DE2951589A1 - Gummigefedertes schienenrad - Google Patents

Description

• Gummig-federtes Schienenrsd
• Die Erfindung bezieht sich auf gummigefederte Schienenräder mit zwischen Radreifen und Felge eingesetzten etwa kreisringabschnitt-oder quaderförmigen Gummifederkörpern.
• In solchen für Schienenfahrzeuge gebräuchlichen Rädern überbrücken die mit gegenseitigen Abständen in Umfangarichtung mit hoher Vorspannung eingesetzten Gummifederkörper den in Form einer umlaufenden Ringnut konstruktiv vorgegebenen Abstand zwischen dem Außenmantel der Felge bzw. der Radscheibe und dem Innenmantel des Radreifens. Sie bestimmen wesentlich die Rolleigenschaften der Räder, ihr Federungsverhalten und die Dämpfung von Schwingungen und Gerauschen und damit in entscheidendem Maße auch den für das betreffende Schienenfahrzeug erreichbaren Fahrkomfort und seine Stabilität gegenüber störenden Einflußgrößen. Es lag daher nahe und es wurde auch schon in weitem Umfange versucht, durch die Gestaltung der Federkörper und ihre besondere Unterbringung in der Ringnut für den Fahrbetrieb günstige Wirkungen und Verbesserungen zu erzielen. Während sich die bisher bekannt gewordenen Vorschläge ausschließlich an der Gebrauchstüchtigkeit der gefederten Räder orientierten, wurden die mit ihrer Herstellung verbundenen, vor allem aus den zum Erzeugen der hohen Druckvorspannungen notwendigen starkpn Verformungen der elastomeren Federkörper herrührenden beträchtlichen Schwierigkeiten praktisch ganz vernachlässigt. Der Erfindung liegt demgegenüber als Aufgabe eine neuartige Gestaltung der Gummifederkörper mit dem erstmalig als wichtig erkannten Ziel zugrunde, das Einsetzen der Federkörper mit dem Zusammenbau der Räder zu vereinfachen und zu erleichtern und dabei ihre vorgesehene ordnunßsgemäße Lage mit hoher Gleichmäßigkeit zu gewährleisten.
• Nach der Erfindung zeichnen sich Schienenräder der eingangs genannten Art dadurch aus, daß die dem Radreifen oder/und der Felge zugekehrten Grundflächen der Gummifederkörper im nichteingesetzten spannungsfreien Zustand eine in Umfangsrichtung zumindest über den größten Teil der Grundflächenlänge verlaufende konkave Einwölbung mit einer Tiefe in ihrem mittleren Abschnitt in einer GröBenordnung von etwa 1/10 bis höchstens 1/3 der Querschnittshöhe der Federkörper - in Radialrichtung gemessen - aufweisen.
• Die Erfindung bietet überraschende Vorteile sowohl hinsichtlich des ver-einfachten, schon mit geringeren Preßdrücken als bisher notwendig möglichen Einsetzens der Federkörper als auch der Genauigkeit und Gleichmäßigkeit des Arbeitsergebnisses, die in derart weitreichenden Folgerungen von der scheinbar nur geringfügigen baulichen Änderung der an sich bekannten Gummifederkörper nicht zu erwarten waren. Es ist dies wahrscheinlich auf die quer zur axialen Einbaurichtung trogartig gemuldete Oberflächenstruktur der beiderseits an starren metallischen Stützflächen anliegendcn FrdPrkörpKr zurUckzufUhrn, d pin in dem Fr Ausreichendes Polster der zum EinprPsePn der Federkörper stets benötigten Gleitflüssigkeit zurückbehält. Diese günstige Wirkung läßt sich noch weiter steigern, wenn gemäß einem wichtigen Teilmerkmal der Erfindung die Einwölbung der Grundflächen beiderseits von parallel zur Radebene verlaufenden, zweckmäßig von über die Einwölbung sich erhebenden Randkanten der Federkörper gebildeten Begrenzungsrippen eingefaßt werden. Vorteilhaft sind als zusätzliche MaRnahmen eine oder mehrere zwischen Jeweils einander gegenüberliegenden Begrenzungsrippen am Grunde der eingefaßten Einwölbung sich erstreckende Querrippen vorgesehen. Die Grundflächen der Federkörper sind in diesem Falle in jeweils mehrere Taschen oder Einzelmulden aufgegliedert, so daß mit umso größerer Sicherheit stets eine Mindestmenge an Gleitflüssigkeit gespeichert und für den Ein-drückvorgang verfügbar ist.
• Je nach den vorherrschenden Einbauverhältnissen, dem Felgendurchmesser und den Maßabstimmungen der Gummifederkörper selbst kann die freie Oberkante der Begrenzungsrippen wahlweise mit den Außenkonturen der Kreisringabachnitt- bzw. der Quaderform zusammenfellen oder aber stattdessen zumindest in ihrem mittleren Abschnitt im wesentlichen parallel zu dem Grund der Einwölbung verlaufen.
• Da die Begrenzungsrippen während der Montage der Federkörper starken seitlich, das heißt in Axialrichtung wirkenden Schubkräften ausgesetzt sind, ist eine auereichende Bemessung ihrer Querschnittsbreite wichtig. Ein Maß in der Größenordnung von mindestens 1/10 der Gesamtbreite der Federkörper - in Axialrichtung gesehen -hat sich hierfür als zweckmäßig herausgestellt. Es empfiehlt sich, die Höhe der Querrippen kleiner als die der zugeordneten Begrenzungsrippen zu bemessen, während es demgegenüber von Vorteil sein kann, die die Einwölbungen in Umfangsrichtung begrenzenden äußeren Querrippen wenigstens auf der der Radfelge zugekehrten Seite der Federkörper mit im Vergleich zu den seitlichen Begrenzungerippen deutlich größerer Höhe sowohl als auch Querschnittsbreite zu bemessen.
• Die Gebrauchstüchtigkeit der neuartigen Federkörper läßt sich uitorhln noch wasentlfch verbessern. wenn sie gemäß einem T merkmal der Erfindung mit Versteifungseinlagen ausgestattet werden.
• Die vorzugsweise metallischen, z.B. aus Stahlblech hergestellten Versteifungseinlagen können in Umfanga- oder auch in Axialrichtung verlaufen und sind zweckmäßig in randnahen Schichten der Federkörper angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind sie ohne stoffschlüssige Bindung an den elastomeren Werkstoff in in die Federkörper eingeformten Ausnehmungen untergebracht, so daß sie gegebenenfalls auch nachträglich noch ausgetauscht werden können.
• Zum Verdeutlichen der Erfindung ist ein Ausführungsbeispiel in der Zeichnung schematisch dargestellt. In der Zeichnung ist: Fig. 1 ein Axialschnitt durch den Felgen-Reifen-Teil eines Schienenrades Fig. 2 ein Gummifederkörper des Rades nach Fig. 1 im spannungsfreien Zustand im Längsschnitt und Fig. 3 eine Draufsicht auf den Federkörper in Fig. 2.
• Das gezeichnete Schienenrad ist aus einer Rad'scheibe 4 mit Felge 14 und einem mit dem üblichen Spurkranz 15 versehenen Radreifen 5 zusammengesetzt. Der Radreifen 5 umspannt die Felge 4 mit radialem Abstand und bildet mit dieser einen über gegeneinander versetzte Schlitze nach beiden Seiten offenen Ringraum, in den in an sich bekannter Weise eine Vielzahl von auf Druck vorgespannten Gummifederkörpern 6 in formschlüssieer Halterung eingesetzt sind.
• Im nichteingebsuten spannungafreien Zustand haben die Gummifederkörper 6 die in Fig. 2 im Längsechnitt angedeutete Grundgestalt etwa eines Quaders mit in Richtung von Radiuslinien abgescErägten Stirnflächen 16 und muldenartig vertieften oberen und unteren Grundflächen 26. Die Vertiefung verläuft in beiden Fällen in stetiger Krümmung in Umfangarichtung über die Langseiten des Quaders hinweg und umfaßt bis auf verhältnismäßig schmale Randbereiche praktisch die gesamte Oberfläche. Die dadurch gebildete Einwölbung der Federkörper 6 ist von Begrenzungsrippen 36 an beiden Langseiten eingefaßt. In der gezeichneten Aueführungsform folgen die Begrenzungarippen 36 auf der' oberen, im Einbauzustand am Rad also der äußeren Grundfläche im wesentlichen dem Krümmungsverlauf der Einwölbung, während die der weniger tief eingewölbten unteren bzw. inneren Grundfläche zugeordneten Begrenzungsrippen mit ihrer Oberkante dem geradlinigen Verlauf des ursprünglichen Quaderkörpers nachgebildet sind.
• Auf beiden Grundflächen 26 sind zwischen den Begrenzungsrippen 36 durchlaufende und diese untereinander verbindende niedrigere Querrippen 46 angeformt. Nur die beiden äußeren Querrippen 56 an den Stirnenden der Federkörper 6 auf ihrer der Radfelge 4 zugekehrten Seite sind mit deutlich größerer Höhe und auch Querschnittsbreite ausgebildet.

Claims (13)

1. Phtentanspriiche: 9 Gummigefedertes Schienenrad mit zwischen Radreifen und Felge eingesetzten etwa kreisringabschnitt- oder quaderförmigen Gummifederkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Radreifen (5) oder/und der Felge (14) zugekehrten Grundflächen (26) der Gummifederkörper (6) im nichteingesetzten spannungsfreien Zustand eine in Umfangsrichtung verlaufende konkave Einwölbung aufweisen.
2. 2. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwölbung sich zumindest über den größten Teil der Grundflächenlänge erstreckt und in ihrem mittleren Abschnitt eine Tiefe in einer Größenordnung von etwa 1/10 bis zu höchstens t/ der Querschnittshöhe der Federkörper - in Radialrichtung gemessen - aufweist.
3. 3. Rad nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwölbungen der Grundflächen (26) beiderseits von parallel zur Radebene verlaufenden Begrenzungsrippen (36) eingefaßt sind.
4. 4. Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungarippen (36) von den über die Einwölbung sich erhebenden Randkanten der Federkörper (6) gebildet sind.
5. 5. Rad nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Oberkante der Begrenzungsrippen (36) mit den Außenkonturen der Kreisabschnitt- bzw. Quaderform der Federkörper (6) zusammenfällt.
6. 6. Rad nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Oberkante der Begrenzungsrippen (36) zumindest in ihrem mittleren Abschnitt im wesentlichen parallel zu dem Grund der Einwölbung verläuft.
7. 7. Rad nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Begrenzungsrippen (36) in einer Größenordnung von mindestens 1/10 der Gesamtbreite der Federkörper (6) in Axialrichtung bemessen ist.
8. 8. Rad nach den Ansprüchen 3 bis 7, gekennzeichnet durch eine oder mehrere zwischen Jeweils einander gegenüberstehenden Begrenzungsrippen (36) am Grunde der Einwölbung sich erstreckende Querrippen (46).
9. 9. Rad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Querrippen (46) kleiner als die der zugeordneten Begrenzungsrippen (36) bemessen ist.
10. 10. Rad nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Einwölbungen in Umfangsrichtung begrenzenden äußeren Querrippen (56) wenigstens auf der der Felge (4) zugekehrten Seite der Federkörper (6) mit gegenüber den Begrenzungsrippen (36) größerer Höhe und Querschnittsbreite bemessen sind.
11. 11. Rad nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkörper (6) mit metallischen Versteifungseinlagen versehen sind.
12. 12. Rad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangs- oder/und in Axialrichtung verlaufenden Versteifungseinlagen in randnahen Schichten der Federkörper (6) angeordnet sind.
13. 13. Rad nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungseinlagen ohne stoffschlüssige Bindung in in die Federkörper (6) eingeformten Ausnehmungen untergebracht sind.