DE19939754C1 - Rail vehicle wheel tire comprizes outer and inner tires plus track guidance module using inner tire steel of superior fracture toughness and lower carbon. - Google Patents

Rail vehicle wheel tire comprizes outer and inner tires plus track guidance module using inner tire steel of superior fracture toughness and lower carbon.

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DE19939754C1 DE19939754A DE19939754A DE19939754C1 DE 19939754 C1 DE19939754 C1 DE 19939754C1 DE 19939754 A DE19939754 A DE 19939754A DE 19939754 A DE19939754 A DE 19939754A DE 19939754 C1 DE19939754 C1 DE 19939754C1
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Abstract

The steel tire consists of a loadbearing compound system and a flanged guidance module (3) and the compound system itself composed of outer tire (1) and inner tire (2) which in turn is made of steel in contrast to the outer tire and has a lower brittle fracture resistance but significantly higher notch impact bending strength at test temperature 20 deg C. The inner tire has a significantly higher fracture toughness transition Kic as a function of temperature and much lower C content. Integral or multiple rings or single elements (4) provide a spring effect between tires (2) and module (3) and an elastic interlayer (5) between outer and inner tires (1,2), module (3) and rings (4) at their interfaces are made of synthetic or rubber material. The outer tire (1) uses its tracking flanks to transfer the track guidance forces directly to the tracking module (3) via tire (1) and the interlayers (5). The module forms part of the wheel body (8) or is joined to this by screw or shrink join.

Description

Die Erfindung betrifft ein elastisch gefedertes, mehrteiliges Schienenrad mit einer Trennung von Trag- und Spurführungsfunktion.The invention relates to an elastically sprung, multi-part rail wheel with a Separation of support and tracking function.

Elastisch gefederte Schienenräder verbessern das akustische Verhalten von Rädern/Radsätzen gleisgeführter Fahrzeuge (Reduzierung von Vibrationen).Elastic suspension rail wheels improve the acoustic behavior of wheels / wheel sets track-guided vehicles (reduction of vibrations).

Gleichzeitig werden die durch die Schwingspiele entstehenden Druckspitzen im Laufflächenbereich abgebaut, die dynamischen Reaktionen des Fahrzeuges werden verringert und führen zur Verschleiß­ reduzierung - sowohl an den Schienenrädern als auch an den Schienen des Oberbaumaterials. Die Reduzierung der Laufgeräusche infolge dieser aktiven Schallschutzmaßnahme direkt im unmittelbaren Bereich des Rad-Schiene-Kontaktes führt bekanntermaßen zu einer erheblichen Verbesserung des Fahrkomforts sowie zu deutlichen Verringerungen der Umweltbelastungen durch Lärmemissionen.At the same time, the pressure peaks caused by the oscillations in the tread area degraded, the dynamic reactions of the vehicle are reduced and lead to wear reduction - both on the rail wheels and on the rails of the track material. The reduction of running noise as a result of this active noise protection measure directly in the The direct area of the wheel-rail contact is known to lead to a considerable amount Improved driving comfort and significant reductions in environmental pollution through noise emissions.

Nachteilig bei den eingesetzten elastisch gefederten Schienenrädern ist die Gefahr der Entgleisung bei plötzlicher instabiler Rissentwicklung und Bruch des Radreifens.A disadvantage of the elastically sprung rail wheels used is the risk of derailment in the event of sudden unstable crack development and breakage of the wheel tire.

Beanspruchungsgerechte Konstruktion und wiederkehrende Inspektionen gewährleisten die Funktionssicherheit und Betriebssicherheit der eingesetzten Radreifenkonstruktionen. Die beanspruchungsgerechte Auslegung und wiederkehrende Inspektionen können jedoch keine singulären Ereignisse und Schädigungen während des Betriebseinsatzes erfassen, die zwischen zwei Inspektionen zur plötzlichen Rissentwicklung und zum Bruch des einteiligen Radreifens führen können (z. B. Fremdkörpereinwirkung, die bei entsprechend großer Kerbwirkung zu plötzlicher Rissinitiierung und schneller Rissentwicklung führen kann; z. B. äußere Krafteinwirkungen durch gezielte Anschläge auf das Rad-Schiene-System).Ensure design and recurring inspections that meet the requirements the functional and operational safety of the wheel tire designs used. However, the design and recurring inspections that meet the demands cannot be met record singular events and damage during operation that occur between two inspections lead to sudden crack development and breakage of the one-piece wheel tire (e.g. foreign bodies, which, with a correspondingly large notch effect, lead to sudden Initiation of cracks and rapid crack development; e.g. B. by external forces targeted stops on the wheel-rail system).

