DE2353221B2 - Gummigefedertes Schienenrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein gummigefedertes Schienenrad mit je einer durch seitliche Schultern gebildeten Ringnut des Radreifens und der Radfelge und darin in Abständen angeordneten, unter Vorspannung stehenden Gummiplalten mit etwa rechteckförmiger Grundfläche, wobei der von den beiden einander zugekehrten Ringnuten gebildete Ringspalt eine über seine Breite unterschiedliche Einbauhöhe hat.

Bei einem bekannten derartigen Schienenrad wird die unterschiedliche Einbauhöhe für die Gummiplatten durch eine Wölbung gebildet, deren Scheitel etwa so hoch wie das die Ringnut begrenzende Schulterpaar ist. In der der Wölbung zugekehrten Grundfläche jeder Gummiplatte ist eine dem Profil der Wölbung entsprechende Mulde eingearbeitet.

Auf Grund der Wölbung in der Ringnut des Radreifens hat der Radreifen ein größeres Materialvolumen und damit eine längere Lebensdauer. Darüber hinaus ist das Betriebsverhalten der Gummifederung im Vergleich zu Schienenrädern ohne Wölbung verbessert, denn die Gummifederung wird axial härter, ohne radial eine nennenswerte Einbuße an Federvermögen zu erleiden. Untersuchungen der axialen Federhärte dieses gummigefederten Schienenrades haben ergeben, daß der Verlauf der Federkennlinie degressiv ist (DT-PS 12 06 006).

Bei einem andersartigen Rad wird eine äußere Ringnut der Radfelge durch zwei miteinander verschraubbare, die Schultern der Ringnut tragende Ringe gebildet. In der Ringnut ist ein geschlossener, in Umfangsrichtung unterschiedlich profilierter Gummiring untergebracht. Auf dem Gummiring ruht ein in die Nut eingreifender und diese vollständig nach außen abschließender Radreifen, der auf diese Weise den Gummiring unter Vorspannung setzt. Hierbei ist die zwischen den Schultern der Ringnut der Felge liegende Auflagefläche zur Radmitte hin vertieft. Dieser Vertiefung kommt aber federungstechnisch keine Bedeutung zu, denn da das Gummi den gesamten von der Ringnut und dem Radreifen gebildeten, nach außen vollständig abgeschlossenen Raum ausfüllt, kann das Rad praktisch nicht in radialer Richtung federn. In axialer Richtung ist der Radreifen starr mit der Radscheibe dadurch verbunden, daß die Schultern der Ringnut den Radreifen beidseitig ohne Spiel übergreifen. Aus diesem Grunde hat diese Druckschrift zur Problemstellung der Erfindung, die Federkennlinie eines gummigefederten Schienenrades in axialer Richtung zu verbessern, keine Beziehung (DT-PS 5 70 434).

Bei dem Schienenrad einer anderen Gattung als des Erfindungsgegenstandes befindet sich zwischen einer muldenförmig vertieften äußeren Peripherie einer Radfelge und einer nach außen gewölbten inneren Peripherie eines Radreifens ein geschlossener Ring aus Gummi. Dieser Gummiring ist wegen seiner axialen Ausdehnurgsmöglichkeit in der Lage, radiale und axiale Bewegungen zwischen Radreifen und Radfelge zuzulassen. Die Spalthöhe zwischen Radfelge und Radreifen kann veränderlich sein, und zwar kann sie .~n der Radmitte zum Außenumfang größer werden. Eine solche, von der Anmelderin vorgeschlagene Konstruktion hat sich in der Praxis wegen verschiedener Mangel, insbesondere einer zu großen axialen Nachgiebigkeit, nicht durchsetzen können (DT-Gbm 16 52 881).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gummigefedertes Schienenrad mit einer verbesserten axialen Federhärte und mit einer im Vergleich zu dem bekannten Schienenrad der eingangs genannten Art nicht wesentlich geminderten Fähigkeit des radialen Stoßabbiues zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gummigefederten Schienenrad der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens eine der Ringnuten von den Schultern bis zur Mitte hin muldenförmig vertieft ist und die Gummiplatten im unvorgespannten Zustand eine mit der muldenförmigen Vertiefung der Ringnut nicht korrespondierende ebene oder eine muldenförmig vertiefte Grundfläche aufweisen.

