DE4423701C2 - Laufrad für Fördermittel, insbesondere für Krane oder Kranlaufkatzen u. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufrad für Fördermittel, insbesondere für Krane oder Kranlaufkatzen u. dgl., das eine gekrümmte Radlauffläche aufweist, die sowohl mit kegeligen als auch mit zur Laufradachse parallelen Gegenlaufflächen zusammenwirkt, so daß eine definierte Berührungsfläche mit einem Radaufstandspunkt besteht, der von der Außenkante der Gegenlauffläche den gleichen Abstand aufweist.

Es ist bekannt (DE 34 15 868 A1) ein Kranlaufrad mit einer Verjüngung zwischen Lauffläche und Spurkranz auszubilden. Der Winkel der Verjüngung beträgt 3 Grad und die Verjüngung ist etwa so lang wie die zylindrische Lauffläche, die mit einer Abrundung in die Stirnfläche des Kranlaufrades übergeht. Die Verjüngung geht mit einer Rundung in den Spurkranz über, dessen Fuß breiter ist als die Spitze. Der Rand eines parallel zur Laufradachse verlaufenden Trägers liegt im Bereich der Verjüngung und wird vom Kranlaufrad nicht belastet.

Die Laufräder für Fördermittel werden gewöhnlich auf Ebenen oder geneigten Walzprofilen oder Kastenträgern verfahren. Im allgemeinen sind die Laufräder mit ihren Laufflächen den verschiedenen Laufbahnprofilen speziell angepaßt. Dabei lassen sich die Tragprofile mit ihren Laufflächen grundsätzlich in folgende Formen einteilen:

• a) mit zylindrischer Lauffläche und
• b) mit kegeliger Lauffläche.

Charakteristisch ist hierbei, daß bei der Fertigung von Laufkatzen bisher auftragsgebunden die der Laufbahn speziell angepaßten Laufräder am Fahrwerksrahmen angebaut werden. Diese Vorgehensweise bedeutet, daß für jeden Lastbereich (für jede Laufradgröße) mindestens zwei verschiedene Laufräder bevorratet werden müssen, um kurzfristige Bedürfnisse zu erfüllen bzw. Ersatzteile kurzfristig zur Verfügung stellen zu können. Diese Handhabungsweise wirkt sich nachteilig auf die Lagerhaltungskosten und damit auf die Herstellkosten derartiger Fördermittel aus.

Von besonderer Bedeutung ist bei allen beschriebenen Radformen die Lage des Radaufstandpunktes an der Lauffläche. Wegen der an dieser Stelle eingeleiteten Radlast entstehen im Laufbahnquerschnitt örtliche Flanschbiegespannungen, die sich mit den Hauptspannungen aus der Balkenbiegung des Fahrbahnträgers überlagern. Um diese Zusatzbeanspruchungen möglichst gering zu halten, verlegt man den Radaufstandspunkt möglichst weit von der Außenkante des Trägers in Richtung Trägermitte. Von diesem Gesichtspunkt geht auch der Gegenstand der DE 34 15 868 aus.

Weitere Kriterien für die Gestaltung der Lauffläche sind außerdem: Zulässige Pressung zwischen Rad und Schiene, Beanspruchung der Lager im Rad und Beanspruchung des Achszapfens.

Die vorliegende Erfindung geht von dem Stand der Technik gemäß DD 277 899 A1 aus. Diese dort vorgeschlagene Laufrolle für Laufkatzfahrwerke weist einge ballige Laufrollenoberfläche aus zwei Radien mit einem Maßverhältnis von etwa 1 : 2 Teilen und axial unterschiedlichen Einstichpunkten dahingehend auf, daß die Lauflinie dieser Rolle auf horizontal und herkömmlich geneigten (kegeligen) Flanschoberflächen in der Mittelachse des Laufrollenlagers verläuft. Durch diese Profilgebung kann eine Beeinflussung der Lage des Radaufstandspunktes nicht mehr erfolgen. Außerdem kann eine Lageveränderung der Einstichpunkte sowie eine Änderung des Radienverhältnisses und folglich eine Änderung der "Knick"-Breite je nach Verschleißerwartung nicht mehr durchgeführt werden.

