DE19703281A1 - Rad - Google Patents

Description

Die Erfindung beschreibt ein Rad nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Räder der genannten Art sind vielfältig bekannt geworden, denen gemeinsam ist, daß diese den an sie gestellten Anforderungen hohe Lasten aufzunehmen, nur unvollkommen genügen. Durch die patentamtlichen Veröffentlichungen (z. B. P 59535; P 570434; P 594792; P 620698; P 621766; P 65836; P 657707; P 2504879; P 829603; P 822096; P 850627; P 947052; P 1052436; P 1066221; P 12060006; P 1299929; P 1455094; P 1455113; P 107263; P 113750; P 1141664; P 1153052; P 1455130; P 935734; P 1154823; P 1530092; P 1605048) sind Räder mit elastisch o. ä. gelagerten Naben bekannt geworden. Eine Federwirkung ist jedoch z. B. bei Kranlaufrädern unerwünscht oder nur im geringen Maß zu tolerieren. Eine Anpassung an Schienenunebenheiten quer zur Längsachse der Schiene sind in den bekannt gewordenen Ausführungsformen nicht möglich oder nur in sehr beschränktem Maße. In einer Druckschrift der Fa. Kühnezug, Hamburg, sind Kranlaufräder mit elasto-plastischen, gefüllten Polyamiden als Radreifen bekannt geworden. Räder der letztgenannten Bauart haben Kriecheigenschaft, d. h., daß bei längerem Stillstand eine plastische Verformung im Berührbereich eintritt und daß diese Räder, gemessen an der Baugröße, nur geringe Lasten aufnehmen und/oder nur geringe Drehmomente übertragen können.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil genannten Merkmale.

Die Erfindung wird anhand von 3 Figuren erläutert, wobei die

Fig. I eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Rades,

Fig. II die schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rades mit starren Stäben 6,

Fig. III die schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rades mit biegsamen Zugmitteln 10 darstellt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß ein limitierender Faktor bei Rädern der genannten Art die Pressung zwischen Rad und Schiene ist und daß der Radkörper, Achsen, Naben usw. i. d. R. ihre Belastungsgrenzen noch nicht erreicht haben. Um diese Pressung herabzusetzen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, im Radreifen die Berührfläche durch Änderung der Geometrie heraufzusetzen. In der einfachsten Form wird dieses erreicht durch Füllung des Raums zwischen Radnabe 5 und Radreifen 3 mit elastischem Material. Ein genügend nachgiebiger (und federelastischer) Radreifen wird unter der Wirkung der Radlast insbesondere an der Berührfläche einfedern und diese entsprechend der Last in der erfindungsgemäßen Weise vergrößern. Die bevorzugte, erfindungsgemäße Ausführungsform benutzt vergleichsweise sehr dünne Radreifen mit einer dünnen Unterlage aus elastischem Material (Gummi, Neoprene, Vulkollan) auf einer Nabe mit an sich großem Umfang. Ein Nachteil könnte mit dieser Konstruktion ggfs. verbunden sein, es stellt sich eine, wenn auch geringe, allgemeine Federwirkung ein, die bei Krananlagen im allgemeinen nicht erwünscht ist. Weiterhin hat der Radreifen die Tendenz, als Ganzes auszuweichen, d. h. weniger die gewollte Formänderung durchzuführen als federnd, der Last entsprechend.

Die in Fig. II dargestellte Ausführungsform vermeidet die unerwünschten Teil-Effekte der zuerst beschriebenen Ausführungsform durch die Einführung von Zugstäben, die die Radnabe in einer konstanten Höhe halten und das Durchfedern des gesamten Rades mit Sicherheit verhindern. Da der Stab 6 mittels der Freiräume im Radreifen und in der Nabe keine Druckkräfte übernimmt, kann eine Anpassung an die Schienenkontur der Schiene 1 erfolgen. Die Verformungsfigur des Radreifens 3 im unteren Halbsegment ist jedoch nicht ideal, da die Zugstäbe in der horizontalen Schnittebene durch die Achse die an sich gewollte Bewegung behindern.

In einer bevorzugten, weitergebildeten Ausführungsform gem. Fig. III wird dieser letztgenannte Nachteil vermieden. Um die Nabe 5 sind Zugmittel mit vorzugsweise geringer Elastizität geschlungen und vorzugsweise orthogonal mit dem Radreifen 4 fest verbunden. Die Nabe und/oder die Zugmittel 10 sind derart ausgeführt, daß die Zugmittel 10 eine geringe Reibung bei der Bewegung über die Nabe 5 aufweisen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in einer möglichen Ausführungsform dadurch gelöst, daß die Nabe mit Scheiben versehen ist, die etwa die Breite der Zugmittel 10 besitzen und die gegeneinander und auf der Nabe frei gleiten können.

Die Schenkel der Zugmittel 10 sind in ihrer Summe von konstanter Länge und erlauben eine Verformung des Radreifens in eine ellipsoide Form mit lokalem Abweichen insbesondere an den Berührflächen der Radreifen 4 und Schiene 1; die Radnabe wird zwangsläufig im Schnittpunkt der gedachten Symmetrieachsen geführt. Der stark vergrößerte Berührradius minimiert die Pressung. Bei einer vorgegebenen max. Pressung sind die Räder nach der Lehre dieser Erfindung von erheblich kleinerem Durchmesser und passen sich in gewissem Umfang den Schienenunebenheiten der Kranschiene quer zur Fahrtrichtung an.

Nach einer der erfindungsgemäßen Ausführungen befindet sich eine Vielzahl von Zugmitteln axial nebeneinander und auch jeweils um geringe Winkelbeträge versetzt zwischen Nabe und Radreifen 4. Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Dichte der Anbringungspunkte der Zugmittel 10 in der Nabe 5 und dem Radreifen 4 ganz oder teilweise angeglichen durch eine Angleichung der Montageflächen, bei der die Nabe breiter ist als die Breite der Radreifen 4. Die Zugmittel 10 stehen teilweise in einen Winkel von mehr oder weniger als 0° zur Achse des Rades.

In der Ausführungsform der Räder mit der Eignung zum Schnellauf sind diese in einer Leichtbauweise ausgeführt, bei denen die Zugmittel 10 die Wirkung von Speichen mit übernehmen. Laufverhalten und -geräusche sind hier annähernd ideal zu beeinflussen. In der Ausführungsform mit der Eignung zur Aufnahme großer Lasen sind die, die Zugmittel 10 umgebenden Räume, mit elastischen, mittragenden Materialien (Gummi, Vulkollan etc.) ganz oder teilweise ausgefüllt. In einer bevorzugten Weiterbildung der letztgenannten Ausführungsform sind die Zugmittel 10 zum Gleiten im Füllmaterial gegen Anhaften daran geschützt ausgeführt.

In der bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Rades ist der Radreifen 4 in Rezessen der Spurkränze geführt. Der Nachteil, der mit ungeführten Radreifen der vorgenannten Art ggfs. verbunden sein könnte, eine, wenn auch geringe, allgemeine Federwirkung, die bei Krananlagen im allgemeinen nicht erwünscht ist, wird durch diese Weiterbildung weitgehend vermieden. Vermittels der Durchmesser-Differenzen zwischen Radreifen 4 und Rezess sowie der Federwirkung der den Zwischenraum ausfüllenden Masse, wobei der Radreifen die Feder-Dämpfungs-Wirkung selbst übernimmt, stellt sich unter der Last der gewünschte Berührradius ein. Durch die Parameter Radreifendicke, -materialkonstanten, -durchmesser, Rezessdurchmesser, Nabendurchmesser, Materialkonstanten der elastischen Zwischenlage sowie der aufgebrachten Last läßt sich das Rad-Schiene-System in seinen Eigenschaften optimieren. In einer anderen Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung wird auf die elastische Zwischenlage vollständig verzichtet. Die Projektionsfläche des Radreifens in den Berührflächen der Rezesse ist vorzugsweise mindestens so groß zu wählen wie die Aufstandsfläche auf der Schiene.

Eine andere Ausführungsform besitzt Dichtungen gegen das Eindringen von Wasser, Schmutz etc. in die sich ergebenden Spalte zwischen Radreifen und Spurkränzen.

Die Lehre der Erfindung wird nach der in Fig. I dargestellten Ausführungsform in einer besonders wirtschaftlichen Weise angewendet. Das Rad ist auf der Achse 3 gelagert. Die Nabe 5 bildet über den Lagern 3 den Tragkörper und kann in dieser Aufgabe optimiert werden. Auf der Nabe 5 sind die Spurkranzflansche 2 verschraubt, wobei die Schraubverbindungen 6 zugleich der Drehmomentübertragung dienen. Zwischen die Rezesse der Flansche 2 ist der Radreifen 4 mit der elastischen Bandage 8a, 8b eingesetzt. Der Rezessdurchmesser ist größer als der Kreisdurchmesser des Radreifens 4. Unter der Radlast nimmt der Radreifen 4 auf der Schiene 1 eine unrunde Form an. Der Berührradius ist erheblich größer als der Ausgangsradius des Radreifens 4. Die Zwischenlage 8a, 8b ist im unteren Bereich 8b unter der Last zusammengedrückt. Radreifen und Spurkränze lassen sich als Verschleißteil wirtschaftlich austauschen.

Claims (7)

1. Rad mit verschiebbaren Zwischenelementen zwischen Nabe und Radreifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Radreifen mindestens in der Berührfläche nachgiebig gestaltet ist und daß die Abmessungen und die Formgebung der Radreifen sowie der Zwischenelemente den Radreifen (4) annähernd in der Radmitte der Nabe (5) zu halten.

2. Rad mit verschiebbaren Zwischenelementen zwischen Nabe und Radreifen nach dem vorangegangenem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Zwischenelemente als elastisches Füllmaterial ausgeführt sind in einer geometrischen Abmessung mit vergleichsweise sehr dünnem, biegefähigen Radreifen (4) und dünner Zwischenlage aus elastischem Material und einer Nabe mit großem Umfang.

3. Rad mit verschiebbaren Zwischenelementen zwischen Nabe und Radreifen nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Radreifen (4) in Ausnehmungen axialer Flansche (2) (z. B. der Spurkränze) in seiner Beweglichkeit und geführt begrenzt wird, insbesondere in radialer Richtung.

4. Rad mit verschiebbaren Zwischenelementen zwischen Nabe und Radreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Zwischenelemente in der Hauptsache als drucknachgiebige Zugstäbe (6) ausgeführt sind.

5. Rad mit verschiebbaren Zwischenelementen zwischen Nabe und Radreifen nach einem der vorangegangenem Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Zwischenelemente als Zugmittel (10) ausgeführt sind, die um die Nabe (5) geschlungen mit dem Radreifen (4) vorzugsweise auf orthogonalen Radien zugfest verbunden sind.

6. Rad mit verschiebbaren Zwischenelementen zwischen Nabe und Radreifen nach dem vorangegangenem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugmittel (10) auf reibungsmindernden Scheiben o. ä. Bauelementen um die Nabe (5) geführt sind.

7. Rad mit verschiebbaren Zwischenelementen zwischen Nabe und Radreifen nach einem der vorangegangenem Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume zwischen den Zugmitteln mit elastischem Material gefüllt sind.