Bei dem erfindungsgemäßen Schienenrad stehen die Gummiplatten von der Mitte zu den Rändern hin unter zunehmender Vorspannung. Dadurch wird dem Schienenrad eine verbesserte axiale Federhärte, und zwar eine Federhärte mit progressivem Verlauf der Federkennlinie gegeben. Gleichwohl wird die Fähigkeit, radiale Stöße abzubauen, durch diese Maßnahmen praktisch nicht berührt.

Vorzugsweise sind beide Ringnuten muldenförmig vertieft. In entsprechender Weise können auch beide einander gegenüberliegende Grundflächen der Gummiplatten im unvorgespannten Zustand muldenförmig vertieft sein.

Überraschend gute Ergebnisse hinsichtlich der axialen und radialen Federhärte wurden mit einem Schienenrad erzielt, bei dem die Gummiplatten mit etwa 80 Shore-Härte im eingebauten Zustand, bei dem sie um etwa ein Drittel ihrer Höhe ihres unvorgespannten Zustandes komprimiert sind, eine durchschnittliche Höhe von 10 bis 15 mm haben. Obgleich die Gummiplatten beim erfindungsgemäßen Schienenrad nur etwa eine

halb so große Höhe wie die Gummiplatten der bekannten Schienenräder haben, ist die dadurch bedingte Einbuße der Fähigkeit des Rades, radiale Stöße abzubauen, vergleichsweise gering rnd wird bei weitem durcn den Gewinn an axialer Federhärte aufgewogen.

Die besonderen durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen also in einer verbesserten cxialen Sfeifigkeit des Schienenrades, in einer verbesserten Dämpfung der Schwingungen zwischen dem Radreifen und der Scheibe und damit in einer verbesserten Haftung des Rades auf der Schiene und einem geringeren Rollwiderstand.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von drei verschiedene Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 ein Schienenrad bis zur Radachse im Querschnitt,

F i g. 2 einen Ausschnitt des Schienenrades gemäß F i g. 1 in Ansicht,

F i g. 3 ausschnittweise ein Schienenrad im Querschnitt im Bereich des Radreifens.

F i g. 4 eine Gummiplatte in Vorderansicht für ein Schienenrad gemäß F i g. 3,

F i g. 5 ausschnittweise ein Schienenrad in einer anderen Ausführungsform im Querschnitt im Bereich des Radreifens,

Fig.6 eine Gummiplatte in Ansicht für ein Schienenrad gemäß F i g. 5 und

F i g. 7 ausschnittweise ein Schienenrad in einer anderen Ausführungsform im Querschnitt im Bereich des Radreifens.

Die in den Zeichnungen dargestellten gummigefederten Schienenräder bestehen aus einem mit einem Spurkranz 1 versehenen Radreifen 2 und einer eine Felge 3, eine Scheibe 4 und eine Nabe 5 aufweisenden Radscheibe. Der Radreifen 2 trägt an seiner inneren Peripherie eine Ringnut 10, die von einem Schulterpaar seitlich begrenzt wird. Die Radfelge 3 trägt an ihrer äußeren Peripherie eine Ringnut 11, die ebenfalls von einem Schulterpaar seitlich begrenzt wird. Die beiden Ringnuten 10 und 11 sind einander zugekehrt und bilden einen Ringspalt, in dem über den Umfang verteilt eine Vielzahl hochvorgespannter Gummiplatten 7 in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind.

