DE512339C

DE512339C - Wheelset with a hollow axle and wheels shrunk onto it

Info

Publication number: DE512339C
Application number: DER77866D
Authority: DE
Original assignee: Ringfeder GmbH
Current assignee: Ringfeder GmbH
Priority date: 1929-04-21
Filing date: 1929-04-21
Publication date: 1930-11-10

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine besondere Ausbildung für Nabensitz und Nabe für Radsätze mit Hohlachsen und auf ihnen aufgepreßten oder aufgeschrumpften Rädern, die insbesondere bei Gleisfahrzeugen zur Anwendung kommen. Diese Achsen werden durch das Gewicht des Fahrzeugs auf Biegung beansprucht, und zwar befindet sich der stärkst beanspruchteThe subject of the present invention is a special training for hub seats and hub for wheel sets with hollow axles and pressed or shrunk onto them Wheels that are used in particular in rail vehicles. These axes are determined by the weight of the Vehicle subjected to bending stress, namely the most heavily stressed one

to Achsquerschnitt bei Radsätzen mit Außenlagern am inneren Nabenrand. Die Beanspruchung erfährt eine bedeutende Erhöhung durch das Aufpressen oder Aufschrumpfen der Nabe, denn hierbei wird die Achse unter tangentialer Druckbeanspruchung im Durchmesser verkleinert, während die Nabe ihrer radialen Dicke (Wandstärke) entsprechend aufgeweitet wird. Die tangentiale Druckbeanspruchung und die radial gerichtete Flächenpressung zwischen Achse und Nabe ergeben an dem inneren Rand der Nabe die höchste Beanspruchung. Die bei Vollachsen üblichen Naben haben im Vergleich mit der Wandstärke der Hohlachse eine unverhältnismäßig große radiale Dicke, die sich über die ganze Nabenlänge erstreckt. Demzufolge würden die Ouerkontraktionen zu unerträglichen Beanspruchungen der Achse und damit zum Bruch derselben führen.to axle cross-section for wheelsets with outer bearings on the inner hub edge. The stress experiences a significant increase when the hub is pressed on or shrunk on, as this causes the axle to fall tangential compressive stress decreased in diameter, while the hub of their radial thickness (wall thickness) is expanded accordingly. The tangential compressive stress and the radially directed surface pressure between the axle and the hub result in the inner edge of the hub highest stress. In comparison with the Wall thickness of the hollow axle a disproportionately large radial thickness, which extends over the extends the entire length of the hub. As a result, the excess contractions would become unbearable Stresses on the axle and thus lead to breakage of the same.

Aus vorgenannten Gründen sind für Hohlachsen besondere Nabenausführungen entwickelt worden, deren radiale Dicke zur Nabeninnenseite, d. h. zu dem stärkst beanspruchten Achsquerschnitt hin, stark abnimmt. Hierdurch wird wohl die Höchstbeanspruchung der Achse vermindert, jedoch steigt durch diese Maßnahme die tangentiale Zugbeanspruchung im inneren Nabenrand derart, daß für die Nabe und für den mit ihr verbundenen Radkörper die Verwendung eines teuereren Baustoffs mit außergewöhnlich gutenFestigkeitseigenschaf ten geboten ist.For the reasons mentioned above, special hub designs have been developed for hollow axles been whose radial thickness to the inside of the hub, d. H. to the most heavily used Axis cross-section decreases sharply. This probably reduces the maximum stress on the axle, however This measure increases the tangential tensile stress in the inner hub edge such that for the hub and for the wheel body connected to it the use a more expensive building material with exceptionally good strength properties.

Dieser Nachteil wird nach dem Erfindungsgedanken dadurch beseitigt, daß die Bohrung der Nabe nicht, wie bisher üblich, zylindrisch, sondern nach einem der beiden Enden derart hohlkegelförmig gestaltet wird, daß der größte Durchmesser der unbeanspruchten Nabenbohrung kleiner bleibt als der Durchmesser der unbeanspruchten Achse, so daß die durch das Aufpressen der Nabe entstehenden Zusatzbeanspruchungen nicht nur von der radialen Dicke der Nabe abhängen. Sowohl die tangentialen Druckspannungen als auch die Flächenpressungen der Achse nehmen mit der abnehmbaren Differenz zwischen dem Außendurchmesser der Hohlachse und dem Bohrungsdurchmesser der Nabe a;b. Es kann auch die Nabenbohrung zylindrisch und die Achse sinngemäß verjüngt ausgeführt werden.According to the concept of the invention, this disadvantage is eliminated in that the bore the hub is not cylindrical, as has been the case up to now, but towards one of the two ends is designed as a hollow cone so that the largest diameter of the unstressed hub bore remains smaller than the diameter the unstressed axle, so that the resulting from the pressing of the hub Additional loads do not only depend on the radial thickness of the hub. As well as take the tangential compressive stresses as well as the surface pressures of the axis with the removable difference between the outer diameter of the hollow axle and the bore diameter of the hub a; b. It the hub bore can also be cylindrical and the axis tapered accordingly will.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung im Querschnitt dargestellt. Auf die Hohlachse α Ist die Nabe b aufgepreßt.In the drawings, two exemplary embodiments of the invention are shown in cross section. Α on the hollow axle If the hub pressed b.

In Abb. ι nimmt vom äußeren NabenrandIn Fig. Ι takes from the outer hub edge

die Nabenbohrung vom Durchmesser d_x bis zuim inneren Nabenrand auf d_z gleichmäßig zu.the hub bore from diameter d _x to in the inner hub edge towards d _z evenly.