Auch bei wiederkehrenden Inspektionen nicht erkannte Mikrokerben, Anrisse im mikroskopischen Bereich und sonstige Vorschädigungen für eine Rissinitiierung (z. B. Inhomogenitäten, singuläre Störstellen im Gefüge bzw. im Kristallgitter, Bearbeitungskerben u. a.) können im Betriebseinsatz zu kritischer Rissentwicklung und zum Bruch der Radreifenmodule führen.Micro-notches not recognized during recurring inspections, cracks in the microscopic Area and other previous damage for crack initiation (e.g. inhomogeneities, singular Impurities in the structure or in the crystal lattice, processing notches and. a.) can be used in operation lead to critical crack development and breakage of the wheel tire modules.

Kritisch sind im Besonderen bei gummigefederten Radreifen die Innenseiten (Innenflächen). Diese erfahren infolge der Überrollungen Zugspannungen, die hinsichtlich Rissentstehung und Riss­ entwicklung besonders kritisch werden können. (Knothe, K. u. Böhmer, A.: Eschede - Bemerkungen zur Dauerfestigkeit von Eisenbahnradsätzen. Internationales Verkehrswesen (50) 11/1998 S. 542-546).The inner sides (inner surfaces) are particularly critical with rubber-sprung wheel tires. As a result of the rollovers, they experience tensile stresses with regard to crack formation and cracking development can become particularly critical. (Knothe, K. and Böhmer, A .: Eschede - Comments on the fatigue strength of railway wheel sets. International Transport (50) 11/1998 pp. 542-546).

Es ist bekannt, dass sich diese Zugspannungsspitzen im Bereich der Innenflächen gummigefederter Radreifenkonstruktionen beim Vorliegen von Radunrundheiten (Radpolygonalisierung - reale Praxis beim Rad-Schiene-System) verschärfen. Der harte Oberbau bei den heute im Hochgeschwindigkeits­ verkehr verwendeten "festen Fahrbahnen" führt zu einer weiteren Verschärfung dieses Belastungsbildes. (Knothe, K. u. Böhmer, A.: Eschede - Bemerkungen zur Dauerfestigkeit von Eisenbahnradsätzen. Internationales Verkehrswesen (50) 11/1998 S. 542-546).
(Madeyski v., T.: Zusammenwirken Fahrzeug/Fahrweg und Maßnahmen zur gegenseitigen Senkung der Beanspruchung. ZEV + DET Glas. Ann. (122) 9/10 1998 S. 613-619).
It is known that these tensile stress peaks become more severe in the area of the inner surfaces of rubber-sprung wheel tire constructions when there are wheel roundness (wheel polygonalization - real practice in the wheel-rail system). The hard superstructure in the "solid roadways" used today in high-speed traffic leads to a further tightening of this load pattern. (Knothe, K. and Böhmer, A .: Eschede - Comments on the fatigue strength of railway wheel sets. International traffic system (50) 11/1998 pp. 542-546).
(Madeyski v., T .: Interaction of vehicle / track and measures to reduce stresses. ZEV + DET Glas. Ann. (122) 9/10 1998 pp. 613-619).

Rissinitiierung und Rissentwicklung beginnen somit ggfs. von der einer unmittelbaren Beobachtung nicht zugänglichen Radreifeninnenseite und führen zum Risswachstum von innen nach außen (Ergebnisse der Untersuchungen der beim ICE-Eisenbahnunfall von Eschede eingesetzten gummi­ gefederten Radreifenkonstruktion). Ziel ist es, diese bekannten Restrisiken beim Einsatz von elastisch gefederten Schienenrädern vollständig zu beherrschen.Crack initiation and crack development may therefore start from an immediate observation inaccessible inside of the tire and lead to crack growth from the inside out (Results of the investigations of the rubber used in the ICE rail accident in Eschede spring-loaded wheel tire construction). The aim is to avoid these known residual risks when using elastically sprung rail wheels completely mastered.

Aus der DE 24 28 078 B2 ist ein Schienenrad mit auf Gummikörpern gelagertem Laufring und getrennt angeordnetem und starr mit dem Radkörper verbundenen Spurkranz bekannt. Der auf Gummikörpern gelagerte einteilige Laufring hat die Aufgabe, den Sinuslauf zu stabilisieren. Ein Bruch des hier verwendeten einteiligen Laufringes führt zum unmittelbaren Verlust der Tragfunktion und damit zum Verlust der Laufsicherheit und der Systemsicherheit (unmittelbare Entgleisungsgefahr).From DE 24 28 078 B2 is a rail wheel with a bearing ring mounted on rubber bodies and separately arranged and rigidly connected to the wheel body flange. The on One-piece race bearing on rubber bodies has the task of stabilizing the sinus run. Burglary of the one-piece race used here leads to the immediate loss of the bearing function and thus loss of running safety and system security (immediate risk of derailment).

In der DE 41 25 885 A1 wird ein Eisenbahnrad beschrieben, bei welchem in den Radreifen eine Hart­ gummilage integriert ist. Ein Bruch des einteiligen Radreifens führt bei dieser Lösung zum sofortigen Verlust von Spurführung und Tragfunktion.DE 41 25 885 A1 describes a railway wheel in which a hard tire is used in the wheel rubber layer is integrated. A break in the one-piece wheel tire leads to an immediate result with this solution Loss of guidance and support function.

Aus der EP 0 733 493 A2 ist ein gummigefedertes mehrteiliges Schienenrad bekannt, bei dem der Vorteil der Gewichtsreduzierung durch Verwendung von nichteisenhaltigen Werkstoffen und Verbund­ werkstoffen für Radkörper, Spannring und auch den innenliegenden Ring des Radreifens erreicht wird. Ein Bruch des außen angeordneten Radreifens der Radreifenkonstruktion (Tragfunktion und Spurführungsfunktion wurden nicht getrennt) führt zum unmittelbaren Vertust von Trag- und insbesondere der Spurführungsfunktion und damit der Systemsicherheit.From EP 0 733 493 A2 a rubber-sprung multi-part rail wheel is known, in which the Advantage of weight reduction through the use of non-ferrous materials and composite materials for the wheel center, clamping ring and also the inner ring of the wheel tire becomes. A breakage of the outside wheel tire of the wheel tire construction (supporting function and Tracking function were not separated) leads to the immediate loss of support and  in particular the tracking function and thus system security.

Eine weitere Lösung der Leichtbauweise wird in DE 196 28 792 C1 bekanntgegeben. Der Radkörper wird zur Gewichtsreduzierung aus Aluminium ausgeführt, der Radreifen besteht aus einem Material­ verbund mit einer äußeren verschleißgerechten Stahlbandage und einem inneren, leichteren Alu­ miniumring. Nach Verschleiß der Stahlbandage ist der Verbundreifen einfach wechselbar. Der Ver­ bundreifen kann auch gummigefedert ausgeführt werden. Wie bei EP 0 733 493 A2 führt ein Bruch der außen angeordneten Verschleißbandage oder des gesamten Verbundreifens (Tragfunktion und Spurführungsfunktion wurden nicht getrennt) zum unmittelbaren Verlust von Trag- und insbesondere der Spurführungsfunktion und damit der Systemsicherheit.Another solution to the lightweight construction is announced in DE 196 28 792 C1. The wheel center is made of aluminum to reduce weight, the wheel tire is made of one material combined with an outer wear-resistant steel bandage and an inner, lighter aluminum minium ring. After the steel bandage has worn out, the compound tire is easy to change. The Ver Bund tires can also be made with rubber springs. As with EP 0 733 493 A2, a break results the wear bandage on the outside or the entire compound tire (support function and Tracking function were not separated) for the immediate loss of support and in particular the tracking function and thus system security.

Die nach DE 37 13 270 C2 bekanntgegebenen einteiligen Radreifenkonstruktionen führen gleichfalls bei Bruch des auf Gummikörpern gelagerten Radreifens zum direkten Verlust der Spurführung und der Tragfunktion.The one-piece wheel tire constructions announced according to DE 37 13 270 C2 also perform in the event of breakage of the wheel tire mounted on rubber bodies for direct loss of guidance and the supporting function.

Bei den in der DE-PS 754 553 vorgesehenen Lösungen für verschleißfeste, auswechselbare Auflagen von Drehkörpern (auch Schienen- und Kranrädern) handelt es sich um herkömmliche (nicht gummi­ elastisch gefederte) Radkonstruktionen. Vorgestellt werden verschiedene Alternativen zum Befestigen und Wechseln der verschleißfesten Auflagen.In the solutions provided in DE-PS 754 553 for wear-resistant, interchangeable pads Rotating bodies (including rail and crane wheels) are conventional (not rubber elastic suspension) wheel constructions. Various alternatives for fastening are presented and changing the wear-resistant pads.