Laufräder sind auch mit einer Rollenform bekannt (DE 20 10 262 A1), die mittels einer balligen Form auf kegeligen Gegenlaufflächen (Flanschträgern) aufliegen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorstehend beschriebenen Nachteil der doppelten Laufradform je Baugröße und der dadurch entstehenden Kosten und Logistiknachteile zu beseitigen bei gleichzeitiger Beibehaltung der Vorteile des relativ großen Abstandes des Radaufstandpunktes von der Außenkante der Gegenlauffläche.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Radprofil neben dem Radaufstandspunkt jeweils aus gleichen oder unterschiedlichen Krümmungsradien, ausgenommen das Radienverhältnis 1 : 2 gebildet ist, wobei die gleichen Abstände von der Außenkante der Gegenlaufflächen der Formel I2 = I1 + R1 · sin (alpha-beta) genügt. Hierbei wird demzufolge die Gesamtfläche zwischen Laufrad und Gegenlauffläche in zumindest zwei Teilflächen aufgeteilt mit gleichen oder unterschiedlichen Krümmungsradien, wobei sich die beiden Krümmungsradien im Radaufstandspunkt schneiden. Vorteilhafterweise kann ein solches Radprofil sowohl für geneigte als auch für ebene Gegenlaufflächen eingesetzt werden. Ein etwa an der Schnittstelle der beiden Radien entstehender "Knick" ist von untergeordneter Bedeutung, da er bereits nach relativ kurzer Fahrstrecke durch bewußt einkalkulierten Verschleiß eingeebnet wird. Die anfangs punktförmige Kontaktfläche zwischen Laufrad und Gegenlauffläche plattet sich daher schnell ab, so daß sich eine Druckellipse in entsprechender Form ausbildet, die dann rechnerisch mit bekannten Gleichungen behandelt werden kann.

Vorteilhaft ist sodann, daß bei gleichem Winkel einer geneigten Gegenlauffläche und dem gleich großen Winkel zur Radialen (Senkrechten auf der Laufradachse) der Radaufstandspunkt an gleicher Stelle liegt, gleichgültig, ob es sich um eine Ebene oder eine geneigte Gegenlauffläche handelt. Es ist daher möglich, durch Wahl dieser Winkel den Radaufstandspunkt in der gewünschten Richtung, z. B. in Richtung des Steges bei einer flanschförmigen Gegenlauffläche, zu verschieben.

Vorteilhaft ist ferner, daß der Radaufstandspunkt etwa mittig zwischen zwei das Laufrad stützenden Wälzlagern angeordnet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht des Laufrades zwischen alternativ geformten Schienen bzw. Flanschen

Fig. 2 einen Querschnitt durch Laufrad mit Lagerung und Schiene in einer ersten Ausführungsform und

Fig. 3 denselben Querschnitt wie Fig. 2 durch Laufrad und Schiene für eine andere Ausführungsform der Schiene.

Das Laufrad 1 für Fördermittel, insbesondere Krane oder Kranlaufkatzen 2, weist eine gekrümmte Radlauffläche 3 auf, die an eine an einer Schiene befindliche Gegenlauffläche 4 angepaßt ist. Aufgrund der Krümmung und der Last entsteht eine definierte Berührungsfläche 5, die anfangs linienförmig sein kann, mit einem Radaufstandspunkt 6. Aus Gründen einer Reduzierung der Belastungsbeanspruchung liegt der Radaufstandspunkt 6 von einer Außenkante 7 der Gegenlauffläche 4 mit größtmöglichem Abstand entfernt.

