DE2040821B2

DE2040821B2 - Detachable tyre for railway wheel - with interlocking concave and convex surfaces for secure heat proof fitting

Info

Publication number: DE2040821B2
Application number: DE19702040821
Authority: DE
Inventors: .Laszlo Miskolc Nagy (Ungarn)
Original assignee: Diosgyöri Gepgyar, Miskolc-Diosgyörvasgyar (Ungarn)
Priority date: 1970-04-28
Filing date: 1970-08-17
Publication date: 1976-08-05
Also published as: DE2040821A1; AT304626B; RO60697A

Abstract

The metal railway wheel has a detachable tyre (3) which can be removed from the solid hub (1) by heating. In order to ensure a good fit, which is not loosened by the heating effect due to braking, the mating surfaces (4) of the hub and tyre are concave/convex. The amount by which these surfaces project out of the line of the wheel is between 0.05 to 0.1% of the outer diameter of the hub. The wheel can be safely used on high speed trains without any danger of the tyre leaving the hub. No special npacking layers are required between tyre and hub nor any large keyways.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rad für Schienenfahrzeuge, bei dem der Radreifen mittels Schrumpfverbindung auf der Radscheibe befestigt ist.The invention relates to a wheel for rail vehicles, in which the wheel tire by means of a shrink connection the wheel disc is attached.

Bei den üblichen Schrumpfverbindungen zwischen Radreifen und Radscheibe von Schienenrädern hat sich als nachteilig erwiesen, daß bei starker Erhitzung der Radreifen während des Bremsvorgangs diese an der Radscheibe aufgrund der einwirkenden Tangentialkräfte gelockert werden, verrutschen und sich dann von der Radscheibe lösen können. Es ist zwar versucht worden, diesen Nachteil dadurch zu beseitigen, daß Radreifen und Radscheibe aus einem einzigen Stück hergestellt werden, wodurch jedoch nach Abnutzung der Lauffläche und des Spurkranzes ein Austausch des ganzes Rades erforderlich wird, so daß sich diese Lösung aus Kostengründen nicht durchsetzen konnte.With the usual shrink connections between wheel tires and wheel discs of rail wheels proved to be disadvantageous that if the wheel tires are overheated during the braking process, these at the Wheel disc are loosened due to the acting tangential forces, slip and then move away from the Can loosen the wheel disc. Attempts have been made to eliminate this disadvantage in that wheel tires and wheel disc can be made from a single piece, which, however, after wear of the tread and the wheel flange an exchange of the whole wheel is necessary, so that this solution works out Could not enforce cost reasons.

Es ist ferner ein Schienenfahrzeugrad bekannt, bei dem als äußere Begrenzung für die Radscheibe und als innere Begrenzung für den Radreifen eine gleiche Anzahl gerader Flächen vorgesehen sind, die zusammen ein symmetrisches Vieleck bilden (FR-PS 9 72 331). Bei dem bekannten Rad sind jedoch zwischen den einander gegenüberliegenden geraden Flächen von Radreifen und Radscheibe Gummiblöcke als Fedei ungskörper angeordnet, so daß ein abgefedertes Rad entsteht, bei dem der Radreifen nicht mittels Schrumpfverbindung auf der Radscheibe befestigt ist.It is also a rail vehicle wheel is known in which as the outer limit for the wheel disc and as inner boundary for the wheel tire an equal number of straight surfaces are provided, which together form a symmetrical polygon (FR-PS 9 72 331). at the known wheel, however, are between the opposing straight surfaces of wheel tires and wheel disc rubber blocks arranged as Fedei ungskörper, so that a cushioned wheel is created at which the wheel tire is not attached to the wheel disc by means of a shrink fit.

Bei einem anderen bekannten Rad für Schienenfahrzeuge (BE-PS 6 93 108) ist zwischen dem Radreifen und der Radscheibe eine elastische Zwischenschicht angeordnet, die eine akustische Isolierung bewirken soll. Zur Befestigung des Radreifens auf der Scheibe ist die Radreifeninnenfläche mit Gewindegängen versehen, die auf ein entsprechendes Gegengewinde der Radscheibenaußenfläche aufgeschraubt werden, wobei das vorhandene Spiel zwischen den Gängen den Einbau der elastischen Isolierschicht ermöglicht. Abgesehen davon, daß diese Verschraubung von Radreifen und Radscheibe keine Schrumpfverbindung darstellt, bietet sie keine Sicherheit gegen axiales Verschieben für den Fall, daß die Isolierschicht durch starke Bremskräfte erwärmt wird.In another known wheel for rail vehicles (BE-PS 6 93 108) is between the wheel tire and the wheel disc has an elastic intermediate layer arranged to provide acoustic insulation. To fasten the wheel tire on the disc, the inner surface of the wheel tire is provided with threads that be screwed onto a corresponding mating thread on the outer surface of the wheel disc, the existing play between the courses allows the installation of the elastic insulating layer. Apart from this, that this screw connection of the wheel tire and wheel disc does not represent a shrink connection, it does not offer any Security against axial displacement in the event that the insulating layer is heated by strong braking forces will.

