DE3117572A1

DE3117572A1 - Vollrad fuer schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE3117572A1
Application number: DE19813117572
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. DDR 3705 Ilsenburg Mahrholz; Günter Dr.-Ing. DDR 8019 Dresden Pohl; Olaf Prof. Dr.-Ing.Habil. Reich; Ulrich Dr.-Ing. DDR 8010 Dresden Villa; Hermann Wernecke; Siegfried Prof. Dr.-Ing. DDR 8027 Dresden Wiedemann
Original assignee: ILSENBURG RADSATZFAB
Current assignee: Radsatzfabrik Ilsenburg O-3705 Ilsenburg De GmbH
Priority date: 1980-07-03
Filing date: 1981-05-04
Publication date: 1982-09-09
Also published as: SE8104171L; DD159501A3; CS337281A1; PL131806B1; DE3117572C2; SU1139647A1; FR2485993A1; SE441910B; PL231995A1; FR2485993B1; SE441910C; CS237424B1

Abstract

Das Vollrad betrifft vorrangig Schienenleichtradsätze. Die Radscheiben können mit geringerer Masse hergestellt werden. Es wird eine hohe Formstabilität in axialer Richtung bei Temperaturbelastung erreicht und die neuen Radsätze können bis zu 250 KN Achslast bei einer hohen radialen Elastizität und verbesserter Sicherheit gegen Lösen des Schrumpfsitzes Nabe/Welle bei Bremserwärmung belastet werden. Dieses Ziel wird durch eine besondere konstruktive Form der Radscheibe erreicht. Die Form der Mittellinie des Scheibenblattes folgt der Funktion y = d/2 (1 - cos 2 kleines Pi/l x) und die Verhältnisse betragen h/l < 0,1 und d/l > 0,15, wobei das Scheibenblatt im Bereich 0 </= x </= l eine geringe und nahezu konstante Blattdicke aufweist. Das Vollrad wird vorrangig bei Schienenleichtradsätzen angewendet.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Vollrad wird vorrangig für Schienenleichtradsätze verwendet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Schienenfahrzeugradsätze mit rotationssymmetrischen Radscheiben bekannt, bei denen die Dicke der Radscheibe von der Radnabe und der Radfelge bzw. dem Radkranz an über ihre Gesamtbreite gleichmäßig bis zu einer Gerinstdicke abnimmt. Der Bereich, in dem die Gerinstdicke auftritt, ist im einzelnen definiert.

Es sind Leichtradsätze für Schienenfahrzeuge bekannt, bei denen die Radscheibe im Axialschnitt in radialer Richtung unterschiedliche, insbesondere von innen nach außen abnehmende Wandstärken aufweist. Die Radscheiben sind zur Achse konzentrisch gewellt und die Lage der Wellungen sind im einzelnen angegeben.

Bei anderen bekannten Radscheiben ist die Mittelfläche des Vollrades auf etwa 1/3 ihrer radialen Ringbreite oben und im weiteren Verlauf konisch.

Zur Vollständigkeit seien auch solche Ausführungen genannt, bei denen die Scheibe einfache rotationssymmetrische oder doppelte nicht rotationssymmetrische Wellungen aufweist.

Die bekannten Radscheiben sind durch ihre konstruktive Ausbildung bedingt masseaufwendig und diese Radscheiben haben eine geringe Formstabilität in axialer Richtung am

Radkranz und in radialer Richtung an der Nabe oder sie haben ein ungünstiges Spannungsverhalten. Die radiale Radelastizität wird durch diese bekannten Konstruktionen nicht in allen Fällen ausreichend verbessert.

Weniger masseaufwendige Konstruktionen dagegen sind in ihrer Herstellung kompliziert oder für hohe Belastungen nicht geeignet oder sind in radialer Richtung nicht genügend elastisch.

Zur Vermeidung dieser Nachteile und zur Verringerung der Bruchgefahr in dem Bereich des Übergangs von der Nabe zur Scheibe wurde folgende Formgebung der Radscheibe vorgeschlagen: die Innenkante der Wölbung verläuft etwa kreisbogenförmig über den gesamten Bereich zwischen Nabe und Felge. Dabei ist die Tiefe der Wölbung etwa ein Drittel des Scheibenblattdurchmessers.

Hierbei können jedoch die Nachteile nicht ausgeschlossen werden, daß diese vorgeschlagene Radform nur für bandagierte Räder mit hoher mechanischer Vorspannung durch die am Außendurchmesser mit Preßkräften belasteten Scheibe anwendbar ist, jedoch nicht für Räder mit hoher Bremsleistung und daraus resultierender hoher Bremserwärmung der Scheibe gilt. Das trifft auch für die bekannte Scheibenform nach FR-PS 1.320.237 zu, die ebenfalls nur für bandagierte Räder ist. Für hohe Bremsbelastungen sind jedoch nur Vollräder geeignet. Ein Vollrad mit der beschriebenen hohen kreisförmigen Auswölbung gemäß DE-PS 1107 694 wäre bei hoher thermischer Belastung nicht formstabil und zeigte ungünstige Spannungsverhältnisse.

Bei einem Vollrad ist der nach der Formel gemäß FR-PS 1.320.237 beschriebenen Form haben alle Abmessungen, die die Krümmung charakterisieren, eine untergeordnete Rolle, da für e = 0 und einer Scheibe gleicher Dicke h[tief]1 = h[tief]2 die Formel nur noch von den Radialabmessungen (c, a[tief]1, a[tief]2) abhängig ist, auch wenn e > 0 ist und h[tief]2 > h[tief]1, ergeben sich keine Zusammenhänge zwischen den

Maßen der Krümmung und den Maßen der radialen Scheibenblattabmessung.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Radscheiben der Radsätze für Schienenfahrzeugräder mit geringerer Masse bei gleicher Tragfähigkeit herzustellen. Dabei soll eine hohe Formstabilität in axialer Richtung bei Temperaturbelastung erreicht werden und die neuen Radsätze sollen bis zu 250 KN Achslast bei einer hohen radialen Elastizität und verbesserter Sicherheit gegen Lösen des Schrumpfsitzes Nabe/Welle bei hoher Bremsleistung und damit verbundener hoher Erwärmung des Radkörpers belastet werden können. Die Lebensdauer der Radscheibe als auch der Achslager soll u.a. durch die verbesserten Elastizitätseigenschaften erhöht werden. Der Konstruktionsaufwand von Radscheiben wird durch die Anwendung EDV-gerechter Berechnungsverfahren herabgesetzt und erlaubt die Anwendung rechnergestützter Konstruktionen. Es wird eine Kostenminimierung bei der Herstellung der neuen Radscheiben erreicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Das Ziel der Erfindung wird durch die konstruktive Form der Radscheibe, insbesondere durch die Ausbildung der Blattdicke, die Form der Wellungen sowie durch das Verhältnis Blattdicke zur Wellung erreicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Form der Mittellinie des Scheibenblattes der Funktion y = d/2 (1 - cos 2 kleines Pi/l x) folgt und die Verhältnisse h/l < 0,1 und d/l > 0,15 betragen, wobei das Scheibenblatt im Bereich 0 </= x </= l eine geringe und nahezu konstante Blattdicke aufweist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der Zeichnung ist der Radialschnitt der Vollradscheibe dargestellt.

Das Vollrad mit Scheibenblatt und Laufkranz ist aus einem Stück gewalzt. Der Verlauf der Mittellinie des Scheibenblattes folgt der Funktion y = d/2 (1 - cos 2 kleines Pi/l x). Die Blattdicke h ist über den gesamten Bereich l nahezu konstant und gegenüber gebräuchlichen Konstruktionen um etwa 10 % geringer, wobei das Verhältnis h/l < 0,1 beträgt. Die Tiefe d der Sickung ist gegenüber herkömmlichen Konstruktionen beträchtlich vergrößert und genügt dem Verhältnis d/l > 0,15. Die Übergangsbereiche vom Scheibenblatt zur Nabe bzw. zum Laufkranz sowie die Kontur des Scheibenblattes entsprechen den walztechnologischen Forderungen.

Claims

Vollrad für Schienenfahrzeuge mit auf einer Achse oder Nabe sitzenden Radscheibe, deren Radialschnitt durch angegebene Verhältnisse der Radialabmessungen und der Dicken zueinander glockenförmig und die Tiefe der Wölbung der Radscheibe in Abhängigkeit von der Scheibenblattlänge gestaltet ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Form der Mittellinie des Scheibenblattes der Funktion y = d/2 (1 - cos 2 kleines Pi/l x) folgt und ein Verhältnis h/l < 0,1 bei einem Verhältnis d/l > 0,15 vorliegt, wobei das Scheibenblatt im Bereich 0 </= x </= l eine geringe und nahezu konstante Blattdicke (h) aufweist.