DE701756C

DE701756C - Federndes Rad fuer Eisenbahnfahrzeuge

Info

Publication number: DE701756C
Application number: DE1934S0116178
Authority: DE
Original assignee: Bromsregulator Svenska AB
Current assignee: Haldex AB
Priority date: 1934-11-23
Filing date: 1934-11-23
Publication date: 1941-01-23

Description

Bur. - Inc.

-AUSGEGEBEN AM
23. JANUAR 1941

Man kennt bereits federnde Räder für Eisenbahnfahrzeuge, bei denen der Radreifen und die Radnabe durch Wälzkörper aus Gummi verbunden sind, die zwischen Radialflanschen dieser beiden Bauteile unter axialer Zusammendrückung eingespannt sowie mit ihren Endteilen in Ausnehmungen dieser Flanschen eingesetzt sind und mit ihrem gegenüber ' den Enden verjüngten Mittelteil frei liegen. Bei den bekannten Ausführungen von federnden Rädern dieser Art hat sich der Nachteil gezeigt, daß die Gummikörper nicht während längerer Zeit aushalten, sondern rasch zerstört werden. Dieses hängt damit zusammen, daß Gummi ein Werkstoff ist, der wohl imstande ist, großen Druckbeanspruchungen zu widerstehen; aber leicht und schnell von Zugbeanspruchungen sowie durch Reibung entweder der verschiedenen Teile des Gummis gegeneinander oder des Gummis gegen Metall zerstört wird.

Wenn auch das axiale Vorspannen der Gummikörper als Mittel bekannt ist, um Zugbeanspruchungen in den Gummikörpern und

«5 Bewegungen der Endteile der Gummikörper in ihren Fassungen entgegenwirken, so reicht diese Maßnahme doch nicht aus, um den Erfolg zu sichern. Denn während des Betriebes sind bei federnden Rädern der erwähnten Art im frei liegenden Teile des Gummikörpers, besonders an oder bei den Übergangsstellen vom frei liegenden Teil in die eingefaßten Endteile, Risse oder ähnliche Schäden aufgetreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angeführten Nachteile zu beseitigen, mit anderen Worten, die elastisch biegsamen Gummikörper derart auszubilden und anzuordnen, daß sie während längerer Zeit aushalten und dabei gleichzeitig auch ein einfaches Zusammenstellen und Auseinandernehmen des federnden Rades gestatten. Die Erfindung bezweckt also, die Unterhaltungskosten für federnde Räder der angegebenen Art sowohl durch erhöhte Lebensdauer der Gummikörper als auch durch vereinfachtes und erleichtertes Auseinandernehmen und Wiederzusammensetzen der Räder zur Besichtigung und zum gegebenenfalls erforderlichen Austausch von Gummikörpern oder anderen Teilen in möglichst weitgehendem Maße herabzusetzen sowie ferner auch eine _% verbesserte Abfederung des Rades zu erhalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß bei federnden Rädern der eingangs gekennzeichneten Art die Gummikörper so kräftig vorgespannt, daß ihre Endteile infolge ihrer radialen Erweiterung in den Ausnehmungen unbe\veglich festgeklemmt sind, und außerdem wird der verjüngte Mittelteil der Gummikörper über die gesamte Länge von Endteil zu Endteil mit einem

gleichmäßig verlaufenden konkaven Bogen von so starker Konkavität ausgebildet, daß dieser Bogen auch nach dem Vorspannen konkave Form hat.

Bei einem in dieser Weise ausgeführten federnden Rad sind die Endteile der Gummikörper durch die große axiale Vorspannung und die dadurch erreichte starke Klemmwirkung mit vollkommener Sicherheit ohne to zusätzliche Befestigungsmittel an einer Verlagerung in den Ausnehmungen auch bei sehr hoher Radbelastung verhindert, und damit ist eine den Gummi zerstörende Reibung . an den Metallwänden verhütet. Die stark konkave Ausgestaltung des Mittelteils der Gummikörper verhindert, daß 'diese unter der Wirkung der Vorspannung eine etwa tonnenförmige Gestalt annehmen, bei der an der frei liegenden Oberfläche der Gummikörper ίο der innere Druck und die damit zusammenhängende Erweiterung eine Zugbeanspruchung hervorrufen, wodurch die Gefahr einer Rissebildung, insbesondere mit der Folge von Beschädigungen, an den Austrittsstellen der Gummikörper aus den Ausnehmungen eintritt. Diese eine schnell fortschreitende Zerstörung des Gummis hervorrufende Sprengwirkung kann bei der besonderen Formgebung , der Gummikörper, nach der Erfindung trotz der starken axialen Vorspannung nicht zur Entstehung kommen.