Um nunmehr beliebig geformte Gegenlaufflächen 4 als Führung zu erhalten, ist das Radprofil 8 beidseitig neben dem Radaufstandspunkt 6 jeweils aus gleich großen oder unterschiedlich großen Krümmungsradien R1 und R2 gebildet. Ein solches Radprofil 8 paßt sich sowohl kegeligen oder mit zur Laufradachse 1a parallelen Gegenlaufflächen 4 in ausreichender Flächenbildung unter Last an.

Bei einer parallelen Gegenlauffläche 4a (Fig. 1) entsteht bei Versatz eines Krümmungsmittelpunktes 9 um den Winkel Beta eine Schnittstelle A1 unter dem Durchmesser D des Laufrades 1, wobei die Schnittstelle A1 mehr in Richtung auf einen Steg 10 (kleinerer Abschnitt A gegenüber dem Abschnitt I1) wandert.

Bei einer kegeligen Gegenlauffläche 4b (Fig. 1) und einer Lage eines Krümmungsmittelpunktes 11 auf dem Durchmesser D (senkrecht zum Verlauf der Laufradachse 1a) für einen Radius R2 bei einem Winkel Alpha wandert die entstehende Schnittstelle A2 noch näher an den Steg 10 heran, wodurch sich die Beanspruchung der Schiene vermindert.

Die Schnittstellen A1 und A2 können nunmehr durch Bemessung der Radien R1 und R2 so gelegt werden, daß die Krümmungsmittelpunkte 9 und 11 der Krümmungsradien R1 und R2 so zu liegen kommen, daß sowohl für parallele als auch für kegelige Gegenlaufflächen 4a bzw. 4b die Radaufstandspunkte 6 den gleichen Abstand I1 und I2 von der Außenkante 7 der Gegenlaufflächen 4a bzw. 4b aufweisen, und zwar nach der Formel

I2 = I1 + R1 x Sin (Alpha-Beta).

Der Abschnitt I1 ist frei gewählt. Er stammt aus bekannten Kranträger-Auswahltabellen zur Bestimmung der Flanschbiegespannung. Über die Winkel Alpha und Beta können die Abschnitte I1 und I2 beeinflußt werden.

Der Radaufstandspunkt 6 ist nach einem weiteren Ausführungsbeispiel (Fig. 2 und 3) zwischen zwei das Laufrad 1 stützenden Wälzlagern 12 und 13 etwa mittig gelegt. Hierbei wird eine Neigung von 14% entsprechend 8 Winkelgrad vorausgesetzt.

Bezugszeichenliste

1 Laufrad
1a Laufradachse
2 Kranlaufkatze
3 Radlauffläche
4 Gegenlauffläche
4a parallele Gegenlauffläche
4b kegelige Gegenlauffläche
5 Berührungsfläche
6 Radaufstandspunkt
7 Außenkante
8 Radprofil
9 Krümmungsmittelpunkt
10 Steg
11 Krümmungsmittelpunkt
12 Wälzlager
13 Wälzlager
R1 Radius
R2 Radius
A1 Schnittstelle
A2 Schnittstelle
I1 Abstand
I2 Abstand

Claims (2)

1. Laufrad für Fördermittel, insbesondere für Krane oder Kranlaufkatzen u. dgl., das eine gekrümmte Radlauffläche aufweist, die sowohl mit kegeligen als auch mit zur Laufradachse parallelen Gegenlaufflächen zusammenwirkt, so daß eine definierte Berührungsfläche mit einem Radaufstandspunkt besteht, der von der Außenkante der Gegenlauffläche den gleichen Abstand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Radprofil (8) neben dem Radaufstandspunkt (6) jeweils aus gleichen oder unterschiedlichen Krümmungsradien (R1; R2) ausgenommen das Radienverhältnis 1 : 2 gebildet ist, wobei die gleichen Abstände (I1, I2) von der Außenkante (7) der Gegenlaufflächen (4a, 4b) der Formel I2 = I1 + R1 · sin (alpha-beta)genügt.

2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radaufstandspunkt (6) etwa mittig zwischen zwei das Laufrad (1) stützenden Wälzlagern (12, 13) angeordnet ist.