DE2545032C3 - Gefedertes Schienenrad - Google Patents

Description

a) die radial innenliegende Seite des Radreifens (31) und die radial außenliegende Seite der Radscheibe (32) haben im Querschnitt gesehen jeweils die Form eines von den Rändern begrenzten Kegels, wobei die auf der Querschnittsmitte liegenden Kegelspitzen voneinander abgewandt sind,

b) auf jeder der Kegelflächen liegt ein elastischer Ringkörper (50, 51, 53, 54),

c) zwischen jeweils zwei konzentrischen Ringkörpern (50 und 51 bzw. 53 und 54) ist ein

- im Querschnitt gesehen - kegelstumpfförmiger Spannring (39 bzw. 40) angeordnet, wobei die Kegelstumpfspitzen der beiden gegenüberliegenden Spannringe voneinander abgewandt sind,

d) die beiden Spannringe (39 und 40) sind mittels Spannelementen (55) axial voneinander wegbewegbar.

3. Gefedertes Schienenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringe durch Zugschrauben miteinander verspannt sind.

4. Gefedertes Schienenrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringe durch Druckschrauben verspannt sind.

5. Gefedertes Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelneigung der Ratlrcifcn und Radscheiben von der Kcgclneigung der Spannringe verschieden sind.

Die Erfindung betrifft ein gefedertes Schienenrad gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs I bzw. 2.

Unter ringförmigen elastischen Körpern sind im folgenden sowohl in sich geschlossene als auch aus Segmenten, die gegebenenfalls auf Lücke angeordnet sind, bestehende elastische Körper zu verstehen. Sie können aus Gummimaterial bzw. aus Kunststoffmaterial bestehen.

Gefederte Schienenräder dieser Art sind an sich bereits bekannt (AT-PS 139500). Hierbei sind Gummikörper beidseitig eines Radteiles von I-förmigem Querschnitt angeordnet, zu denen koaxial auf einem kleineren Radius ein ringförmiger Gummikörper vorgesehen ist. Hierbei dienen die auf dem größeren Radius angeordneten Gummikörper zur Aufnahme der waagerechten Kräfte, d. h. in axialer Richtung, während die radialen Kräfte von den anderen Gummikörpern aufgenommen werden.

Es sind auch gefederte Schienenräder bekannt (DE-PS 594 792), die zwei ringförmige Gummikörper aufweisen, welche in einer umlaufenden Ausnehmung des Radreifens angeordnet und durch einen in der Ausnehmung umlaufenden Steg von rechteckigem Querschnitt voneinander getrennt sind und in axialer Richtung sowohl über den Steg als auch über die Schenkel der Ausnehmung hinausragen. Mittels zweier auf die Radnabe aufschraubbarer Seitenflansche, die jeweils auf der Seite der Gummikörper eine in Richtung zur Radachse geneigte Kegelmantelfläche aufweisen, sind die Gummikörper zwischen Radreifen und Radnabe verspannt. Während des gemeinsamen Aufschraubens der Seitenflansche wird in axialer Richtung auf die Gummimkörper ein Druck ausgeübt, die sich im wesentlichen bei konstantem Volumen in den Raum oberhalb des Steges und in den Raum zwischen den Gummikörpern, sowie in die Ringräume zwischen den Schultern und Seitenflansche verformen. Auf diese Weise baut sich in den Gummikörpern eine im wesentlichen in axialer Richtung zeigende Vorspannung auf, gegen die die durch die Kegelflächen angestrebte Vorspannung in radialer Richtung praktisch vernachlässigbar ist. Diese Schienenräder haben zwar im Betrieb eine geringe seitliche Auslenkung, jedoch kann die für den praktischen Einsatz erforderliche radiale Vorspannung nicht aufgebracht werden. Darüber hinaus entsteht bei den axialen Auslenkungen infolge der Verformung der Ringkörper in den oberhalb des Steges umlaufenden ringförmigen Raum ein erheblicher Abrieb, der die Lebensdauer dieser Gummikörper herabsetzt.

