DE2712631C3 - Gefedertes Schienenrad - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein gefedertes Schienenrad mit folgenden Merkmalen:

- zwischen einem Radkörper mit Spannring und einem Radreifen sind konzentrisch in zwei Ringen elastische Formkörper angeordnet,

- der axial am Radkörper befestigbare Spannring weist an seinem Umfang die Anlagefläche für den einen und der Radkörper die für den anderen Form körperring auf,

- der Spannring und der Radkörper sind anschließend an die jeweilige Anlagefläche an ihren axial außenliegenden Rändern jeweils mit einer umlaufenden, als Widerlager für die anliegende Kante des Formkörperrings dienenden Schulter versehen,

- der Radreifen weist zwischen den Anlageflächen für die Formkörperringe einen radial nach innen ragenden, umlaufenden, ebenfalls als Widerlager bo für die anliegenden Kanten der Formkörperringe dienenden Anschlag auf.

Gefederte Schienenräder dieser Art sind an sich bereits bekannt (Bericht über den XXV. Internationalen Kongreß des »Internationalen Vereins der Stra- _b5 ßenbahnen, Kleinbahnen und der öffentlichen Kraftfahrzeugunternehmen«, Wien, vom 27. Juni bis 3. Juli 1937, Seite 21). Während des Zusammenfügen gleiten der Radkörper und der Spannring mit ihren Anlageflächen über die benachbarten Kanten der im Radreifen in zwei Ringen angeordneten elastischen Formkörper, wobei die beiden Formkörperringe gegen einen nach innen ragenden umlaufenden, als Widerlager dienenden Anschlag anstehen. Während des Zueinanderziehens von Radkörper und Spannring werden die beiden Formkörperringe zunächst in axialer Richtung zusammengepreßt, wobei bei dem weiteren axialen Zusammenpressen Material der beiden elastischen Formkörper in radialer Richtung verdrängt wird und hierdurch die radiale Vorspannung erzeugt wird. Der Nachteil besteht darin, daß erst ein starkes Zusammenpressen in axialer Richtung ein Verdrängen in radialer Richtung zur Folge hat und daß diese Kraft bzw. Vorspannung in radialer Richtung nicht beliebig vorgebbar ist, da Radkörper und Spannring auf diesen elastischen Formkörpern gleiten müssen.

Es ist weiterhin bekannt (DE-GM 1755 848), zwischen konzentrisch zueinander angeordneten äußeren und inneren Metallringen jeweils einen ringförmigen Ringkörper anzuvulkanisieren und diese Bauteile mit einem Radkörper und einem Radreifen derart zusammenzufügen, daß nach Fertigstellung des gummigefederten Schienenrades die beiden Gummikörper zueinander V-förmig unter Ausbildung eines umlaufenden Ringraumes angeordnet sind. Hierbei erfolgt beim Zusammenfügen des Rades ein Zusammenpressen der Formkörper in axialer Richtung, wobei gleichzeitig die äußeren Metallringe auf der kegelförmigen Fläche der Innenwandung des Radreifens bis zu einem am Rande angeordneten Ansatz aufgeschoben werden.

Ferner ist es bekannt (FR-PS 735243), bei einem gummigefederten Schienenrad drei ringförmige Formkörper vorzusehen, von denen zwei beidseitig eines von dem Radreifen ausgehenden umlaufenden V-Profils angeordnet und mittels eines Spannringes unter Erzeugung der axialen Vorspannung verspannt sind, während der dritte ringförmige Formkörper zwischen dem Spannring, dem Radkörper und dem umlaufenden V-Prof il ohne Vorspannung eingelegt ist und die radiale Federung übernimmt.

Es ist weiterhin bekannt (FR-PS 750 892), ein gefedertes Schienenrad in der Weise auszubilden, daß zwischen einem Radkörper und dem Radreifen konzentrisch angeordnete elastische Körper 3 und 4 vorzusehen. Diese Körper sind in zwei Ringen angeordnet, die durch den an der Innenseite des Radreifens angeformten Umlauf des Anschlags voneinander getrennt sind. Auch hier werden durch das axiale Verspannen der den Radkörper bildenden beiden Teile die Gummikörper in axialer Richtung verspannt, wobei gleichzeitig eine Verdrängung des Materials in radialer Richtung erfolgt. Durch axiales Vorspannen werden ebenfalls zunächst die axialen Vorspannungen erzeugt, wobei erhebliche axiale Kräfte aufzubringen sind, um eine radiale Vorspannung zu erzeugen.

