DE102006018037A1

DE102006018037A1 - Luftgefedertes Eisenbahnrad

Info

Publication number: DE102006018037A1
Application number: DE200610018037
Authority: DE
Inventors: Sander Linke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2010-01-07

Abstract

Mehrteiliges Schienenrad bei dem Radreifen und Radgrundkörper, durch ein oder mehrere elastisch/entkoppelnde(s) Zwischenglied(er) voneinander getrennt sind, wobei das elastisch/entkoppelnde Element aus einer für diesen Zweck sinnvollen Anordnung aus, in der Hauptsache, dauerelastischen Material und Gewebe besteht und innerlich umlaufend mindestens einen Hohlraum besitzt, dessen Innendruck durch eine Vorrichtung (beispielsweise einem Ventil) variierbar ist, wobei der Hohlraum wiederum, durch gasförmige oder flüssige Materialien gefüllt sein kann.

Description

Gegenstand der Anmeldung ist ein Eisenbahnrad, welches durch eine Druckluft-gefüllte Gummi-Gewebe Kombination, federnde Eigenschaften besitzt.
Damit, soll in erster Linie die Geräuschbildung so weit wie möglich vermindert werden.
Außerdem soll verhindert werden, daß durch Unebenheiten des Fahrwegs, Vibrationen, die bei einem fahrenden Zug, im Rad-Schiene-Kontakt entstehen sich,

– einerseits und vor allem, als Erschütterungen auf den Unterbau und die Umwelt,
– sowie andererseits auf das Fahrwerk, übertragen.

Bemühungen wie das Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungs-Gemeinschaft, über ”Systemdynamik und Langzeitverhalten von Fahrwerk, Gleis und Untergrund”, zeigen daß hier die ideale Lösung, scheinbar noch nicht gefunden wurde.
Die Anzahl von Lösungsvorschlägen, die vor allem das Ziel der Lärmminderung verfolgen ist beträchtlich.
Die in Patentschriften recherchierten in Betracht kommenden Formen, basieren jedoch fast alle auf Voll-Gummi als elastisch-dämpfendem Zwischenglied. Hier wäre vor allem das Schienenrad mit der Nummer DE 19830814 C2 zu nennen.
Abgesehen davon, das die Akustischen Eigenschaften von Vollgummi weniger gut sind, als von denen Gummi-Luft basierender Systeme, kommt es bei all diesen Lösungen durch den punktuellen Rad-Schiene Kontakt, aufgrund der Konstruktion, zu Verformungen innerhalb des Radreifens. Dies führt zu einem schnelleren Verschleiß dessen.
Umwelteinflüsse und Materialermüdung, führen mit der Zeit außerdem zu veränderten Materialeigenschaften (nicht unbedingt verbesserten) des Gummis.
Bei meinem luftgefederten Eisenbahnrad, sind Radreifen und Radkörper beidseitig radial, quasi an Membranen aufgehängt, entkoppelt verbunden. Das heißt der Radreifen weicht Stößen vom Gleis in seinem ganzen Umfang, aus ohne sich dabei zu verformen.
Da das federnde Element hauptsächlich die im Reifen befindliche Luft ist, besteht das Problem der Materialermüdung hier nur sekundär. Zudem ist das Gummi-Material vom Gewebe abgeschirmt, so daß es keinen zersetzenden Umwelteinflüssen unterliegt.
DE 29917935 U1 beschreibt ein Elastisches Eisenbahnrad welches auf einer Luftfederung beruht. Hier ist 2 mal nebeneinander eine 1 zu 1 Nachbildung eines Autoreifens in ein Eisenbahnrad integriert. Die Erfindung ist, offensichtlich, beeinflußt von den allgemeinen Schock, den das Unglück von Eschede ausgelöst hatte. Hier möchte man auf Nr.Sicher- gehen und hat den Radreifen als T-Profil ausgelegt, dessen Steg bis fast an die Achse geführt ist. Ein Bruch scheint somit völlig ausgeschlossen. Diesen Sicherheitsaspekt, kann meine Lösung leider nicht bieten. Die Ursprüngliche Idee, sah auch keine Verwendung eines solchen Rades für Hochgeschwindigkeitszüge wie dem ICE vor, sondern nur deren Anwendung bei Stadtbahnen, wie S- und U-Bahnen.
Es könnte dennoch geprüft werden, ob sich ein solches Rad auch für Hochgeschwindigkeits-Züge eignet.
Bei dem Elastischen Eisenbahnrad von Herrn Schiehlen, bewegt sich der Steg des T-Profils zwischen zwei Scheiben des Radkörpers, wobei der Laufrad-Teil an den Flanken, zumindest bei Axialer Belastung also wieder berührt wird. Dadurch ist praktisch nur ein vertikaler Schwingungsausgleich möglich. Schall erzeugende Schwingungen, verlaufen jedoch multidirektional. Eine wirklich effektive Schallvermeidung, scheint somit nicht gegeben.
Mein Prinzip trägt dem Grundsatz der Multidirektionalität, schallbildender Schwingungen Rechnung. Es ist in alle Richtungen wirksam und in alle Richtungen belastbar.
Der Aufbau des Rades gleicht dem Gummi-gefederter Eisenbahnräder wie beispielsweise dem BO-84. Wie dort, erfolgt der Abschluß auch hier, durch einen auf den Radkörper aufgeschraubten Flanschring.
Im Unterschied dazu, ist das elastische/dämpfende Zwischenglied hier aber ein Hohlkörper der, wie eben bei einem Autoreifen, an den Außenseiten mit Gewebe ummantelt ist. Das Gewebe ist auch hier einvulkanisiert. (siehe Zeichnungen 1 und 2)
Die Konstruktion ist bezogen auf die Mittelachse nach außen geneigt, so daß diese rechtwinklig zur Wirkrichtung steht. Die Neigung ergibt sich, aus dem für einen Sinuslauf von Eisenbahnrädern üblichen, Kegelstumpfprofil. So wird eine seitliche Belastung der Struktur, durch axiale Kräfte, wie sie bei normaler Belastung auftreten würden vermieden. (siehe Zeichnung 3)
Der Schlauch wird, innerhalb des Radreifens sowie des Radkörpers, durch eine Nut, formschlüssig gehalten. Darin eingebettet, sollte sich zudem jeweils ein Stahlgürtel befinden. Auch dies kennt man ja in ähnlicher Form von Autoreifen.
Natürlich muß sich auch hier, irgendwo ein Ventil zum regeln des Luft-Innendrucks befinden.
Der Schlauch muß mit dem Metall, verklebt werden. Insbesondere in dem Bereich wo sich Gewebe und Metall berühren. Nur so ist garantiert das Radreifen und Radkörper, auch bei zu niedrigen Luftdruck, bündig gehalten werden.
Die Zusammenfügung der Einzelteile müßte derart von statten gehen, daß nach Angabe des Klebemittels, die Dämpfungseinheit, in welcher sich noch keine Luft befinden darf, zuerst in den Radreifen gelegt wird.
Der Radkörper liegt vorher auf einer Zentrierungslehre bereit. Danach wird der Radreifen mit dem Dämpfungskörper in die Zentrierungslehre um dem Radkörper gelegt und der Flanschring aufgeschraubt. Ab dann sollte man schon Druckluft in das System geben, damit sich die Komponenten optimal ineinander fügen. Dabei wird auch überschüssiger Klebstoff herausgepreßt. Nun muß die Einheit so lange in der Lehrvorrichtung bleiben bis der Klebstoff abgebunden ist. Dies wäre mit entsprechenden Klebeverfahren, eine Frage von Sekunden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19830814 C2 [0006]
- DE 29917935 U1 [0011]