Bei anderen, von dieser Gattung abweichenden gummigefederten Schienenrädern ist es bekannt (US-PS 2113379) auf der Radnabe mehrere Segmente lösbar anzuordnen, die mit ihrer kreisbogenförmigen Stirnfläche einen oder mehrere Gummikörper gegen die Innenseite des Radreifens unter Vorspannung halten. Zu diesem Zwecke weisen die Segmente auf ihrer kreisbogenförmigen Stirnfläche eine V-förmige Nut auf, in die der Gummikörper von V-förmigem Querschnitt eingelegt ist, der sich auf der, einen V-förmigen Querschnitt aufweisenden Innenseite des Radreifens abstützt. Die Segmente werden mittels eines Werkzeuges unter Verspannen der Gummikörper auf der Radscite befestigt, der sich in die freien seitlichen Ringflächen zwischen den Segmenten und dem Radreifen verformen kiinn. Hierdurch wird zwar für den praktischen Uetrieb eine ausreichende Vorspannung in radialer Rii'lilung erzeugt.

jedoch keine Vorspannung in axialer Richtung.

Es sind weiterhin gummigefederte Schienenräder bekannt (US-PS 3127211), bei denen der Radreifen eine Ausnehmung von einem in etwa dreieckförmigen Querschnitt mit abgerundetem Bodenteil hat, wobei die Radscheibe derart ausgebildet ist, daß sie mit der umlaufenden Schulter den Gummikörper aufnimmt, der durch einen Ring verspannt wird.

Es ist weiterhin bekannt (FR-PS 494468) zwei ringförmige Gummikörper durch toroidförmige Körper in axialer Richtung mittels Schraubbolzen zu verspannen, wobei lediglich eine Vorspannung in axialer Richtung aufgebracht wird.

Es ist auch bekannt (DE-PS 668 127) ein gummigefedertes Schienenrad mit Speichen auszubilden, bei dem die Speichen einen elliptischen Querschnitt haben und jeweils von Weichgummikörpern gebildet werden.

Es ist auch bekannt (GB-PS 727176, DE-PS 845 961) zwischen der Radscheibe und dem Radreifen kranzartig angeordnete ringförmige Gummikörper zu verspannen.

Je nach den praktischen Erfordernissen wird jedoch entweder eine radiale bzw. axiale Vorspannung in den Gummikörpern erzeugt, gegenüber der die in den gleichen Gummikörpern in der dazu senkrechten Richtung erzeugte Vorspannung (in axialer bzw. in radialer Richtung) vernachlässigbar ist. Der Grund liegt im wesentlichen darin, daß die Gummikörper nicht in beliebig hohem Maße in axialer Richtung zusammengepreßt werden können, um eine ausreichende Vorspannung in radialer Richtung zu erzeugen. Es müssen stets Hohlräume bzw. Zwischenräume vorhanden sein, in die sie sich bei Belastungen hineinverformen können. Außerdem würde eine allzu hohe Druckausübung eine Zerstörung der Gummikörper nach sich ziehen. Gleiches gilt auch, falls ein Zusammenpressen der Gummikörper in radialer Richtung erfolgt, da hierbei das Material in axialer Richtung verdrängt wird. Aus den gleichen Gründen ist es auch nicht möglich, eine derartige Verdrängung so vorzunehmen, daß hierdurch eine ausreichende Vorspannung erzeugt wird.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, Schienenräder der eingangs erwähnten Gattung so auszubilden, daß beim Zusammenbau acf die Gummikörper eine Vorspannung in radialer und auch in axialer Richtung aufgebracht wird.

Gemäß einem ersten Lösungsweg wird diese Aufgabe erfindungsgemäß bei einem gefederten Schienenrad mit zwischen der Radscheibe und dem Radreifen angeordneten elastischen Ringkörpern und mit beidseits der Radscheibe angeordneten, in axialer Richtung zueinander anziehbaren Spannringe, mit denen die elastisshen Ringkörper mittels axialen Spannelementen durch an den Spannringen vorgesehenen, zur Radachse konzentrischen Kegelflächen verspannbar sind, gelöst durch folgende Merkmale:

a) die radial innenliegende Seite des Radreifens und die radial außenliegende Seite der Radscheibe im Querschnitt gesehen jeweils die Form eines von den Rändern begrenzten Kegels, wobei die auf der Querschnittsmitte liegenden Kegels] litzen einander zugewandt sind,

b) auf jeder der Kegelflächen liegt ein elastischer Ringkörper,

c) zwischen jeweils zwei konzentrischen Ringkörpern ist ein - im Querschnitt gesehen - kegelstumpfförmiger Spannring angeordnet, wobei die Kegelstumpfspitzen der beiden gegenüberliegeiiden Spannringe einander zugewandt sine. Gemäß einem zweiten Lösungsweg wird die Aufgabe bei einem Schienenrad mit zwischen der Radscheibe und dem Radreifen angeordneten elastischen Ringkörpern und mit beidseits der Radscheibe angeordneten Spannringen mit denen die elastischen Ringkörper mittels axialen Spannelementen durch an den Spannringen vorgesehenen, zur Radachse konzentrischen Kegelflächen verspannbar sind, gelöst durch folgende Merkmale:

a) die radial innenliegende Seite des Radreifens und die radial außenliegende Seite der Radscheibe haben im Querschnitt gesehen jeweils die Form eines von den Rändern begrenzten Kegels, wobei die auf der Querschnittsmitte liegenden Kegelspitzen voneinander abgewandt sind,

b) auf jeder der Kegeiflächen liegt ein elastischer Ringkörper,

c) zwischen jeweils zwei konzeii-.dschen Ringkörpern ist ein - im Querschnitt gesehen - kegelstumpfförmiger Spannring angeordnet, wobei die Kegelstumpfspitzen der beiden gegenüberliegenden Spannringe voneinander abgewandt sind,

d) die beiden Spannringe sind mittels Spannelementen axial voneinander wegbewegbar.

Im ersten Falle werden die Spannringe durch Zugschrauben miteinander verbunden, im zweiten Falle durch Druckschrauben auseinandergedrückt.

Erfindungsgemäß ist durch die konstruktive Auslegung der Kegelneigung für die unterschiedlichsten Betriebsbedingungen das Verhältnis von radialer zu axialer Federung einstellbar.

Durch die erfindungsgemäße Radausbildung wird erreicht, daß beim Zusammensetzen eines Schienenrades mit Gummikörpern durch die zwischen den von den jeweils konzentrisch zueinander angeordneten beiden Gummikörpern eingeschobenen und miteinander zu verbindenden Spannringe ein Druck in radiaier und axialer Richtung erzeugt wird. Darüber hinaus sind keine besonderen Spannwerkzeuge erforderlich, da beide Spannringe zueinander fluchtende Bohrungen aufweisen, in die Druckschrauben bzw. Spannschrauben eingesetzt und beide Ringe gegeneinander fest angezogen werden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der ersten Lösung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der zweiten Lösung.

Dh einander zugewandten Flächen 3 und 4 des Radreifens 1 und der Radscheibe 2 in Fig. 1 haben eine doppelkegelförmige Fläche, die symmetrisch zu der Mittelebene angeordnet ist, die in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt ist. Ausgehend von dieser Mittelfläche fallsn die Kegelflächen jeweils in Richtung zu den Rändern 5 und 6 des Radreifens 1 bzw. 7 und 8 der Radscheibe 2 ab, In dem von dem Radreifen und der Radscheibe begrenzten umlaufenden Ringraum ond die Spannringe 9 und Ib angeordnet, deren Mantelflächen 12 und 13 bzw. 14 und 15 ebenfalls kegelförmig zur Mittelebene abfallend verlaufen. Im vorliegenden Falle ist aie Neigung aller Kegelflächen gleich gewählt, somit wird zwischen den Spannringen und dem Radreifen sowie zwischen den Spann-

ringen und der Radscheibe jeweils ein konzentrischer Ringraum gebildet, in den jeweils Gummikörper 20 bzw. 21 bzw. 23 bzw. 24 eingesetzt sind. Die beiden Spannringe weisen zueinander fluchtend ausgerichtete Bohrungen auf, welche die Spannschrauben 25 aufnehmen.

Entgegen der Darstellung Fig. 1 können die Neigungswinkel der Kegelflächen am Radreifen 1 und Radscheibe 2 verändert gegenüber denen der Spannringe 9 und 10 sein. So kann beispielsweise die Spaltbreite der Ringspaltc an den Rändern kleiner sein als in der Mitte bzw. umgekehrt, so daß hierdurch der Verlauf der Spannungen und die Federung beeinflußt werden kann.

Im dargestellten Aiisführungsbeispiel sind die Stirnflächen 29 der Gummikörper zur strichpunktierten Mittelebene konkav ausgebildet, so daß nach dem Zusammenfügen des Schienenrades ein umlaufender Hohlraum gebildet ist. in dem sich die üummikörper unter Belastungen während des Betriebes verformen können.

Bei Fig. 2 steigen die von der Mittelebene ausgehenden kegelförmigen Flächen 33 und 34 des Radreifens 31 und der Radscheibe 32 jeweils in Richtung zu den Rändern 35 und 36 des Radreifens bzw. 37 und 38 der Radscheibe an. In den von dem Radreifen und der Radscheibe begrenzten umlaufenden Ring raum sind die Spannringe 39 und 40 angeordnet, deren Mantelflächen 42 und 43 b/w. 44 und 45 ebenfalls kegelförmig zur Mittelel _ne steigend verlaufen, /wischenden Spannringen und dem Radreifen sowie /wischen den Spannringen und der Radscheibe werdet' in den konzentrischen Ringraum jeweils Gummikörper 50 bzw. 51 bzw. 53 bzw. 54 eingesetzt. Der Spannring 39 ist mit Gewindebohrungcn versehen, welche Druckschrauben 55 aufnehmen.

llier/u 2 Blalt /cichnunsien

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gefedertes Schienenrad mit zwischen der Radscheibe und dem Radreifen angeordneten elastischen Ringkörpern und mit beidseits der Radscheibe angeordneten, in axialer Richtung zueinander anziehbaren Spannringen, mit denen die elastischen Ringkörper mittels axialen Spannelementen durch an den Spannringen vorgesehenen, zur Radachse konzentrischen Kegelflächen verspannbar sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die radial innenliegende Seite des Radreifens (1) und die radial außenliegende Seite der Radscheibe (2) haben im Querschnitt gesehen jeweils die Form eines von den Rändern begrenzten Kegels, wobei die auf der Querschnittsmitte liegenden Kegelspitzen einander zugewandt sind,

b) auf jener der Kegelflächen liegt ein elastischer Ringkörper (20, 21, 23, 24),

c) zwischen jeweils zwei konzentrischen Ringkörpern (20 und 21 bzw. 23 und 24) ist ein

- im Querschnitt gesehen - kegelstumpfförmiger Spannring (9 bzw. 10) angeordnet, wobei die Kegelstumpfspitzen der beiden gegenüberliegenden Spannringe einander zugewandt sind.

2. Gefedertes Schienenrad mit zwischen der Radscheibe und dem Radreifen angeordneten elastischen Ringkörpern und mit beidseits der Radscheibe angeordneten Spannringen mit denen die elastischen Ringkörper mhtels axialen Spannelementen durch an den Spannringen vorgesehenen, zur Radachse konzentrischen Kegelflächen verspannbar sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: