Radscheibe 4.
Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die in den Fix: 4 und 5 dargestellten Räder für -die Anwendung bei leichteren Fahrzeugen gedacht, die nur ge ringen axialen Stössen ausgesetzt sind. Zwi schen Radreifen 1 und Radscheibe 4 ist ein einzelner Gummiring 26 eingeschaltet, .der zum Zwecke der Federung an seinen beiden Seiten auf einem Ringstreifen freiliegt, um hier unter den Beanspruchungen auszu- bauchen, und der ausserdem mit über seinem innern und äussern Umfang verteilten Au, nehmungen 27 versehen ist,
die gleichfalls dazu dienen, das Deformatissnsvermögen des Gummiringes 26 zu erhöhen. Der Gummiring 26 ist in gleicher Weise, wie es fürden drit ten Ring 22 bei der Ausführungsform nach Fig. 3 _ beschrieben ist, radial vorgespannt. Der Gummiring 26 erreicht in der Mitte seine grösste radiale Dicke und nimmt nach den Seiten an -Dicke ab. Diese Farm erleichtert das Einbringen des Gummiringes 26 in das Rad.
Weiter wird eine stabile Lagerung er zielt und die Aufnahme axialer Kräfte er möglicht, indem die Auflageflächen des Ringes seiner Form angepasst, also doppel kegelförmig gestaltet sind. Bei der Ausfüh rungsform nach Fig. 4 liegt der Gummiring <B>26</B> in einem besonderen Haltering 28, auf den der Radreifen 1 aufgezogen ist. Die Rad scheibe 4 ist mit einem Gegenring 29 .durch Schrauben 30 verbunden. Der Halte ring 28, .die Radscheibe 4 und der Gegen ring 29 umfassen den Gummiring 26 teil weise an den Seiten.
Bei der Ausführungsform nach Fig. gehen die Radscheibe 4 und der Gegenring 29 in Flanschen 31 über, die sich gegen den Radreifen 1- erstrecken. Selbstverständlich stehen die Flanschen 31 in solchem Abstand voneinander, @dai3,dem Gummiring 26 genü gend Platz zwecks seitlicher Ausdehnung zur Verfügung steht. Auch von dem Rad reifen 1 halten die Flanschen 31 einen be stimmten Abstand ein, um -die axiale Fede rung :des Radreifens 1 zur Radscheibe 4 nicht zu unterbinden. Um das Rad mög lichst schmal zu gestalten, ist der Radreifen 1 für die Flanschen 31 seitlich ausgedreht.
Der Gummiring 26 ist direkt im Radreifen 1 gelagert, der eine entsprechende Form be sitzt und .den Gummiring 26 seitlich zum Teil umfasst. Die Vorspannung des Gummi ringes 26 erfolgt auch hier mit Hilfe der konischen Auflageflächen durch Anziehen der Schrauben 30.
Um ein Wandern des Gummiringes 26 in der Umfangsrichtung sicher zu verhüten, können ohne Schwierig keiten die zu der Ausführungsform nach Fig. 1 beschriebenen Zwischenringe ange wendet werden, auf denen der Gummiring befestigt ist: Es ist überhaupt ohne weiteres gegeben, die konstruktiven Einzelheiten der einen Bauart bei der andern Radkonstruk tion sinngemäss anzuwenden.
Wheel, in particular for rail vehicles, with at least one elastic, annular body interposed between the wheel tire and the wheel disc. The invention relates to a wheel; in particular for .Schienenfahrzeuge, in wel chem the wheel tire against the inner wheel body, which is referred to simply as wheel disc in the following, is cushioned by at least one intermediate elastic, ring-shaped body. It is already known to switch on an elastic, annular body within the wheel tire.
But one has not taken into account in these constructions that the elastic body has to make elastic changes in shape under the action of the shocks in order to do justice to its task. The elastic body must therefore have sufficient freedom of movement, which is not the case with known wheels of this type, in that the elastic body is surrounded by the components of the wheel on almost all sides. If it is only exposed on relatively small surfaces, this is not enough to use it effectively for the suspension.
The elastic body then acts like an inelastic body that transfers the impacts unsprung to the car body, so that the purpose of engaging it in the wheel is not achieved.
Furthermore, one has so far not taken sufficient account of the fact that the ela-tical body is made of a material that may be stressed very high on pressure, but only to a small extent on train. In almost all such wheels, the elastic body is subjected to shear stress due to the drive and braking torques to be transmitted, as a result of which tensile and compressive stresses occur at the same level. In order to increase its service life, care must be taken that the tensile stresses are reduced to a harmless level.
To avoid the two aforementioned disadvantages, according to the invention, the elastic, ring-shaped body is built into the wheel in such a way that it is exposed on more than one side; so that as large a part of its cross-section as possible may elastically yield under the action of the loads, and is under compressive prestress in order to avoid harmful tensile stresses.
Rough rubber or another highly elastic material can be used for the elastic body.
In the drawing, five execution examples of the subject matter of the invention are provided.
Fig. 1 shows a wheel in axial section and in.Stirnansicht, -which is intended in particular for normal trams; Fig. 2 shows, in the same representation, another embodiment of the wheel for the same field of application; - Fig. 3 shows a wheel; which is especially created for heavy vehicles;
4 shows a wheel, which can be used primarily for light vehicles, and with which axial loads are only allowed to occur to a small extent;
Fig. 5 also shows a wheel for light vehicles in which the axial suspension: of the wheel tire is limited. - In -the embodiments according to: the fig. 1 to 3 is the wheel tire. 1 drawn onto an I-shaped intermediate ring 2. Between the flanges of this intermediate ring 2, two rubber rings 3 are arranged on its web.
The actual wheel disk 4 merges into a cheek 5 which, together with a counter-organ formed by a counter-disk 6, encompasses the two rubber rings 3 from the sides. The wheel disk 4 is fastened on the axle 7 of the wheel set: In the embodiment according to FIG. 1, the counter disk 6 is tightened with the aid of the end of the axle 7 designed as a screw 8 and a nut 9, so that the rubber rings 3 are biased in the axial direction to pressure.
The change in shape of the rubber rings 3 caused by the pretensioning causes a state of tension in the rings that is superimposed on the state of tension caused by the elastic deformations and thereby reduces the tensile stresses, but is also present when the wheelset is at rest. The axial preload does not prevent the rubber rings 3 from yielding elastically in the plane of the wheel body, both in the radial and in the tangential direction, with only slight tensile stresses being triggered in the rubber bodies due to the axial preload on compression.
This achieves extremely intensive shock and noise absorption. Also are the: those from the drive or Braking torques resulting forces taken up resiliently. In addition, by using the rubber rings, the unsprung weight of the wheel sets is reduced, which has the most favorable effect on the running of the wagon.
The inner and outer circumferential surfaces 10 of the rubber rings 3 are largely exposed in order to give the rubber the possibility of expansion and to allow the spring play in the vertical direction. For this purpose, the intermediate ring 2 also has a certain radial distance from the wheel disk 4.Uxn to prevent tangential wandering rubber rings 3 due to their deformation when rolling, snc1 the 'rubber rings 3 attached to circular ring-shaped toothed washers 11.
These disks 11, which can be made of metal or hard rubber, for example, are firmly connected to the rubber rings 3 by gluing or vulcanizing them on. The contact surfaces of the intermediate disks 11, 11 for the rubber rings 3 are roughened or provided with indentations. The discs 11 are in recesses 12 of the cheek 5, the counter disc .6 and des.
Web of the. Intermediate ring 2 used. With some lugs 13 distributed over the circumference, the washers 11 fas sen into corresponding holes in the wheel parts, so as to secure the fixation in the circumferential direction. The counter-disk 6 rests with a flat turning surface 14 against such a surface - the wheel disk 4. This ensures that the correct amount of pretensioning of the rubber rings 3 is maintained.
The concentric arrangement of the disks 4 and 6 with one another is brought about by a recess 15, which also serves to transmit the forces from the counter disk 6 to the wheel disk 4. A circumferential displacement of the counter disk 6- to the wheel disk 4 is prevented by a bolt 16 which fits into a bore in the wheel disk 4. By fitting the Ge counter disk 6 on the axis 7, the concentric recess 15 can be saved.
In the embodiment of FIG. 2, the axis is as. Hollow shaft 17 executed. The counter disks 6 of the two wheels of the wheel set are clamped tightly by an inside of the hollow shaft 17 to an orderly tension rod 18, the ends of which are provided with a threaded part and nut 19. In this embodiment, the discs between the rubber rings 3 and the support surfaces of the wheel parts are omitted. In their place, the cheek 5 on the wheel disk 4 and the counter disk 6 are provided with grooves? 0 into which the rubber rings 3 are pressed.
By over the circumference of the web @ of the @ I-shaped intermediate ring 2 and the bearing surfaces on the wheel disc cheek 5 and the counter disc 6 distributed, projecting heads 21, the rubber rings 3 are further set. The rubber rings can also bezw by gluing on the counter disc 6. Cheek 5 and the web of the intermediate ring 2 share on this wheel be fixed.
In the embodiment according to FIG. 3, the rubber rings 3 which are arranged between the flanges of the 1-shaped intermediate ring 2 and which are pretensioned axially under pressure are used primarily to absorb the horizontal forces. For the vertical forces, a third rubber ring 22 is also provided within: the ring 2, lying on its inner loop, which is prestressed in the radial direction and is exposed on both sides so that it expands axially under the load able.
The pre-tensioning of this ring 22 takes place by means of the conical ring surfaces and must be large enough that the ring does not lift from these bearing surfaces at the point opposite to the point of contact of the wheel on the rail. It even has to be taken care of for someone: then sufficient frictional resistance against sliding.
This embodiment is suitable for heavier vehicles in which two rubber tires are not strong enough or the overall width of the wheel is subject to restrictions, as is the case, for example, with narrow-gauge trams. The in -Fix. The example shown in FIG. 3 is a wheel of a wheel set with external bearings, while the two previously described embodiments are intended to be used in internal bearings.
As a result, the counter-member here is not designed as a counter-disk with centrally arranged fastening and tensioning means, but rather as a counter-ring 23, which is connected to the wheel disk 4 by screws 24, which tension the rubber rings 3 and 22 before . To relieve the screws 24 of shear stresses, the counter ring 23 is supported on a twist 25 of the wheel disk 4.
In contrast to the embodiment according to FIG. 3, the wheels shown in Fix: 4 and 5 are intended for use in lighter vehicles that are only exposed to slight axial impacts. Between the wheel tire 1 and the wheel disk 4, a single rubber ring 26 is inserted, which is exposed on both sides of an annular strip for the purpose of suspension, to bulge out here under the stresses, and which also has a rubber ring distributed over its inner and outer circumference , take 27 is provided,
which also serve to increase the deformability of the rubber ring 26. The rubber ring 26 is radially biased in the same way as it is described for the third ring 22 in the embodiment of FIG. The rubber ring 26 reaches its greatest radial thickness in the middle and decreases in thickness towards the sides. This farm makes it easier to insert the rubber ring 26 into the wheel.
Next, a stable storage he aims and the absorption of axial forces is made possible by the bearing surfaces of the ring adapted to its shape, so are designed double conical. In the embodiment according to FIG. 4, the rubber ring <B> 26 </B> lies in a special retaining ring 28 onto which the wheel tire 1 is pulled. The wheel disk 4 is connected to a counter ring 29 by screws 30. The retaining ring 28, the wheel disc 4 and the counter ring 29 include the rubber ring 26 partly on the sides.
In the embodiment according to FIG. The wheel disk 4 and the counter ring 29 merge into flanges 31 which extend against the wheel tire 1-. Of course, the flanges 31 are at such a distance from one another that there is sufficient space for the rubber ring 26 for the purpose of lateral expansion. Also from the wheel tire 1, the flanges 31 keep a certain distance to -the axial Fede tion: of the wheel tire 1 to the wheel disc 4 not to prevent. In order to make the wheel as narrow as possible, the wheel tire 1 is turned out laterally for the flanges 31.
The rubber ring 26 is mounted directly in the wheel tire 1, which has a corresponding shape and partially surrounds the rubber ring 26 on the side. The rubber ring 26 is also pretensioned here with the aid of the conical contact surfaces by tightening the screws 30.
In order to prevent migration of the rubber ring 26 in the circumferential direction safely, the intermediate rings described for the embodiment of FIG. 1 can be used without difficulty, on which the rubber ring is attached: It is readily given, the structural details of one Design to be used analogously for the other wheel construction.