Es ist ferner ein gefedertes Schienenrad bekannt (DE-OS 2406206), bei dem der Felgenring so ausgebildet ist, daß er einen den Boden der Radfelge bildenden Ansatz hat und der Felgenring und der Ansatz einen durchgehenden radialen Schlitz aufweisen. Beim Zusammenbau des Schienenrades werden zunächst die Gummikörper auf der Innenseite des Felgenringes angeordnet, anschließend der Felgenring mit dem umlaufenden Ansatz zusammengepreßt, so

daß der durch den radialen Schlitz gebildete Spalt sich schließt. Anschließend wird der Felgenring eingeschoben, dann auseinandergepreßt, so daß der radiale Schlitzsich wieder öffnet, wobei durch die ausgeübten Kräfte der Felgenring geweitet wird und hierdurch auf die Gummikörper in radialer Richtung eine Kraft ausgeübt wird, so daß gleichzeitig sowohl in radialer als auch in axialer Richtung vorgebbare Vorspannungen erzeugt werden. Der wesentliche Nachteil besteht darin, daß beim Zusammenbau komplizierte Einrichtungen unter anderem zum Weiten des geschlitzten Felgenringes vorhanden sein müssen und daß hierfür Vorsorge getragen werden muß, daß kein Gummikörper im Bereich des Schlitzes zu liegen kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gefedertes Schienenfahrzeugrad der eingangs erwähnten Gattung so auszubilden, daß in den Form körperringe η die axialen und radialen Vorspannungen beim Zusammenfügen des Schienenrades gleichzeitig für alle Betriebsbedingungen in ausreichendem Maße aufgebracht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im unverspannten Zustand bei Anlage der Formkörper an den Anlageflächen und an den Widerlagern an jedem Formkörper der Winkel zwischen seiner axialen außenliegenden Fläche und der Anlagefläche am Spannring bzw. am Radkörper sowie sein Gegenwinkel kleiner als 90° sind und daß diese Winkel durch die Axialverschiebung des Spannrings beim Zusammenspannen mit dem Radkörper vergrößerbar sind.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß nach Einlegen der elastischen Formkörper zwischen dem Radreifen und dem Spannring bzw. dem Radreifen und dem Radkörper diese Schultern Widerlager bilden, gegen die die Formkörper anstehen. Beim Zusammenfügen des Rades werden Radkörper und Spannring aufeinander zubewegt und miteinander verschraubt. Hierbei stützen sich die elastischen Formkörper an diesen Widerlagern ab und werden beim Annähern von Radkörper und Spannring in axialer Richtung einer Schubspannung unterworfen, derzufolge eine Änderung der Querschnittsfläche der elastischen Formkörper so stattfindet, daß hierdurch gleichzeitig die Erzeugung der axialen und radialen Vorspannung erzielt wird. Der Zusammenbau des erfindungsgemäßen Rades ist problemlos und kann mit einfachen Mitteln durchgeführt werden. Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt daher in der sehr einfachen Montage und Demontage des Radreifens.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel, wobei lediglich die obere Hälfte vor dem Zusammenbau dargestellt ist, und

Fig. 2 einen Ausschnitt des radialen Schnittes nach Fig. 1 nach dem Zusammenbau mit den schematisch dargestellten Spannungen in den elastischen Formkörpern der Radkörper.

In Fig. 1 ist mit 1 der Radkörper, mit 2 der Spannring und mit 3 der konzentrisch zu ihnen angeordnete Radreifen bezeichnet, der auf seiner Innenwandung 4 in Richtung zu dem Spannring und dem Radkörper einen umlaufenden Anschlag 5 hat. Der Radkörper und der Spannring weisen an ihren freien Rändern jeweils eine umlaufende Schulter 6 bzw. 7 auf. Der ϊ Radkörper weist zur Aufnahme des Spannringes einen umlaufenden Absatz 8 mit einer als Anschlag dienenden Ringfläche 9 auf. In den umlaufenden Ringraum, der radial von dem Radkörper mit dem Spannring und dem Radreifen begrenzt ist, sind in zwei Ringen elasti-ο sehe Formkörper 10 bzw. 11 angeordnet. Diese elastischen Formkörper eines jeden Ringes sind unter Bildung von Zwischenräumen angeordnet Der Winkel α der elastischen Formkörper 10 bzw. 11 zwischen der außenliegenden Freifläche 12 bzw. 13 und der AnIa- > gefläche 14 bzw. 15 auf dem Radkörper 1 bzw. dem Spannring 2 ist im unverspannten Zustand der Formkörper kleiner als 90°. Auch der zugeordnete Gegenwinkel ist kleiner als 90°.

Die elastischen Formkörper haben in Fig. 1 im un-

2i) verspannten Zustand im radialen Schnitt des Schienenrades den Querschnitt eines Parallelogramms. Sie sind Parallelepipede. Sie werden in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise eingelegt und stehen dann mit den betreffenden Kanten gegen die Schultern 7 bzw. 6 und

.?5 den umlaufenden Anschlag 5 an. Beim Zusammenfügen des Schienenrades wird der Radreifen mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung in seiner Stellung fixiert und der Radkörper und der Spannring werden in Richtung der Pfeile 16 und 17 gegeneinander ange-

jo zogen. Anschließend werden Spannring und Radscheibe miteinander verschraubt, mittels nicht dargestellter, in die miteinander fluchtenden Bohrungen 18, 19 einzuführender Schrauben. Der Spannring steht dann gegen die als Anschlag dienende Ringfläche 9

J5 an.

Infolge der durch den umlaufenden Anschlag 5 und die Schultern 6 bzw. 7 gebildeten Widerlager bleiben die Formkörper auf dem Radkörper bzw. dem Spannring und der Radscheibe in der in Fig. 1 dargestellten Slellung fixiert. Während der anschließenden weiteren gegenläufigen Bewegung von Radkörper und Spannringwerden auf die Gummikörper in axialer Richtung Schubspannungen ausgeübt. Hierdurch werden die Winkel größer und die Querschnitte der Formkörper

gehen aus der in Fig. 1 dargestellten Form (Parallelepipede) in Rechtecke über. In der Endlage nehmen die Formkörper die in Fig. 2 dargestellte Form an, wobei gleichzeitig zwischen ihnen ein umlaufender Luftspalt 20 gebildet ist, in den sie sich bei Belastung

so verformen können.

In Fig. 2 sind schematisch die Spannungen eingetragen. Mit 5 sind die Schubspannungen, mit N die Normalspannungen und mit D die Diagonalspannungen bezeichnet.

In der Fig. 1 ist der Gegenwinkel genaus groß wie der Winkel α und deshalb ebenfalls mit α bezeichnet. Die gleichzeitige Erzeugung von axialen und radialen Vorspannungen erfolgt durch Schubspannungen. Hierdurch wird vermieden, daß radiale oder axiale Vorspannungen durch extrem hohe Verformungen der elastischen Formkörper in axialer oder radialer Richtung erzeugt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gefedertes Schienenfahrzeugrad mit folgenden Merkmalen: '>

   - zwischen einem Radkörper mit Spannring und einem Radreifen sind konzentrisch in zwei Ringen elastische Formkörper angeordnet,

   — der axial am Radkörper befestigbare Spann- ^|0 ring weist an seinem Umfang die Anlagefläche für den einen und der Radkörper die für den anderen Formkörperring auf,

   — der Spannring und der Radkörper sind anschließend an die jeweilige Anlagefläche an ihren axial außenliegenden Rändern jeweils mit einer umlaufenden, als Widerlager für die anliegende Kante des Formkörperrings dienenden Schulter versehen,

   - der Radreifen weist zwischen den Anlageflä- ^o chen für die Fortnkörperringe einen radial nach innen ragenden, umlaufenden, ebenfalls als Widerlager für die anliegenden Kanten der Formkörperringe dienenden Anschlag auf, ^5

   dadurch gekennzeichnet, daß im unverspannten Zustand bei Anlage der Formkörper (10 bzw. 11) an den Anlageflächen (4, 14, 15) und an den Widerlagern (Schultern 6 und 7, Anschlag 5) an jedem Formkörper der Winkel (α) so zwischen seiner axial außenliegenden Fläche (12 bzw. 13) und der Anlagefläche (14 bzw. 15) am Spannring (2) bzw. am Radkörper (1) sowie sein Gegenwinkel kleiner als 90° sind und daß diese Winkel durch die Axialverschiebung des Spann- J5 rings beim Zusammenspannen mit dem Radkörper vergrößerbar sind.