Es ergibt sich demnach erfindungsgemäß ein federndes Rad mit langer Lebensdauer und günstiger elastischer Wirkungsweise der Gummikörper, das sich außerdem leicht zusammenbauen und" auseinandernehmen läßt. Für die Ausbildung der Gummikörper hat es sich praktisch als besonders vorteilhaft erwiesen, die konkave Fläche des Mittelteils dieser Körper nach einem Radius zu krümmen, der kleiner ist als die Achslänge des Mittelteils bei entspanntem Gummikörper, aber größer, vorzugsweise nur wenig größer als die Hälfte dieser Länge.
In den Zeichnungen zeigt Abb. 1 einen Axialscnnitt eines Fahrzeugrades, an dem die. Erfindung angebracht ist, wobei der Schnitt ungefähr nach der Linie I-I in Abb. 2 ausgeführt ist.

Abb. 2 zeigt in kleinerem Maßstab eine , Seitenansicht des Rades mit abgenommenem Nabenflanscft.

Abb. 3 zeigt in größerem, Maßstab ein Bruchstück eines Gummikörpers in entspanntem Zustand.

In der Zeichnung bezeichnet 1 den Radreifen, 2 die Nabe und 3 die Radachse. Der Radreifen 1 ist mit einem radial nach innen ragenden Flansch 4 versehen oder auf einem solchen angebracht, und beiderseits dieses Flansches und in bestimmtem Abstand von diesem sind zwei auf der Nabe 2 radial nach außen-ragende Flanschen 5 und 6 angebracht. Die beiden Flanschen 5 und 6 sind vorzugsweise mittels Bolzen 7 auf der Nabe 2 abnehmbar befestigt, obschon der eine derselben in- einem Stück mit der Nabe ausgeführt sein könnte. Die Flanschen 5 und 6 sind auch durch Bolzen 8 miteinander verbunden, die mit gegen die Innenseite der 7" Flanschen anliegenden Kragen 8" versehen sind. Der Flansch 4 ist mit weiten Löchern 9 für die Bolzen 8 - versehen, so daß der Radreifen und die Nabe in der Radebene nach allen Richtungen einander gegen- ⁷^ über radial beweglich sind. Die Flanschen 4, 5 und 6 sind in ihren einander zugewandten Flächen mit einander gegenüberliegenden Ausnehmungen 10 versehen, und zwischen dem Flansch 4 und jedem der Flanschen 5 und 6 sind eine Reihe von Wälzkörpern 11 aus Gummi angebracht, von denen jeder mit seinem einen Ende in eine Ausnehmung im Flansch 4 und mit dem anderen Ende in die gegenüberliegende Ausnehmung 10 auf dem Flansch 5 bzw. 6 eingefaßt ist. Die Gummikörper 11 bilden die einzigen tragenden Verbindungsorgane zwischen dem Flansch 4 und den Flanschen 5 und 6 zur elastischen oder federnden Übertragung der 9< > sowohl in der Radebene als auch senkrecht zu dieser zwischen Nabe und Radreifen auftretenden Kräfte. Die mögliche axiale Bewegung zwischen dem Flansch 4 und den Flanschen 5 und 6 kann durch zweckmäßige Anschläge begrenzt werden.

Die Körper 11 haben verhältnismäßig kurze Endteile 1 i^fl, die in den entsprechenden Ausnehmungen 10 eingefaßt sind, sowie dazwischen einen frei liegenden Mittelteil 1 i^b von «°° verhältnismäßig grober axialer Ausdehnung. Der Mittelteil 1 i^b der Gummikörper, die vorzugsweise in an sich bekannter Weise als Wälzkörper ausgebildet sind, hat eine stark konkave Oberfläche, deren Erzeugende vor- «05 zugsweise die Form eines Kreisbogens mit einem Radius R (Abb. 3) hat, der bei entspanntem Gummikörper geringer ist als die axiale Länge des Mittelteils n^b, aber größer, vorzugsweise doch nur wenig größer ist als no die Hälfte dieser Länge. Die Endteile 11" haben vorzugsweise eine gegen die freien Enden schwach konisch abnehmende Form, und die Ausnehmungen 10 sind in entsprechender Weise ausgebildet, so daß die Endteile 11" der Körper im entspannten Zustande hineinpassen und ohne weiteres in die Ausnehmungen 10 eingeführt werden können. Durch die mit dem Vorspannen verbundene radiale Ausdehnung werden die in den Aus- >ao nehmungen eingesetzten Endteile der Gummikörper bekanntlich so stark sowohl gegen die

Böden als auch gegen die Seitenwände der Ausnehmungen ι ο gepreßt, daß sie vollständig festsitzen, keine den Gummi durch Reibung beschädigende Bewegungen in den Ausnehmungen ausführen. Bei der Anwendung zylindrischer oder nahezu zylindrischer Körper mit einem gegenüber den Endteilen verjüngten Mittelteil hat sich gezeigt, daß die frei liegenden Mittelteile der Körper besonders

ίο in der Nähe der sprunghaften übergänge in die eingespannten Endteile verhältnismäßig rasch durch Risse beschädigt werden. Dieses . kann dadurch erklärt werden, daß die Mantelfläche des Mittelteils der Gummikörper Strek-

t5 kungen und daraus folgende Zugspannungen

^ erleidet, die, ausgehend von den plötzlichen Querschnittsänderungen, am Übergang zu den Endteilen Spannungsrisse hervorrufen. Bei der erfindungsgemäßen konkaven Ausbildung des

ao Mittelteils II⁶ wird der schädliche Einfluß der sprunghaften Querschnittsänderung in Verbindung mit der radialen Umfangserweiterung aufgehoben, so daß für den Bestand des Gummis gefährliche Streckungen oder Zug-

s5 spannungen im frei liegenden Teil des Gummis nicht entstehen. Gleichzeitig wird der Vorteil eines verbesserten Federungsvermögens" des Gummikörpers infolge der von beiden Enden gegen die Mitte hin schmäler werdenden Form des frei liegenden Mittelteils erhalten.

Wesentlich für das günstige Ergebnis ist ferner, daß der Mittelteil unter keinen Umständen über die Endteile vorquillt; zweckmäßig läuft der Mittelteil ohne sprunghafte Querschnittsänderung in die Endteile aus.

Durch diese beiden Maßnahmen wird nämlich das Auftreten von Falten auf der Gummifläche mit -nachfolgendem Reiben an den Einfassungskanten wirksam verhindert. 4< >

Claims

Patentansprüche:

1. Federndes Rad für Eisenbahnfahrzeuge, bei welchem der Radreifen und die Radnabe durch Wälzkörper aus Gummi verbunden sind, die zwischen Radialflanschen dieser beiden Bauteile unter axialer Zusammendrückung eingespannt sowie mit ihren Endteilen in Ausnehmungen dieser so Flanschen eingesetzt sind und mit ihrem gegenüber den Enden verjüngten Mittelteil frei liegen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gummikörpern (11), die so kräftig vorgespannt sind, daß ihre Endteile (ii") infolge ihrer radialen Erweiterung in den Ausnehmungen unbeweglich festgeklemmt werden, der verjüngte Mittelteil über die gesamte Länge von Endteil zu Endteil einen gleichmäßig verlaufenden konkaven Bogen von so starker Konkavität aufweist, daß dieser Bogen auch nach dem Vorspannen konkave Form hat.

2. Federndes Rad nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Fläche des Zwischenteils (n^b) der Gummikörper nach einem Radius [R) gekrümmt ist, der»Jcleiner ist als die Achslänge des Zwischenteils (ii⁶) bei entspanntem Gummikörper, aber größer, vorzugsweise nur wenig größer als die Hälfte dieser Länge.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen