DE102009033353B4

DE102009033353B4 - Wheelset with disc wheels for high-speed trains

Info

Publication number: DE102009033353B4
Application number: DE102009033353.3A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2014-09-18
Anticipated expiration: 2029-07-17
Also published as: DE102009033353A1

Abstract

Radsatz mit Scheibenrädern für Hochgeschwindigkeitszüge, wobei eine Welle des Radsatzes als Hohlwelle ausgebildet ist und in der Längsbohrung der Hohlwelle ein als Stützschraube ausgebildetes Zugelement aufnimmt, das lösbar mit der Hohlwelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschraube (7) mit einer nachgiebigen Ummantelung (8) versehen ist, die einen flexiblen Formschluss zwischen der Stützschraube (7) und der Innenwand der Längsbohrung (6) der Hohlwelle herstellt, wobei die nachgiebige Ummantelung (8) aus einem hoch belastbaren, die besonderen Anforderungen des Kraftausgleichs zwischen Stützschraube (7) und Längsbohrung (6) erfüllenden Gummimaterial besteht und Biegedeformationen der Hohlwelle auf die Stützschraube (7) übertragt.Wheelset with disk wheels for high-speed trains, one shaft of the wheelset being designed as a hollow shaft and receiving a tension element designed as a support screw in the longitudinal bore of the hollow shaft, which is detachably connected to the hollow shaft, characterized in that the support screw (7) is provided with a flexible casing ( 8) is provided, which creates a flexible form fit between the support screw (7) and the inner wall of the longitudinal bore (6) of the hollow shaft, the flexible casing (8) made of a highly resilient, the special requirements of the force balance between the support screw (7) and Longitudinal bore (6) fulfilling rubber material and transfers bending deformations of the hollow shaft to the support screw (7).

Description

Die Erfindung betrifft einen Radsatz mit Scheibenrädern für Hochgeschwindigkeitszüge, wobei eine Welle des Radsatzes als Hohlwelle ausgebildet ist und in der Längsbohrung der Hohlwelle ein als Stützschraube ausgebildetes Zugelement aufnimmt, das lösbar mit der Hohlwelle verbunden ist.The invention relates to a wheelset with disc wheels for high-speed trains, wherein a shaft of the wheelset is designed as a hollow shaft and receives in the longitudinal bore of the hollow shaft designed as a support screw tension element which is detachably connected to the hollow shaft.

Durch die DE 569 996 A und die gattungsbildende DE 195 06 678 A1 sind Zuganker-Konstruktionen für Hohlwellen-Radsätze von Schienenfahrzeugen bekannt geworden. In einem Fall wird durch die Zugankervorspannung eine höhere Lebensdauer angestrebt. Im anderen Fall sollen dünnwandige Hohlwellenteile mit Zugankerunterstützung im Sinne einer Fertigungsvereinfachung schwere, geschmiedete Vollwellen ersetzen. Die hohen Biegemomente, die über die Wellenenden auf die Zuganker zu übertragen sind, führen zu erheblichen Lebensdauerproblemen.By the DE 569 996 A and the generic DE 195 06 678 A1 Tie rod constructions for hollow shaft wheelsets of rail vehicles have become known. In one case, the Zugankervorspannung strives for a longer life. In the other case, thin-walled hollow shaft parts with tie rod support in the sense of a simplification of production should replace heavy, forged solid shafts. The high bending moments that are transmitted to the tie rods via the shaft ends lead to considerable service life problems.

Bei heutigen Hochgeschwindigkeitszügen der dritten Generation sind zur Verbesserung des Beschleunigungsvorganges die Hälfte der Radsatzwellen in den gewichtsoptimierten Fahrwerken angetrieben. Die in den Wellen vorhandenen Durchgangsbohrungen dienen hierbei der turnusmäßigen Ultraschallprüfung.In today's third-generation high-speed trains, half of the wheelset axles in the weight-optimized chassis are driven to improve the acceleration process. The existing through-holes in the shafts serve here the regular ultrasonic testing.

Die aufgetretenen Schäden an Hochgeschwindigkeits-Radsatzwellen haben gezeigt, dass die für die Auslegung der Wellen maßgebenden Euro-Normen EN 13103/13104 den im Fahrbetrieb auftretenden Beanspruchungen nicht gerecht werden, was durch von der T. U. Clausthal und der Deutschen Bahnsystemtechnik durchgeführten Untersuchungen festgestellt wurde.The damage caused to high-speed wheelset shafts has shown that the Euro standards EN 13103/13104, which are decisive for the design of the shafts, do not meet the demands arising during driving, which was confirmed by investigations carried out by T. U. Clausthal and Deutsche Bahnsystemtechnik.

Im Hochgeschwindigkeitsbereich treten in den Normen nicht berücksichtigte Zusatzbelastungen, wie der hochfrequente Rollkontakt zwischen Scheibenrädern und Schiene, hochfrequente Torsionsschwingungen sowie bislang unübliche Wechseltorsionen in Folge von Nutzbremsungen auf und führen bei Umlaufbiegelastwechseln im Gigabereich zu nicht kalkulierbaren Betriebsrisiken. Hinzu kommt, dass in diesem Lastwechselbereich keine Dauerfestigkeit mehr besteht.In the high-speed range, additional loads not taken into account in the standards, such as the high-frequency rolling contact between disc wheels and rail, high-frequency torsional vibrations and previously unusual alternating torsions as a result of regenerative braking and lead to non-calculable operating risks in Umengbiegelastwechseln in gigabereich. In addition, no fatigue strength exists in this load change range.

Um die vorgenannten, die Personensicherheit gefährdenden Schäden zu verhindern, müssen die wirtschaftlich nachteiligen Inspektionsintervalle drastisch verkürzt werden. Dies ist mit erheblichen wirtschaftlichen Einbussen verbunden.In order to prevent the aforementioned damage endangering personal safety, the economically disadvantageous inspection intervals must be drastically shortened. This is associated with significant economic losses.

Eine eigentlich angestrebte, bruchmechanisch begründete Festlegung von Inspektionsintervallen ist unter diesen Umständen nicht möglich.An actual, fracture mechanics-based determination of inspection intervals is not possible under these circumstances.

Eine Verstärkung der Radsatzwellen und die damit verbundene Erhöhung der ungefederten Fahrwerksmassen kann nur bedingt als Abhilfe dienen, da damit der im Hochgeschwindigkeitsverkehr ohnehin hohe Verschleiß an Scheibenrädern und Schienen noch erhöht würde. Im übrigen wäre die Umrüstung auf stärkere Radsatzwellen mit konstruktiven Änderungen an den Fahrwerken und entsprechend hohen Kosten verbunden.An increase in the wheelset and the associated increase in the unsprung chassis masses can only partially serve as a remedy, as it would increase the high wear in anyway high wear on disc wheels and rails. Moreover, the conversion to stronger axles would be associated with structural changes to the chassis and correspondingly high costs.

Aus der DE 2 146 614 A ist ein axialelastischer Leichtradsatz und Spurwechsel--Leichtradsatz für Schienenfahrzeuge bekannt. Der Radsatz besteht aus einer Achse und aus einer diese umfassenden Hohlachse. Die Räder und die Achslager können entweder von der Achse oder der Hohlachse getragen werden. Zur Verbesserung des Fahrkomforts sowie zur Schonung von Rädern und Schienen sind in der Hohlachse Gummifederungen angeordnet, die für das gesamte Fahrzeuggewicht eine kleinere Elastizität in Radialrichtung durch Druckverformung und eine größere Elastizität in Achsialrichtung durch Schubverformung oder eine Abrollbewegung von Gummikörpern schaffen sollen. Die Hohlachse kann zur Aufnahme der Gummifederungen einen großen Durchmesser aufweisen.From the DE 2 146 614 A is an axially elastic light wheel set and lane change - Leichtradsatz for rail vehicles known. The wheel set consists of an axle and a hollow axle comprising this. The wheels and axle bearings can be supported by either the axle or the hollow axle. To improve ride comfort and to protect wheels and rails rubber housings are arranged in the hollow axle, which should create a smaller elasticity in the radial direction by compression deformation and a greater elasticity in the axial direction by shear deformation or a rolling movement of rubber bodies for the entire vehicle weight. The hollow axle may have a large diameter for receiving the rubber springs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Radsatz zu schaffen, bei dem unter Beibehaltung der standardmäßigen Abmessungen eine erheblich verbesserte Bruchsicherheit erreicht wird.The invention is therefore an object of the invention to provide a generic wheel, in which while maintaining the standard dimensions significantly improved resistance to breakage is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst. Es lässt sich hierbei in einfacher Weise die der Ultraschall-Prüfung dienende, ohnehin vorhandene Längsbohrung zur Anbringung des lösbaren Zugelementes nutzen. Die nachgiebige Ummantelung stellt einen flexiblen Formschluss zwischen der Stützschraube und der Innenwand der Hohlwelle her. im Zusammenspiel mit nach einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung einer über einen einstückig mit der Stützschraube ausgebildeten Schraubenkopf und einer vom anderen Ende her aufschraubbaren Mutter auf die äußeren Stirnflächen der Radsatzwelle wirkenden Vorspannung wird erreicht, dass im Falle eines Trennbruchs die auseinander strebenden Bruch- oder Teilstücke von innen her zusammengehalten werden. Der ringförmige Freiraum zwischen der Stützschraube und der Längsbohrung, der durch die Gummihülle bzw. -ummantelung der Stützschraube ausgefüllt wird, verhindert wirkungsvoll den Versatz der im Schadensfall entstandenen Bruchflächen gegeneinander und damit eine Beschädigung der Stützschraube.This object is achieved with the features stated in the characterizing part of the main claim. In this case, it is possible in a simple manner to use the longitudinal borehole, which is used in any case for the purpose of attaching the detachable tension element, which is used anyway for the ultrasound examination. The compliant shroud provides a flexible fit between the support screw and the inner wall of the hollow shaft. in conjunction with according to an advantageous suggestion of the invention of an integrally formed with the support screw screw head and a screwed from the other end nut on the outer end faces of the axle shaft bias is achieved that in the event of a separation fracture the striving fractions or sections of held together inside. The annular clearance between the support screw and the longitudinal bore, which is filled by the rubber sheath or -ummantelung the support screw, effectively prevents the offset of the resulting fracture surfaces in the event of damage against each other and thus damage the support screw.

Die nachgiebige Ummantelung besteht aus einem hoch belastbaren, die besonderen Anforderungen des Kraftausgleichs zwischen Gummimaterial und Längsbohrung erfüllenden Gummimaterial, wie insbesondere Naturkautschuk mit den guten schwingungstechnischen Eigenschaften, und überträgt die aufgrund der Umlaufbiegung an der Radsatzwelle auftretenden Biegedeformationen auf die Stützschraube. Es werden die Lebensdauer mindernde Biegebeanspruchungen vom Schraubenkopf und dem Gewinde der Stützschraube ferngehalten.The resilient sheathing consists of a heavy duty, the special requirements of the force balance between Rubber material and longitudinal bore fulfilling rubber material, in particular natural rubber with the good vibration properties, and transmits the bending deformations occurring due to the circumferential bending of the wheelset on the support screw. The life-reducing bending stresses are kept away from the screw head and the thread of the support screw.

Mit der Dicke der Gummiummantelung und der Wahl des Werkstoffkennwertes für Elastomere (Shore-Härte) lässt sich der Grad der Übertragung von Biegedeformationen der Radsatzwelle auf die Stützschraube beeinflussen. So besteht bei einer Shore-Härte von 75 und einer Gummidicke von 5 mm zwischen den Biegelinien von Stützschraube und Radsatzwelle nur ein minimaler Unterschied (vgl. 3). Bei der vorstehend beschriebenen Konstellation kommt eine Stützschraube aus hochfestem Stahl, entsprechend der Schraubenfestigkeitsklasse 12.9, zum Einsatz.The thickness of the rubber jacket and the choice of the material characteristic for elastomers (Shore hardness) can be used to influence the degree of transmission of bending deformations of the wheelset shaft to the support bolt. Thus, with a Shore hardness of 75 and a rubber thickness of 5 mm, there is only a minimal difference between the bending lines of the supporting screw and the axle of the wheelset (cf. three ). In the constellation described above, a support screw comes from high-strength steel, according to the screw strength class 12.9 , for use.

Neben der Schutzwirkung für die Stützschraube und einer Dämpfung eventueller Biegeschwingungen bewirkt die Gummiummantelung eine weitgehende Entlastung des Schraubenkopfes und des Gewindeendes der Stützschraube von Biegebeanspruchungen, so dass Reibkorrosion im Gewinde verhindert wird. Damit ist gewährleistet, dass die Stützschraube eine erheblich höhere Lebensdauer als die zu sichernde Radsatzwelle aufweist, zumal die auf die Radsatzwelle einwirkenden Stoßbelastungen, wie bei Weichenüberfahrten, in der Regel nur einseitig auftreten und sich über die Stirnflächen der Radsatzwelle nur in reduziertem Maße auf die Stützschraube übertragen.In addition to the protective effect for the support screw and a damping of any bending vibrations causes the rubber jacket a substantial relief of the screw head and the threaded end of the support screw of bending stresses, so that fretting corrosion in the thread is prevented. This ensures that the support screw has a significantly longer service life than the wheelset shaft to be secured, especially since acting on the wheelset shock loads, such as turnouts, usually occur only on one side and on the faces of the axle only to a reduced extent on the support screw transfer.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Vorspannung der Stützschraube über ihren Schraubenkopf und das Gewindeende mit Mutter wird im Falle eines Anrisses der Radsatzwelle der dann einsetzende Rissfortschritt verzögert. Die Vorspannung kann hierbei hydraulisch oder thermisch erzeugt und mit Ultraschall überprüft werden.By inventively provided bias of the support screw on its screw head and the threaded end with nut is delayed in the case of an attack of the wheelset then the onset of crack. The bias voltage can be generated hydraulically or thermally and checked with ultrasound.

Da insbesondere das Gewinde der Stützschraube hohen spezifischen Belastungen ausgesetzt ist, wird es zur Steigerung der Dauerfestigkeit vorteilhaft gerollt.In particular, since the thread of the support screw is exposed to high specific loads, it is advantageously rolled to increase fatigue strength.

Die Radsatzwelle mit der gummiummantelten Stützschraube stellt insgesamt ein fehlersicheres System in Sandwich-Bauweise dar, durch das im Falle eines Radsatzwellenbruchs eine Entgleisung des Zuges verhindert wird. Eine in der Regel einseitige Rissbildung im Außenmantel der Radsatzwelle wird bei Erreichen der Längsbohrung an der Gummiummantelung zunächst zum Stillstand gebracht und entwickelt sich in der Folge aufgrund der Stützwirkung der Stützschraube nur noch mit verringerter Rissfortschrittsgeschwindigkeit weiter. Eine sich in diesem Stadium befindende Rissbildung kann durch eine pneumatische Risskontrolle zweifelsfrei festgestellt werden. Hierbei wird die an beiden Enden abgedichtete Radsatzwellenbohrung über ein Ventil mit Luftdruck beaufschlagt, so dass ein bis zur Längsbohrung fortgeschrittener Riss durch Luftaustritt erkannt wird. Dieses durch eine einfache und schnelle Handhabung gekennzeichnete Verfahren ermöglicht zeitlich eng gestufte Überprüfungen der Radsatzwellen bei minimalem Aufwand.The wheelset shaft with the rubber-jacketed support screw represents a total of fail-safe system in sandwich construction, by which a derailment of the train is prevented in the case of a Radsatzwellenbruchs. A usually one-sided cracking in the outer shell of the axle is initially brought to a standstill on reaching the longitudinal bore on the rubber jacket and develops in the episode due to the support effect of the support screw only with reduced crack propagation speed on. Cracking at this stage can be established beyond doubt by pneumatic crack control. Here, the sealed at both ends Radsatzwellenbohrung is acted upon by a valve with air pressure, so that an advanced to the longitudinal bore crack is detected by air leakage. This method, which is characterized by a simple and fast handling, enables chronologically closely checked checks of the wheel set shafts with minimal effort.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigen:Details of the invention will become apparent from the claims and the following description of illustrated in the drawings embodiments of the invention. Show it:

1 einen Schnitt durch einen Radsatz für einen Hochgeschwindigkeitszug mit gummiummantelter Stützschraube in der Hohlwelle; 1 a section through a wheel for a high-speed train with gummiummantelter support screw in the hollow shaft;

2 ein Diagramm einer Biegelinie eines Radsatzes für einen Hochgeschwindigkeitszug; und 2 a diagram of a bending line of a wheelset for a high-speed train; and

3 ein Diagramm der durch Biegung der Radsatzwelle auf eine eingesetzte Stützschraube wirkenden Linienlast. three a diagram of acting by bending the wheelset shaft on an inserted support screw line load.

Eine in 1 dargestellte Hochgeschwindigkeits-Radsatzwelle 1, im folgenden Radsatzwelle genannt, ist beidseitig mit Scheibenrädern 2 sowie dazwischen mit einem Stirnrad 3 für einen Antrieb bestückt, wobei die Scheibenräder 2 mit Rollkontakt auf Schienen 4 aufliegen. An den beiden stirnseitigen Enden ist die Radsatzwelle 1 mit Wälzlagern 5 zur Verbindung mit einem zugehörigen Fahrgestell versehen.An in 1 illustrated high-speed axle 1 , referred to in the following wheelset shaft, is on both sides with disc wheels 2 and in between with a spur gear three equipped for a drive, with the disc wheels 2 with rolling contact on rails 4 rest. At the two front ends of the wheelset shaft 1 with rolling bearings 5 provided for connection to an associated chassis.

Im Inneren weist die Radsatzwelle 1 eine durchgehende Längsbohrung 6 auf, durch die eine Stützschraube 7 gesteckt ist. Die Stützschraube 7 ist mit einer Gummiummantelung 8 versehen, die zwischen der Stützschraube 7 und der Wandung der Längsbohrung 6 der Radsatzwelle 1 einen flexiblen Formschluss herstellt.Inside, the wheelset shaft 1 a continuous longitudinal bore 6 on, through which a support screw 7 is plugged. The support screw 7 is with a rubber jacket 8th provided between the support screw 7 and the wall of the longitudinal bore 6 the wheelset shaft 1 creates a flexible fit.

Ferner weist die Stützschraube 7 an ihrem einen Ende 9 einen einstückig angeformten Schraubenkopf 10a und an ihrem anderen Ende ein Gewinde auf, das zur Steigerung der Dauerfestigkeit vorzugsweise gerollt werden sollte. Mittels einer auf das Gewinde aufgeschraubten Mutter 10b wird die aus einem hochfesten Stahl gefertigte Stützschraube 7 mit der Radsatzwelle 1 verschraubt und vorgespannt.Furthermore, the support screw 7 at one end 9 a one-piece molded screw head 10a and at its other end a thread, which should preferably be rolled to increase the fatigue strength. By means of a nut screwed onto the thread 10b is made of a high-strength steel support screw 7 with the wheelset shaft 1 bolted and preloaded.

Die so axial fixierte und vorgespannte Stützschraube 7 hält im Falle eines Radsatzwellenbruchs die sich zwangsläufig ergebenden Bruch- bzw. Teilstücke zusammen, so dass eine Entgleisung des Zuges aufgrund eines Wellenbruchs verhindert wird.The axially fixed and preloaded support screw 7 holds in the case of a Radsatzwellenbruchs the inevitably resulting fractures or cuts together, so that a derailment of the train is prevented due to a shaft fracture.

Durch die zwischen der Stützschraube 7 und der Längsbohrung 6 eingesetzte Gummiummantelung 8 wird gleichzeitig ein Versatz, also ein Verschieben der Bruchflächen gegeneinander und eine damit einhergehende Beschädigung der Stützschraube 7 wirkungsvoll vermieden, so dass sie ihrer Sicherheitsfunktion ohne Beeinträchtigungen gerecht werden kann.Through the between the support screw 7 and the longitudinal bore 6 used rubber jacket 8th At the same time an offset, ie a displacement of the fracture surfaces against each other and an associated damage to the support screw 7 effectively avoided, so that it can fulfill its safety function without any adverse effects.

Ein in dem Radsatz-Biegelinien-Diagramm gemäß 2 als Beispiel hier dargestellter Radsatz 11 eines herkömmlichen Hochgeschwindigkeitszuges besitzt eine Radsatzwelle 12 mit einer Länge von 2180 mm. Der Durchmesser der Radsatzwelle beträgt im wesentlichen 160 mm. Nur im Bereich der Lager 15 verringert sich dieser auf 130 mm. Die Längsbohrung 13 hat einen Durchmesser von 70 mm. Wie in dem Biegelinien-Diagramm 16 dargestellt, entsteht bei einer vertikal auf den Radsatz wirkenden Last von 17 t (Pfeile 17) eine nach unten gerichtete Biegung der Lagerenden 15 von –0,778 und –0781 mm und eine nach oben gerichtete, konvexe Biegung im mittleren Bereich 14 von 0,857 mm. In Schadenstoleranz-Konzepten für eine solche ungesicherte Radsatzwelle 12 wird ein die Längsbohrung erreichender Riss als bruchmechanischer Grenzfall betrachtet. Die Biegenennspannung in den problematischen Radsatzwellen 12 beträgt bei 17 t Achslast 55 N/mm².One in the wheelset bendline diagram according to 2 as an example wheel set shown here 11 a conventional high-speed train has a wheelset shaft 12 with a length of 2180 mm. The diameter of the axle is substantially 160 mm. Only in the field of bearings 15 this reduces to 130 mm. The longitudinal bore 13 has a diameter of 70 mm. As in the bendline diagram 16 shown, arises at a vertically acting on the wheelset load of 17 t (arrows 17 ) a downward bending of the bearing ends 15 of -0.778 and -0781 mm and an upward, convex bend in the middle region 14 of 0.857 mm. In damage tolerance concepts for such an unsecured wheelset 12 If a crack reaching the longitudinal bore is considered a fracture mechanical limit case. The bending stress in the problematic axles 12 is at 17 t axle load 55 N / mm ² .