Claims

Mehrteiliges Schienenrad bei dem Radreifen und Radgrundkörper, durch ein oder mehrere elastisch/entkoppelnde(s) Zwischenglied(er) voneinander getrennt sind, wobei das elastisch/entkoppelnde Element aus einer für diesen Zweck sinnvollen Anordnung aus, in der Hauptsache, dauerelastischen Material und Gewebe besteht und innerlich umlaufend mindestens einen Hohlraum besitzt, dessen Innendruck durch eine Vorrichtung (beispielsweise einem Ventil) variierbar ist, wobei der Hohlraum wiederum, durch gasförmige oder flüssige Materialien gefüllt sein kann.
Radreifen als Teil eines Schienenrades nach Anspruch 1, mit einem nach außen hin eisenbahnspezifischen Laufprofil, wobei er auf seiner Innenseite ein Profil für eine formschlüssige Verbindung mit einem elastisch/entkoppelnden Zwischenglied aufweist.
Eisenbahnrad-Grundkörper, als Teil eines Schienenrades nach Anspruch 1, mit eisenbahnradspezifischer Formgebung, wobei er auf seiner Außenseite ein Profil für eine Formschlüssige Verbindung mit einem elastisch/entkoppelnden Zwischenglied aufweist.
Elastisch/entkoppelndes Zwischenglied als Teil eines Schienenrades nach Anspruch 1, wobei dieses Zwischenglied schlauchförmig ausgebildet, und nach innen und außen jeweils so profiliert ist, daß es den Formschluß-Profilen der im Schutzanspruch 2 und 3 genannten Komponenten, Radreifen und Eisenbahnrad-Grundkörper entspricht und so eine formschlüssige Verbindung zuläßt.
Elastisch/entkoppelndes Zwischenglied als Teil eines Schienenrades nach Anspruch 1 und 4, wobei umlaufend beidseitig, d. h. sowohl links und rechts als auch oben und unten, im Formschluß-Bereich, Ringe aus einem möglichst dehnungs- und reißfesten Material wie z. Bs. Stahl eingearbeitet sind.
Elastisch/entkoppelndes Zwischenglied als Teil eines Schienenrades nach Anspruch 1 und 4, wobei der Hohlraum radial in mehrere „Kammern” unterteilt ist, deren Innendruck, jede für sich, durch eine Vorrichtung (beispielsweise einem Ventil) variierbar ist.