Die Gummiplatten 7 haben rechteckförmige Grundflächen. Sie liegen formschlüssig zwischen den seitlichen Schultern der Ringnuten 10 und 11. Da zwischen den gegenüberliegenden Schulterpaaren des Radreifens 2 und der Felge 3 ein Spalt vorhanden ist, kann der Radreifen 2 sich gegenüber der Radscheibe 4 radial und axial bewegen. Die Federhärte der Gummiplatten 7 steht dieser iastabhängigen Bewegung entgegen.

Bei dem in F i g. 3 und 4 dargestellten Rad ist die Ringnut in der Felge 3 muldenförmig vertieft, während die Ringnut in dem Radreifen 2 eine zylinderförmige Mantelfläche hat. Daraus ergibt sich, daß die radiale Einbauhöhe in der Radmitte am größten ist und zu den Schultern hin kontinuierlich abnimmt. Da die im Ringspalt zwischen dem Radreifen 2 und der Radfelge 3 befindlichen Gummiplaiten 7 über ihre Breite im unvorgespannten Zustand eine konstante Höhe haben, nimmt ihre Vorspannung im eingebauten Zustand von der Mitte zu den Rändern hin kontinuierlich zu. Die im Prinzip gleichen Verhältnisse liegen beim Schienenrad gemäß Fig.5 und den an beiden Grundflächen muldenförmig vertieften Grundplatten gemäß F i g. 6 vor.

Das gleiche gilt für das Schienenrad gemäß F i g. 7, bei dem beide Ringnuten muldenförmig vertieft sind. In den Ringspalt dieses Schienrades können sowohl quaderförmige als auch muldenförmig vertiefte Gummiplatten 7 eingesetzt sein. Bei jeder der drei Ausführungsformen des Schienenrades hat die Federkennlinie der axialen Federhärte einen progressiven Verlauf. Dies bedeutet für das Spurverhalten des Rades eine erhöhte Sicherheit. Aus den F i g. 3 bis 7, die maßstabgerecht sind, ergibt sich, daß die durchschnittliche Einbauhöhe der Gummiplatten 7 im Vergleich zur Einbauhöhe der Gummiplatten bei bekannten Schienenrädern etwa um die Hälfte vermindert ist. Es hat sich gezeigt, daß trotz dieser beträchtlichen Verminderung der Einbauhöhe die geringe Einbuße der Fähigkeit, radiale Stöße abzubauen, im Vergleich zu der dadurch gewonnenen verbesserten axialen Federhärte ohne weiteres in Kauf genommen werden kann, so daß die Qualität des Rades insgesamt verbessert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Gummigefedertes Schienenrad mit je einer durch seitliche Schultern gebildeten Ringnut des Radreifens und der Radfelge und darin in Abständen angeordneten, unter Vorspannung stehenden Gummiplatten mit etwa rechteckförmiger Grundfläche, wobei der von den beiden einander zugekehrten Ringnuten gebildete Ringspalt eine über seine Breite unterschiedliche Einbauhöhe hat, d a durch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Ringnuten (10 bzw. 11) von den Schultern bis zur Mitte hin muldenförmig vertieft ist und die Gummiplatten (7) im unvorgespannten Zustand eine mit der muldenförmigen Vertiefung der Ringnut nicht korrespondierende Ebene oder eine muldenförmig vertiefte Grundfläche aufweisen.

2. Gummigefedertes Schienenrad nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß beide einander gegenüberliegende Grundflächen der Gummiplatten (7) im unvorgespannten Zustand muldenförmig vertieft sind.

3. Gummigefedertes Schienenrad nach Anspruch

1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ringnuten muldenförmig vertieft sind,

4. Gummigefedertes Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiplatten mit etwa 80Shore-Härte im eingebauten Zustand, bei dem sie um etwa ein Drittel ihrer Höhe ihres unvorgespannten Zustandes komprimiert sind, eine durchschnittliche Höhe von 10 bis 15 mm haben.