Die in der DE 29 40 424 A1 beschriebenen Lösungen haben das Ziel, durch werkstofftechnische und konstruktive Veränderungen der Laufflächen den Reibwert Rad-Schiene zu verändern (Verbesserung des Gleit- und Rutschverhaltens) sowie den Verschleiß und auch die ungefederten Massen zu verringern.The solutions described in DE 29 40 424 A1 have the aim of using materials and constructive changes to the treads to change the coefficient of friction wheel-rail (improvement of sliding and sliding behavior) as well as wear and unsprung masses to reduce.

Die bekannten technischen Lösungen verfolgen Zielstellungen wie Sinuslaufstabilisierung, Reduzierung der ungefederten Massen und Verringerung der Verschleißparameter. Ein Bruch der bekannten elastischen Radreifenkonstruktionen führt zum unmittelbaren Verlust der Funktionsfähigkeit und der Systemsicherheit, in der Regel zum Verlust der Tragfunktion des Radsystems und/oder der Spurführung des Radsystems und damit des gesamten Radsatzes und nachfolgend zur Entgleisung des Fahrzeuges und ggfs. des Zuges.The known technical solutions pursue objectives such as sinus stabilization, Reduction of unsprung masses and reduction of wear parameters. A break in the known elastic wheel tire constructions leads to immediate loss functionality and system security, usually to the loss of the load-bearing function the wheel system and / or the guidance of the wheel system and thus the entire wheel set and subsequently for derailing the vehicle and possibly the train.

Technische Lösungen, die beim Bruch des elastisch gefederten Radreifens die weitere sichere Aufnahme der aus den Betriebsbelastungen resultierenden Vertikal- und Horizontalkräfte des Rades bzw. des Radsatzes bis zum kontrollierten Halt des Fahrzeuges/Zuges gewährleisten, sind nicht bekannt.Technical solutions that ensure further safety if the spring-loaded wheel tire breaks Absorption of the vertical and horizontal forces of the wheel resulting from the operating loads or the wheelset until the vehicle / train stops in a controlled manner are not known.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein elastisch gefedertes, mehrteiliges Schienenrad anzugeben, welches in jeder Situation die ununterbrochene Übertragung der Radkräftean der Schnittstelle Rad-Schiene und damit die Systemsicherheit, d. h. Tragfunktion und Spurführungsfunktion, auch bei Bruch des direkt mit der Schiene in Kontakt stehenden äußeren Radreifenmodules des Radreifens bis zum kontrollierten Halt des Fahrzeuges/Zuges sicherstellt.The object of the invention is therefore to provide an elastically sprung, multi-part rail wheel, which in every situation ensures the uninterrupted transmission of the wheel forces at the interface Wheel-rail and thus system security, d. H. Bearing function and tracking function, even if the outer wheel tire module that is in direct contact with the rail breaks the wheel tire until the vehicle / train stops in a controlled manner.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche kennzeichnen weitere vorteilhafte Gestaltungen der Erfindung.The object is achieved with the features of the main claim. The features of the subclaims characterize further advantageous configurations of the invention.

Das erfindungsgemäße Schienenrad besteht im Wesentlichen aus einem Scheibenradkörper und aus einer aus mehreren Teilen bestehenden Radreifenkonstruktion unterschiedlicher Stahlsorten. Der Radreifen setzt sich aus einem Tragfunktionsmodul und einem Spurführungsmodul mit Spurkranz (Radreifenmodul 3) zusammen, wobei das Tragfunktionsmodul aus einem aüßeren Radreifen (Radreifenmodul 1) und einem inneren Radreifen (Radreifenmodul 2) besteht. Der aüßere Radreifen, der innere Radreifen und das Spurführungsmodul bestehen in der Regel aus geschmiedetem bzw. gewalztem Stahl.The rail wheel according to the invention essentially consists of a disk wheel body and a wheel tire construction of different steel types consisting of several parts. The wheel tire is composed of a support function module and a guidance module with a flange (wheel tire module 3 ), the support function module consisting of an outer wheel tire (wheel tire module 1 ) and an inner wheel tire (wheel tire module 2 ). The outer wheel tire, the inner wheel tire and the tracking module are usually made of forged or rolled steel.

Kennzeichnend für die Radreifenkonstruktion ist der mehrteilige Aufbau aus Stahlsorten mit unterschiedlichen, gezielt positionierten Werkstoffparametern (Kohlenstoffgehalt und Zähigkeits­ eigenschaften) zwischen den Tragfunktionsmodulen äußerer Radreifen (1) und innerer Radreifen (2) in Verbindung mit einer Trennung von Tragfunktion und Spurführungsfunktion.Characteristic of the wheel tire construction is the multi-part structure made of steel grades with different, specifically positioned material parameters (carbon content and toughness properties) between the support function modules of outer wheel tires ( 1 ) and inner wheel tires ( 2 ) in connection with a separation of support function and tracking function.

Die elastische Lagerung wird nur auf das Tragverbundsystem aus äußerem Radreifen (1) und innerem Radreifen (2) bezogen und direkt zwischen innerem Radreifen (2) und dem Spurführungs­ modul (3) bzw. zwischen innerem Radreifen (2) und dem Scheibenradkörper ausgeführt (in diesem Fall ist der Spurführungsmodul Bestandteil des Scheibenradkörpers).The elastic mounting is only based on the composite system consisting of the outer wheel tire ( 1 ) and the inner wheel tire ( 2 ) and is carried out directly between the inner wheel tire ( 2 ) and the tracking module ( 3 ) or between the inner wheel tire ( 2 ) and the disc wheel body (in In this case, the tracking module is part of the disc wheel body).

Weiterhin ist eine elastische Zwischenlage aus synthetischen oder natürlichen Materialien zwischen den benachbarten seitlichen Kontaktflanken der Module (1); (2) und Modul (3) vorgesehen. Die Anordnung der ein- bzw. mehrteiligen elastischen Ringe, Ringsegmente oder Einzelelemente aus synthetischen oder natürlichen Materialien - z. B. Gummi - erfolgt wie gemäß Stand der Technik aus Patentschriften bekannt ist (EP 0 733 493 A2; DE 24 28 078 B2; DE 196 28 792 C1).There is also an elastic intermediate layer made of synthetic or natural materials between the adjacent lateral contact flanks of the modules ( 1 ); ( 2 ) and module ( 3 ) are provided. The arrangement of the one- or multi-part elastic rings, ring segments or individual elements made of synthetic or natural materials - z. B. rubber - takes place as is known from the prior art from patent specifications (EP 0 733 493 A2; DE 24 28 078 B2; DE 196 28 792 C1).

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Schienenrades besteht in der besonderen mehrteiligen und getrennten Anordnung und werkstofftechnisch definierten Positionierung der Radreifenmodule. Kennzeichnend für diese Lösung ist, dass die elastisch gelagerten Radreifenmodule (1) und (2) ein tragendes Verbundsystem bilden und aus Stahlsorten mit definierten Werkstoffeigenschaften gefügt werden, die dem beschriebenen besonderen Belastungsbild gummigefederter Radreifen Rechnung tragen.The advantage of the rail wheel according to the invention is the special multi-part and separate arrangement and positioning of the wheel tire modules defined in terms of material technology. It is characteristic of this solution that the elastically mounted wheel tire modules ( 1 ) and ( 2 ) form a load-bearing composite system and are made of steel grades with defined material properties that take into account the particular load profile of rubber-sprung wheel tires.

Dabei besteht der innenliegende Radreifenmodul (2) dieses Verbundmoduls aus einer Stahlsorte mit signifikant höherer Zähigkeit - und damit gegenüber dem äußeren Radreifenmodul (1) definiert geringerer Sprödbruchneigung -, die eine kritische Rissentwicklung und Bruch des inneren Radreifens (2) des Verbundmoduls auslegungsgemäß zuverlässig ausschließt.The inner wheel tire module ( 2 ) of this composite module consists of a steel grade with significantly higher toughness - and thus less brittle fracture tendency than the outer wheel tire module ( 1 ) - which reliably prevents critical cracking and breakage of the inner wheel tire ( 2 ) of the composite module.

Die Spurführungskomponente - Radreifenmodul (3) - wird dagegen nicht elastisch gelagert, sondern z. B. über einen Schrumpfverband mit dem Scheibenradkörper verbunden (bzw. Radreifenmodul (3) ist Bestandteil des Scheibenradkörpers).The guidance component - wheel tire module ( 3 ) - on the other hand is not elastically supported, but z. B. connected via a shrink fit with the disc wheel body (or wheel tire module ( 3 ) is part of the disc wheel body).

Die getrennte Anordnung und gezielte Werkstoffpositionierung von Radreifenmodul (2) gegenüber Radreifenmodul (1) sichert in Interaktion mit Radreifenmodul (3) sowohl Tragfunktion als auch Spurführung erfindungsgemäß in der Weise, dass beim auslegungsgemäß nicht erwarteten plötzlichen Bruch des definiert sprödbruchempfindlicheren Radreifenmoduls (1) die Fügeebene zwischen Modul (1) und Modul (2) als gezielt vorgesehene Rissstopgrenze wirkt und der innere Radreifenmodul (2) und der Spurführungsmodul (3) unabhängig vom gebrochenen, d. h. fehlenden äußeren Radreifenmodul (1) die weitere Übertragung der betriebsgemäßen System­ kräfte zwischen Rad - Schiene sicherstellen und somit die Betriebssicherheit des Systems bis zum kontrollierten Systemstop zuverlässig aufrechterhalten.The separate arrangement and targeted material positioning of the wheel tire module ( 2 ) in relation to the wheel tire module ( 1 ), in interaction with the wheel tire module ( 3 ), ensures both the carrying function and the guidance according to the invention in such a way that the sudden breakage of the wheel tire module ( 1 ), which is defined as more sensitive to brittle fracture, the joining plane (2) acts between the module (1) and module as specifically provided crack stop limit and the inner Radreifenmodul (2) and the tracking module (3) independently of the broken, that is missing outer Radreifenmodul (1) the further transmission of the operation according to the system forces between the wheel - rail ensure and thus reliably maintain the operational safety of the system until the controlled system stop.

Eine kritische Rissentwicklung mit der Folge eines plötzlichen Bruches des unmittelbar mit der Schiene in Kontakt stehenden, aufgrund des Belastungsbildes in der Kontaktfläche Rad-Schiene auslegungsgemäß sprödbruchempfindlicheren äußeren Radreifenmoduls (1) führt somit nicht gleichzeitig zum Verlust der Betriebssicherheit des Systems (Entgleisungen), da jetzt der innenliegende Radreifenmodul (2) auslegungsgemäß weiterhin die Tragfunktion sicherstellt und in Wechselwirkung mit der jetzt direkt wirksamen Spurkranzflanke von Spurführungsmodul (3) die ununterbrochene Spurführung und damit die Entgleisungssicherheit erhält.A critical crack development with the result of a sudden rupture of the outer wheel tire module ( 1 ) which is in direct contact with the rail and which, according to the design, is more sensitive to brittle fracture due to the load pattern in the wheel-rail contact surface does not simultaneously lead to a loss of operational reliability of the system (derailment) since now the internal wheel tire module ( 2 ) continues to ensure the load-bearing function and, in interaction with the now directly effective flank flank of the tracking module ( 3 ), maintains the uninterrupted tracking and thus derailment security.

Das betroffene Fahrzeug und der Fahrzeugverband können somit unter Aufrechterhaltung einer sicheren Tragfunktion und einer sicheren Spurführung kontrolliert weiterbewegt und betriebsgemäß zum Halten gebracht werden - Notlaufeigenschaft des erfindungsgemäßen Radsystems.The affected vehicle and the vehicle association can thus maintain one safe carrying function and safe track control in a controlled manner and operationally be brought to a halt - emergency running property of the wheel system according to the invention.

Insbesondere in Verbindung mit während des Betriebes wirksamen Rad- bzw. Radsatzüberwachungs­ systemen können bei Verwendung der erfindungsgemäßen mehrteiligen Radreifenkonstruktion Entgleisungen und daraus entstehende Eisenbahnbetriebsunfälle - auch im Falle des Versagens des dynamisch hoch belasteten und sprödbruchempfindlicheren äußeren Radreifenmodules (1) der Radreifenkonstruktion - sicher ausgeschlossen werden.Particularly in connection with wheel or wheel set monitoring systems that are effective during operation, derailments and resulting railway operating accidents can be reliably ruled out when using the multi-part wheel tire construction according to the invention - even in the event of failure of the dynamically highly loaded and more brittle fracture-sensitive outer wheel tire module ( 1 ) of the wheel tire construction.

Der modulare Aufbau der Radreifenkonstruktion gestattet einerseits im Rahmen der Instandhaltung die Durchführung von Reprofilierungen der mehrteiligen Radreifenkonstruktion und andererseits gleichfalls einen einfachen Tausch der Radreifenkomponenten bei Erreichen der vorgegebenen Verschleißgrenzmaße.The modular structure of the wheel tire construction allows maintenance the implementation of re-profiles of the multi-part wheel tire construction and on the other hand also a simple replacement of the wheel tire components when the specified ones are reached Wear limits.

Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 beispielhaft erläutert.The invention is explained by way of example with reference to FIG. 1.

Das elastisch gefederte Schienenrad besteht nach Fig. 1 aus einer mehrteiligen Radreifenkonstruktion. Die Tragfunktionsmodule äußerer Radreifen 1 und innerer Radreifen 2 bestehen aus einem gefügten Verbundsystem (z. B. Schrumpfverbindung, z. B. Klebeverbindung).The elastically sprung rail wheel according to FIG. 1 consists of a multi-part wheel tire construction. The load-bearing function modules of outer wheel tires 1 and inner wheel tires 2 consist of a joined composite system (e.g. shrink connection, e.g. adhesive connection).

Definierte Werkstoffeigenschaften dieses Tragfunktionsverbundsystems werden gezielt positioniert, dies bezieht sich auf den Kohlenstoffgehalt und die Zähigkeitseigenschaften der eingesetzten Stahlsorten (Bruchzähigkeit, Kerbschlagzähigkeit und Sprödbruchübergangstemperatur, Bruchdehnung, Brucheinschnürung).Defined material properties of this load-bearing composite system are positioned specifically, this relates to the carbon content and the toughness properties of the used Steel grades (fracture toughness, impact strength and brittle fracture transition temperature, Elongation at break, constriction at break).

Das Spurführungsmodul 3 mit Spurkranz ist über eine Schrumpfverbindung mit dem Scheibenrad­ körper 8 lösbar verbunden. Der bzw. die elastischen Ringe, Ringsegmente, Einzelelemente 4 werden zwischen dem inneren Radreifen 2 und dem Spurführungsmodul 3 mittels keilförmigen Spannringes 6 vorgespannt, der mit über den Umfang verteilten Befestigungsschrauben 7 lösbar mit dem Spurführungsmodul 3 verbunden ist.The tracking module 3 with flange is releasably connected to the disc wheel body 8 via a shrink connection. The elastic ring or rings, ring segments, individual elements 4 are prestressed between the inner wheel tire 2 and the tracking module 3 by means of a wedge-shaped clamping ring 6 , which is detachably connected to the tracking module 3 by fastening screws 7 distributed over the circumference.

Die seitliche dynamische Ankoppelung von äußerem Radreifen 1 und innerem Radreifen 2 zur benachbarten Kontaktflanke des Spurführungsmoduls 3 erfolgt über eine elastische Zwischenlage 5.The lateral dynamic coupling of outer wheel tire 1 and inner wheel tire 2 to the adjacent contact flank of the tracking module 3 takes place via an elastic intermediate layer 5 .

BezugszeichenlisteReference list

11

äußerer Radreifen (Tragfunktionsmodul)
outer wheel tire (support function module)

22nd

innerer Radreifen (Tragfunktionsmodul)
inner wheel tire (support function module)

33rd

Spurführungsmodul
Tracking module

44th

elastischere Ring/Ringe, - Ringsegmente, - Einzelelemente (synthetische oder natürliche Materialien)
more elastic ring / rings, - ring segments, - individual elements (synthetic or natural materials)

55

elastische Zwischenlage zwischen elastic liner between

11

; ;

22nd

und and

33rd

(synthetische oder natürliche Materialien)
(synthetic or natural materials)

66

Spann- und Sicherungsring
Tension and locking ring

77

Befestigungsschrauben
Mounting screws

88th

Scheibenradkörper
Disc wheel body

99

Sicherungsring
Circlip

1010th

Radnabe
wheel hub

1111

Hydraulikanschluss
Hydraulic connection

1212th

Radsatzwelle
Wheelset shaft

Claims (6)

1. Elastisch gefedertes, mehrteiliges Schienenrad mit Trennung von Tragfunktion und Spurführungsfunktion, dadurch gekennzeichnet,
dass der aus Stahl hergestellte Radreifen aus mehreren Teilen besteht,
einem Verbundsystem mit Tragfunktion und einem Spurführungsmodul (3) mit Spurkranz,
wobei das Verbundsystem mit Tragfunktion elastisch gelagert ist (synthetische oder natürliche Materialien) und aus mindestens zwei Bauteilen, einem äußeren Radreifen (1) und einem inneren Radreifen (2) gefügt wird, wobei der innen positionierte Radreifen (2) im Vergleich zum aüßeren Radreifen (1) aus einer Stahlsorte mit den nachfolgend definierten Werkstoff­ kenngrößen besteht
  • - signifikant niedrigere Sprödbruchübergangstemperatur (Kerbschlagbiegeversuch) und
  • - signifikant höhere Kerbschlagzähigkeit (Kerbschlagbiegeversuch - Prüftemperatur 20°C) und
  • - signifikant höherer Bruchzähigkeitsverlauf KIc in Abhängigkeit von der Temperatur und
  • - signifikant geringerer Kohlenstoffgehalt,
dass zur elastischen Federung zwischen dem inneren Radreifen (2) und dem Spurführungs­ modul (3) ein- bzw. mehrteilige elastische Ringe, Ringsegmente oder Einzelelemente (4) positioniert sind und
dass zwischen den benachbarten Kontaktflächen vom aüßeren Radreifen (1), inneren Radreifen (2), der elastischen Ringe (4) und dem Spurführungsmodul (3) eine elastische Zwischenlage (5) aus synthetischen oder natürlichen Materialien, z. B. aus gummielastischen Werkstoffen, angeordnet ist,
dass der aüßere Radreifen (1) mit Spurflanke ausgeführt ist und die im Betrieb wirkenden Spurführungskräfte auf diese Weise unmittelbar über den aüßeren Radreifen (1) und die elastische Zwischenlage (5) auf das Spurführungsmodul (3) übertragen werden.
1. Resiliently sprung, multi-part rail wheel with separation of support function and tracking function, characterized in that
that the wheel tire made of steel consists of several parts,
a composite system with supporting function and a guidance module ( 3 ) with a flange,
the composite system with supporting function is elastically supported (synthetic or natural materials) and is assembled from at least two components, an outer wheel tire ( 1 ) and an inner wheel tire ( 2 ), the inner wheel tire ( 2 ) compared to the outer wheel tire ( 1 ) consists of a steel grade with the material parameters defined below
  • - Significantly lower brittle fracture transition temperature (impact test) and
  • - significantly higher impact strength (impact test - test temperature 20 ° C) and
  • - Significantly higher fracture toughness curve K Ic depending on the temperature and
  • - significantly lower carbon content,
that single or multi-part elastic rings, ring segments or individual elements ( 4 ) are positioned for elastic suspension between the inner wheel tire ( 2 ) and the tracking module ( 3 ) and
that between the adjacent contact surfaces of the outer wheel tire ( 1 ), inner wheel tire ( 2 ), the elastic rings ( 4 ) and the tracking module ( 3 ) an elastic intermediate layer ( 5 ) made of synthetic or natural materials, e.g. B. is made of rubber-elastic materials,
that the Outside tire (1) is designed with track edge and acting in operation tracking forces are transferred in this manner directly on the aüßeren tire (1) and the elastic intermediate layer (5) on the tracking module (3).
2. Elastisch gefedertes, mehrteiliges Schienenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem aüßeren Radreifen (1) und/oder inneren Radreifen (2) um ein Radreifenmodul handelt.2. Elastic-sprung, multi-part rail wheel according to claim 1, characterized in that the outer wheel tire ( 1 ) and / or inner wheel tire ( 2 ) is a wheel tire module. 3. Elastisch gefedertes, mehrteiliges Schienenrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Vergleich zum äußeren Radreifen (1) innenliegend ein oder mehrere Radreifenmodule positioniert werden und diese innenliegenden Radreifenmodule des Tragfunktionsverbundsystems aus Werkstoffen mit von Stahl abweichenden Elastizitätsmodulen (E-Modul) gefügt werden.3. Elastic, multi-part rail wheel according to claim 2, characterized in that compared to the outer wheel tire ( 1 ) one or more wheel tire modules are positioned on the inside and these inner wheel tire modules of the supporting function composite system are made of materials with elasticity modules (E-module) that differ from steel . 4. Elastisch gefedertes, mehrteiliges Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Zwischenlage (5) gleichzeitig als elastische Versiegelung des Radreifensystems gegen Umwelteinflüsse ausgeführt wird,4. An elastically sprung, multi-part rail wheel according to one of claims 1 to 3, characterized in that the elastic intermediate layer ( 5 ) is at the same time designed as an elastic seal of the wheel tire system against environmental influences, 5. Elastisch gefedertes, mehrteiliges Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spann- und Sicherungsring (6) die ein- bzw. mehrteiligen elastischen Ringe, Ring­ segmente oder Einzelelemente (4) zwischen dem mehrteiligen Tragverbundsystem und Spurführungsmodul (3) bzw. der Radscheibe verspannt und das Tragverbundsystem sichert.5. Elastic, multi-part rail wheel according to one of claims 1 to 4, characterized in that a tensioning and locking ring ( 6 ) the single or multi-part elastic rings, ring segments or individual elements ( 4 ) between the multi-part supporting composite system and tracking module ( 3 ) or the wheel disc clamped and the supporting composite system secures. 6. Elastisch gefedertes, mehrteiliges Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spurführungsmodul (3) unmittelbar Bestandteil des Scheibenradkörpers (8) ist oder mittels Schrumpfverband und/oder Schraubverbindung mit dem Scheibenradkörper (8) gefügt ist.6. Elastic spring-loaded, multi-piece rail wheel according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tracking module (3) is directly a component of the Scheibenradkörpers (8) or is joined by means of shrink fit and / or screw connection with the disc wheel (8).
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