Bei einem anderen bekannten Rad für Schienenfahrzeuge (DT-PS 15 240) sind Radscheibe und Radreifen zur Verhinderung des Vcrdrchens des Radreifens in bezug auf die Scheibe mit seitlich ineinandergreifenden, gekrümmten Flächen versehen. Hierdurch wird zwar eine Drehbewegung des Reifens gegenüber der Radscheibe verhindert, jedoch durch das Fehlen einer Schrumpfverbindung ein fester Sitz des Reifens auf der Scheibe, der auch Beanspruchungen gerecht wird, wie sie bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten auftreten, nicht erreicht .In another known wheel for rail vehicles (DT-PS 15 240) are wheel discs and wheel tires to prevent the wheel tire from twisting in relation to the disc with laterally interlocking, provided curved surfaces. Although this results in a rotational movement of the tire with respect to the The wheel disc prevents, however, a tight fit of the tire on the due to the lack of a shrink connection Disc, which also withstands the stresses that occur at higher vehicle speeds, not reached .

Schließlich wird auch noch bei einem bekannten anderen Schienenfahrzeuggrad die Befestigung des Radreifens auf der Radscheibe nicht durch eine Schrumpfverbindung, sondern durch mechanische Mittel erreicht (US-PS 9 46 995). Hierbei befinden sich sowohl auf der Innenfläche des Radreifens als auch auf der Außenfläche der Radscheibe in axialer Richtung verlaufende, wellenförmige Vertiefungen, zwischen die ein metallenes Füllmaterial gegossen ist Ferner sind am Umfang der Radscheibe mehrere mit Abstand getrennte, radial gerichtete Vorsprünge vorgesehen, die in das gegossene Füllmaterial hineinreichen. Auch diese Konstruktion verhindert jedoch nicht ein Lösen des Reifens von der Radscheibe bei starken Stoßbeanspruchungen, wie sie bei schneller Fahrt insbesondere auf nichtverschweißten Schienensträngen auftreten.Finally, there is also a well-known other rail vehicle grade does not secure the wheel tire on the wheel disc by a Shrink connection, but achieved by mechanical means (US-PS 9 46 995). Here are both on the inner surface of the wheel tire and on the outer surface of the wheel disc in the axial direction running, wave-shaped depressions, between which a metal filler material is poured The circumference of the wheel disc is provided with a plurality of spaced apart, radially directed projections which are inserted into the Pass in the poured filling material. However, this construction also does not prevent the loosening Tire from the wheel disc in the event of heavy impact loads, such as those when driving at high speed in particular non-welded rail tracks occur.

Die Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll, besteht deshalb darin, ein Schienenrad der genannten Art z<i schaffen, bei dem Bewegungen zwischen Radreifen und -scheibe ausgeschlossen sind, so daß das Rad auch bei hohen Fahrgeschwindigkeiten mit einer großen Sicherheit gebremst werden können.The object to be achieved by the invention is therefore to create a rail wheel of the type mentioned z <i , in which movements between the wheel tire and wheel disk are excluded, so that the wheel is braked with great reliability even at high driving speeds can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Außenfläche der Radscheibe in gleichgroße, konkave Abschnitte und die Innenfläche des Radreifens in entsprechende konvexe Abschnitte unterteilt ist, wobei die Übergänge der Abschnitte abgerundet sind und die maximale Tiefe der Abschnitte der Radscheibe 2 bis 5 Tausendstel des Außendurchmessers der Radscheibe und das Übermaß der Außenfläche der Radscheibe gegenüber der Innenfläche des Radreifens 0,5 bis 1 Tausendstel des Außendurchmessers der Radscheibe betragen.This object is achieved according to the invention in that the outer surface of the wheel disc is of equal size, concave sections and the inner surface of the wheel tire is divided into corresponding convex sections, wherein the transitions of the sections are rounded and the maximum depth of the sections of the wheel disc 2 up to 5 thousandths of the outer diameter of the wheel disc and the oversize of the outer surface of the wheel disc compared to the inner surface of the wheel tire, 0.5 to 1 thousandth of the outer diameter of the wheel disc be.

Diese Ausbildung der einander gegenüberliegenden Oberflächen von Radscheibe und Radreifen sichert auch dann den Reifen auf dem Rad, wenn die durch das Aufschrumpfen erzeugten Druckkräfte bei der durch Bremsen erfolgenden Erwärmung etwas vermindert werden, so daß Schienenräder der erfindungsgemäßen Art für Fahrzeuggeschwindigkeiten bis zu 200 km/Std. eingesetzt werden können, ohne daß Gefahr besteht, daß sich der Reifen vom Scheibenumfang löst. Die erfindungsgemäße Gestaltung der Paßflächen von Radreifen und Radscheibe führt somit zu einer wesentlichen Verbesserung der bei Schienenrädern bekannten Schrumpfverbindung.This formation of the opposing surfaces of the wheel disc and wheel tire also ensures then the tire on the wheel, when the compressive forces generated by the shrinking during the through Braking occurring heating are somewhat reduced, so that rail wheels of the invention Type for vehicle speeds up to 200 km / h. can be used without the risk of the tire becoming detached from the circumference of the disc. the inventive design of the mating surfaces of wheel tires and wheel disc thus leads to a Significant improvement of the shrink-fit connection known from rail wheels.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigtThe invention is explained in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawings; it shows

F i g. 1 eine Seitenansicht der Radscheibe,
F i g. 2 einen Teilschnitt der Radscheibe nach F i g. 1,
F i g. 3 einen Schnitt durch den Radreifen,
F i g. 4 eine Seitenansicht des Radreifens nach F i g. 3, F i g. 5 einen Schnitt von Radscheibe und Radreifen in montiertem Zustand undF i g. 1 is a side view of the wheel disc,
F i g. 2 shows a partial section of the wheel disk according to FIG. 1,
F i g. 3 a section through the wheel tire,
F i g. 4 is a side view of the wheel tire according to FIG. 3, fig. 5 shows a section of the wheel disc and wheel tire in the assembled state and

F i g. 6 die Draufsicht des Rades nach F i g. 5.
Die Außenfläche der Radscheibe 1 ist in gleichgroße konKc. gekrümmte Abschnitte 2 unterteilt, die ein gleichmäßiges Vieleck bilden, wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht. Die Anzahl der konkaven Abschnitte 2 hängt von dem Durchmesser der Radscheibe 1 ab und liegt zwischen 16 und 36, wobei sowohl eine gerade als auch eine ungerade Anzahl in Frage kommen DieF i g. 6 shows the top view of the wheel according to FIG. 5.
The outer surface of the wheel disc 1 is in the same size konKc. divided curved sections 2, which form a regular polygon, as shown in FIGS. 1 and 2. The number of concave sections 2 depends on the diameter of the wheel disk 1 and is between 16 and 36, both an even and an odd number being possible

Übergänge der Abschnitte 2 treffen sich unter einem Radius r. sind also abgerundet.Transitions of the sections 2 meet at a radius r. are so rounded.

Die Innenfläche des Radreifens 3 ist in gleicher Weise in konkav gekrümmte gleichgroße Abschnitte 4 unterteilt, die ein symmetrisches Vieleck bilden, wie aus den Fig.3 und 4 entnommen werden kann. Die Ausbildung dieser Abschnitte 4 entspricht derjenigen der Abschnitte 2, und die Anzahl der konkaven Abschnitte 2 der Außenfläche der Radscheibe 1 ist gleich der Anzahl der konkaven Abschniite 4 der Innenfläcne des Radreifens 3. Während oder nach der Herstellung werden die konkaven Abschnitte 2 mit Rippen versehen, die ein Feingewinde geringer Steigung bilden. Die Übergänge der Abschnitte 4 der Innenfläche des Radreifens 3 sind ebenfalls abgerundet. Die maximale Tiefe der Abschnitte 2 der Radscheibe 1 entspricht 2 bis 5 Tausendstel des Außendurchmessers A der Radscheibe 1, während das Übermaß der Außenfläche der Radscheibe 1 gegenüber der Innenfläche des Radreifens 3, deren Durchmesser mit a bezeichnet ist, 0,5 bis 1 Tausendstel des Außendurchmessers der Radscheibe 1 beträgt. Zur Verhinderung der seitlichen Bewegung des Reifens 3 dient ein in den Reifen eingewalzter Sicherungsring 5.The inner surface of the tire 3 is divided in the same way into concavely curved sections 4 of the same size, which form a symmetrical polygon, as can be seen from FIGS. The design of these sections 4 corresponds to that of sections 2, and the number of concave sections 2 of the outer surface of the wheel disk 1 is equal to the number of concave sections 4 of the inner surface of the wheel tire 3. During or after manufacture, the concave sections 2 are provided with ribs that form a fine thread with a low pitch. The transitions of the sections 4 of the inner surface of the wheel tire 3 are also rounded. The maximum depth of the sections 2 of the wheel disc 1 corresponds to 2 to 5 thousandths of the outer diameter A of the wheel disc 1, while the oversize of the outer surface of the wheel disc 1 compared to the inner surface of the wheel tire 3, the diameter of which is denoted by a , 0.5 to 1 thousandth of that Outside diameter of the wheel disc 1 is. A locking ring 5 rolled into the tire is used to prevent the tire 3 from moving sideways.

Die Aufbringung des Radreifens 3 auf die Radscheibe 1 erfolgt durch Schrumpfung bei einer Temperatur von 180 bis 200° C. Beim fertigmontierten Rad, das dann aus der Radscheibe 1 und dem Radreifen 3 besteht, wie es die F i g. 5 und 6 verdeutlichen, wird bei der durch das Ineinanderpassen der Abschnitte 2 und 4 nach der Abkühlung hervorgerufenen Schrumpfspannung eine Relativbewegung des Reifens 3 gegenüber der Scheibe 1 durch die Sehnenhöhe b verhindert. Die Sehnenhöhe b ist stets größer als der Wert des üblichen Übermaßes.The application of the wheel tire 3 to the wheel disk 1 takes place by shrinkage at a temperature of 180 to 200 ° C. In the fully assembled wheel, which then consists of the wheel disk 1 and the wheel tire 3, as shown in FIG. 5 and 6 illustrate, in the case of the shrinkage stress caused by the fitting together of the sections 2 and 4 after cooling, a relative movement of the tire 3 with respect to the disc 1 is prevented by the chord height b . The chord height b is always greater than the value of the usual excess.

Die gerade oder ungerade Anzahl der Abschnitte 2 und 4 der Radreifeninnenfläche bzw. Radscheibenaußenfläche stellt das dynamische Gleichgewicht des Rades sicher.The even or odd number of sections 2 and 4 of the wheel tire inner surface or wheel disc outer surface ensures the dynamic balance of the bike.

Die beschriebene Schrumpfverbindung weist folgende Vorteile auf: Das Übermaß zwischen Radreifen 3 und Radscheibe 1 läßt sich um 40 bis 50 % verringern, wodurch die im Reifen auftretenden Spannungen unterhalb der Grenze der bleibenden Verformung liegen und somit die Möglichkeit eines Reifenbruches ausschließen.The shrink connection described has the following advantages: The oversize between wheel tires 3 and Wheel disc 1 can be reduced by 40 to 50%, whereby the stresses occurring in the tire lie below the limit of permanent deformation and thus the possibility of a tire breakage exclude.

Das Verrutschen bzw. die Relativbewegung zwischen Reifen 3 und Scheibe 1 wird verhindert, da der sich beim Bremsen erwärmende Reifen sich nicht über die Außenfläche der Radscheibe t hinwegdrehen kann, weil der maximale Wert der an den Seitenflächen des die konkaven Abschnitte bildenden Vielecks vorhandenen Sehnenhöhe das Ausmaß der Wärmedehnung überschreitet. Slipping or the relative movement between tire 3 and disc 1 is prevented because the Tires that heat up the brakes cannot turn over the outer surface of the wheel disc because the maximum value of those present on the side surfaces of the polygon forming the concave portions The height of the tendons exceeds the extent of thermal expansion.

Das beschriebene Schienenfahrzeugrad läßt Geschwindigkeiten bis zu etwa 200/km/Std. zu, ohne daß die Betriebssicherheit der Schienenfahrzeuge im Hinblick auf die Radkonstruktion gefährdet wird.The rail vehicle wheel described allows speeds of up to about 200 / km / h. to without that the operational safety of the rail vehicles with regard to the wheel construction is endangered.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Wheel for rail vehicles, in which the wheel tire is attached to the wheel disk by means of a shrink fit, characterized in that the outer surface of the wheel disk (1) is divided into concave sections (2) of equal size and the inner surface of the wheel tire (3) into corresponding convex sections (4), whereby the transitions of the sections (2 or 4) are rounded and the maximum depth of the sections (2) of the wheel disc is 2 to 5 thousandths of the outer diameter (A) of the wheel disc and the oversize of the outer surface of the wheel disc (1) compared to the inner surface of the wheel tire ( Diameter a) be 0.5 to 1 thousandth of the outer belt diameter of the wheel disc.