In dem Linienlast-Diagramm gemäß 3 ist die Belastung der Gummiummantelung 8 der Stützschraube 7 infolge der Biegedeformation der Radsatzwelle 12 bei einer angenommenen Länge von 1800 mm dargestellt. Die von unten auf die Gummiummantelung 8 im mittleren Bereich wirkende mittlere Linienlast beträgt ungefähr 2,3 N/mm, während in den äußeren Zonen eine von oben auf die Gummiummantelung 8 gerichtete Gegenlast von ungefähr 3,4 N/mm einwirkt.In the line load diagram according to three is the burden of rubber coating 8th the support screw 7 due to the bending deformation of the wheelset shaft 12 represented at an assumed length of 1800 mm. The bottom of the rubber jacket 8th mid-line average load is about 2.3 N / mm, while in the outer zones, one is from the top of the rubber jacket 8th directed counter load of about 3.4 N / mm acts.

Die von der Radsatzwelle 1, 12 mittels Gummiummantelung 8 auf die Stützschraube 8 übertragene Biegedeformation führt zu einer charakteristischen Linienlastverteilung, die sich aus der unterschiedlichen Krafteinleitung (reines Biegemoment in der Radsatzwelle zwischen den Scheibenrädern, gegensinnig orientierte Querkraftbereiche bei der Stützschraube) ergibt. Dies ist hier näherungsweise dargestellt. Trotz der Unterschiede bei der Krafteinleitung ist der Verlauf der punktiert dargestellten Biegelinie der Radsatzwelle 1, 12 weitgehend identisch mit dem als durchgehende Linie wiedergegebenen Verlauf der Biegelinie der Stützschraube 7. Die bestehenden geringen Abweichungen werden durch örtliche Stauchung der Gummihülle 8 ausgeglichen.The wheelset shaft 1 . 12 by rubber coating 8th on the support screw 8th transmitted bending deformation leads to a characteristic line load distribution, which results from the different application of force (pure bending moment in the wheelset shaft between the disc wheels, oppositely oriented transverse force ranges in the support screw). This is approximated here. Despite the differences in the introduction of force is the course of the dotted illustrated bending line of the axle 1 . 12 largely identical to the reproduced as a continuous line course of the bending line of the support screw 7 , The existing small deviations are caused by local compression of the rubber sleeve 8th balanced.

Die in der Radsatzwelle 1, 12 angeordnete Stützschraube 7 weist einen Durchmesser von 60 mm auf. Daraus ergibt sich, dass bei einem Durchmesser der Längsbohrung 13 der Radsatzwelle 12 von 70 mm die Dicke der Gummiummantelung 5 mm beträgt. Die maximale Deformation der Gummiummantelung 8 liegt bei ungefähr 1/10 mm. Die Steifigkeit der Gummiummantelung 8 beträgt bei einer Dicke von 5 mm und einer Shore-Härte von 75 ca. 41 N/mm², somit 1 mm Einfederung bei einer spezifischen Belastung von 41 N/mm.The in the wheelset shaft 1 . 12 arranged support screw 7 has a diameter of 60 mm. It follows that with a diameter of the longitudinal bore 13 the wheelset shaft 12 of 70 mm the thickness of the rubber jacket is 5 mm. The maximum deformation of the rubber jacket 8th is about 1/10 mm. The stiffness of the rubber jacket 8th is at a thickness of 5 mm and a Shore hardness of 75 about 41 N / mm ² , thus 1 mm deflection at a specific load of 41 N / mm.

Bei der in die Längsbohrung mit 70 mm Innendurchmesser 13 eingebrachten Stützschraube 7 mit 60 mm Außendurchmesser beträgt die Biegenennspannung bei 17 t Achslast lediglich 25 N/mm². Das heißt, die Stützschraube besitzt bei diesem Spannungsniveau, auch im Giga-Lastwechselbereich, eine wesentlich höhere Dauerfestigkeit als die Radsatzwelle 1, 12 selbst. Die mehr oder weniger statische Schraubenvorspannung hat praktisch keinen Einfluss auf die Dauerfestigkeit.When in the longitudinal bore with 70 mm inner diameter 13 introduced support screw 7 with a 60 mm outer diameter, the nominal bending stress at 17 t axle load is only 25 N / mm ² . That is, the support screw has a much higher fatigue strength than the wheelset shaft at this voltage level, even in the Giga-load change range 1 . 12 itself. The more or less static bolt preload has practically no influence on the fatigue strength.

Die Stützschraube 7 in Verbindung mit der Gummihülle 8 stellt im normalen Fahrbetrieb eines Hochgeschwindigkeitszuges ein inaktives Parallel-Element dar, das erst im Falle eines Wellenbruchs den Wellenzusammenhalt sichert, den Versatz der Bruchflächen unterbindet und damit eine Entgleisung verhütet. Darüber hinaus erlaubt die Existenz dieses Sicherheitselementes, Risse bis zum Erreichen der Wellenbohrungsperipherie zu tolerieren und auch auf einfache Weise pneumatisch nachweisen zu können.The support screw 7 in conjunction with the rubber sleeve 8th In the normal driving mode of a high-speed train, it is an inactive parallel element, which ensures shaft integrity only in the event of a shaft break, prevents the offset of the fractured surfaces and thus prevents derailment. In addition, the existence of this security element allows to tolerate cracks until reaching the shaft bore periphery and also to be able to detect pneumatically in a simple manner.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Radsatzwelleaxle
22: ScheibenradScheibenrad
33: Stirnrad (für den Radsatzantrieb)Spur gear (for wheelset drive)
44: Schienerail
55: Wälzlagerroller bearing
66: Längsbohrung (Radsatzwelle 1)Longitudinal bore (wheelset shaft 1 )
77: Stützschraubesupport screw
88th: Gummiummantelung/-hülleRubber coating / sheath,
99: freie Enden (Stützschraube)free ends (support screw)
10a10a: Schraubenkopfscrew head
10b10b: Muttermother
1111: Radsatzwheelset
1212: Radsatzwelleaxle
1313: Längsbohrung (Radsatzwelle 12)Longitudinal bore (wheelset shaft 12 )
1414: mittlerer Bereich (Radsatzwelle 12)middle range (wheelset shaft 12 )
1515: Lager (Radsatzwelle 12)Bearings (wheelset shaft 12 )
1616: Biegelinien-DiagrammBending curve diagram
1717: Last (Pfeile)Load (arrows)

Claims

Wheel set with disk wheels for high-speed trains, wherein a shaft of the wheelset is designed as a hollow shaft and receives in the longitudinal bore of the hollow shaft designed as a support screw tension element which is detachably connected to the hollow shaft, characterized in that the support screw ( 7 ) with a resilient sheath ( 8th ), which provides a flexible fit between the support screw ( 7 ) and the inner wall of the longitudinal bore ( 6 ) produces the hollow shaft, wherein the resilient sheath ( 8th ) made of a heavy-duty, the special requirements of the force balance between support screw ( 7 ) and longitudinal bore ( 6 ) fulfilling rubber material and bending deformations of the hollow shaft on the support screw ( 7 ) transmits.

Wheelset according to claim 1, characterized in that the diameter of the support screw ( 7 ) and depending on the material thickness of the rubber jacket ( 8th ) and their Shore hardness are variable.

Wheelset according to claim 1 or 2, characterized in that the support screw ( 7 ) at one end ( 9 ) in one piece with a screw head ( 10a ) and at the other end ( 9 ) a screwed onto the axial preload nut ( 10b ) having.

Wheelset according to one of claims 1 to 3, characterized in that for the control of by the Gummiummantelung ( 8th ) until reaching the longitudinal bore ( 6 ) tolerated cracks a pneumatic pressurizing means to the longitudinal bore ( 6 ) is connectable.