In Abb. 2 ist die Bohrung der Nabe b auf einen Teil ihrer Länge, von außen beginnend, zylindrisch mit dem Durchmesser ^₁- ausgeführt. Anschließend ist die Bohrung erweitert bis auf das Maß d„ am inneren Nabenrand.In Fig. 2 the bore of the hub b is _{cylindrical with the diameter ^ 1} - over part of its length, starting from the outside. The bore is then widened to the dimension d " on the inner hub edge.

ίο In Abb. 3 ist schematisch die Beanspruchung der Radachse am Naibensitz gezeigt, und zwar in der linken Hälfte der Darstellung bei der neuen Ausführungsform der Nabenbohrung gemäß Abb. 1 und in der rechten Hälfte bei alter Ausführung, also mit zylindrischer Nabenfoohrung und radial gleich starker Nabe. Die Biegungsbeanspruchungen B steigen vom Punkt F gleich Mitte Lager steil an und erreichen am inneren Nabenrande bei G ihren Höchstwert, um dann allmählich zur Mitte Achse hin abzufallen. Von den durch das Aufpressen der Naben in den Achsen auftretenden tangentialen Druckspannungen treten die Querkontraktionen H, von den radial gerichteten Flächenpressungen die Querkontraktionen L zu den Biegungsbeanspruchungen E hinzu. Bei konisch ausgeführter Nabenbohrung entsprechend Abb. ι nehmen die Werte bei den Querkontraktionen vom Nabenaußenrand / bis zum Nabeninnenrand K ab. Beide Zusatzbeanspruchungen sind also im durch das Biegungsmoment höchst belasteten Achsquerschnitt nächst dem inneren Nabenrande K klein. Am äußeren Naibenrande / haben sie ihre Höchstwerte, so daß eine gleichmäßigere Beanspruchung der Acihse bei stark verringerter Höchstbeanspruchung erreicht ist.
Auf der rechten Seite der Abb. 3 sind die Beanspruchungen in der Achse bei zylindrischer Nabenbohrung gemäß den früheren Ausführungsarten dargestellt. Die Ouerkontraktionen H₁ und L₁ sind über die ganze Nabenlänge unverändert und rufen, da sie sich am Nabeninnenrande G₁ zur höchsten Biegungsbeanspruchung B₁ hinzufügen, hier eine äußerst gefährliche Spitzenbeanspruchung hervor. ίο In Fig. 3 the loading of the wheel axle on the hub seat is shown schematically, namely in the left half of the illustration with the new embodiment of the hub bore according to Fig. 1 and in the right half with the old version, i.e. with a cylindrical hub guide and radially equally strong Hub. The bending stresses B rise steeply from point F in the middle of the bearing and reach their maximum value at the inner hub edge at G , and then gradually decrease towards the center of the axle. The transverse contractions H of the tangential compressive stresses occurring in the axles due to the pressing of the hubs, and the transverse contractions L of the radially directed surface pressures add to the bending stresses E. . Ι the values at the cross contractions from the hub outer edge of / to the hub inner edge K decreased with conical hub bore executed according to Fig. Both additional loads are therefore small in the axle cross-section next to the inner hub edge K, which is heavily loaded by the bending moment. At the outer edge of the Naibenrande / they have their maximum values, so that a more even load on the acihse is achieved with a greatly reduced maximum load.
On the right-hand side of Fig. 3, the stresses in the axis with a cylindrical hub bore according to the earlier designs are shown. The outer contractions H ₁ and L ₁ are unchanged over the entire length of the hub and, since they add to the highest bending stress B ₁ at the inner edge of the hub G ₁ , cause extremely dangerous peak stress.

Sofern es sich als notwendig erweist, kann die Bohrung auch so ausgeführt werden, daß nur ein in der Mitte der Nabe liegender Teil der Bohrung zylindrisch ausgebildet ist, während sich die Bohrung zu beiden Nabenenden hin in der angegebenen Weise vergrößert. Ferner kann statt der vorbeschriebenen hohlkegelförmigen Bohrung eine Bohrung mit gekrümmten Mantellinien gewählt werden, deren kleinster und größter Durchmesser entsprechend Cl₁ und d„ liegen. Statt die Nabenbohrung allein konisch auszuführen, kann man, um die gleiche Wirkung zu erzielen, diese nur am inneren Ende erweitern und außerdem die Welle am Sitz des inneren Nabenendes verjüngen, so daß auch bei diesen Ausführungen die Durchmesserdifferenzen an den Nabenrändern am kleinsten sind.If it proves to be necessary, the bore can also be designed in such a way that only a part of the bore located in the center of the hub is cylindrical, while the bore increases in size towards both ends of the hub. Furthermore, instead of the previously described hollow conical bore, a bore with curved surface lines can be selected, the smallest and largest diameters of which are corresponding to Cl ₁ and d " . Instead of making the hub bore only conical, in order to achieve the same effect, it can only be widened at the inner end and the shaft can also be tapered at the seat of the inner hub end, so that the diameter differences at the hub edges are also smallest in these designs.

Claims

Patent claims:

ι. Wheelset with a hollow axle and wheels pressed on or shrunk onto it, characterized in that the hub bore is widened at one or both hub ends, the largest diameter (<2 ₂ ) 'of the unstressed hub bore remaining smaller than the diameter of the unstressed axle («) .

.2. Wheel set with hollow axle according to claim i, characterized by cylindrical Hub bore and in the hub seat decreasing on one or both sides Axle diameters.

For this purpose ι sheet of drawings

BERLIN. GEDRÜCKT IN DEKBERLIN. PRESSED IN DEC