DE745912C - Radreifen fuer Schienenfahrzeuge - Google Patents

Radreifen fuer Schienenfahrzeuge

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DE745912C
DE745912C DEL104316D DEL0104316D DE745912C DE 745912 C DE745912 C DE 745912C DE L104316 D DEL104316 D DE L104316D DE L0104316 D DEL0104316 D DE L0104316D DE 745912 C DE745912 C DE 745912C
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Germany
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wheel
flange
flank
rail
friction
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DEL104316D
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English (en)
Inventor
Georg Lotter
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Individual
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B17/00Wheels characterised by rail-engaging elements
    • B60B17/0055Wheels characterised by rail-engaging elements with non-elastic tyres (e.g. of particular profile or composition)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turning (AREA)

Description

  • Radreifen für Schienenfahrzeuge Die Gefahr 'der Entgleisung eines Eisenbahnfahrzeugs ist dann gegeben, wenn ein anlaufendes, führendes Rad. mit seinem Spurkranz so stark und so lange an die Schienenkopfabrundung angepreßt wird, daß .es mit der Spurkranzflanke am Schienenkopf emporklettert. Abb. r zeigt einen im Entgleisen begriffenen Radsatz: er befindet sich augenblicklich in einer Krümmung und läuft mit seinem. rechten Rad y an der Außenschiere s an. Das Rad r rollt nicht rnehr mit der schwachkegeligen oder zylindrischen Lauffläche L auf der oberen Kopffläche der Schiene, sondern stützt sich im Punkt p der Spurkranzflanke in sogenannter Einpunktberührung auf die innere Abrundung des Schienenkopfes. Unter der Wirkuhg eines unzulässig großen Seitendruckes Y ist das Rad auf,der durch. die Spurkranzflanke gebildeten Kegelfläche aufgestiegen. Sofern die Wirkung dieser Kraft Y lange genug andauert, wird das Rad weiter bis zum Ende der Spürkranzflanke emporgerollt, mit dem Spurkranzkopf k über die Schienenfahrfläche hinweggeschoben und zur vollen Entgleisung gebracht.
  • Die Sicherheit der Führung in der Geraden und in Bogen, die sogenannte Sicherheit gegen Entgleisen, hängt bei gegebenem Radreifenumriß und :gegebenem .augenblicklichem senkrechtem Raddruck O von folgenden Größen ab: z. Von dem zulässigen Seitendruck -d. h. von- dem .gerade noch zulässigen Größtwert der vom Rad zur Schiene gerichteten waagerechten Reaktionskraft, die durch den augenblicklich wirkenden senkrechten Raddruck O, die Form der Radreifenumrißlinie und die Reibungsverhältnisse der sich berührenden Flächen mathematisch und physikalisch bestimmt ist. Der zulässige Seitendruck Yi"lj"e#., soll grundsätzlich möglichst groß sein.
  • z. Von dem wirklich auftretenden Seitendruck Y dieses Rades, bedingt durch die Bauart des Fahrzeugs, durch Einwirkungen anderer mit ihm gekuppelter Fahrzeuge und durch dynamische, voh der Fahrgeschwindigkeit abhängende Einflüsse. Der wirklich auftretende Seitendruck l" soll grundsätzlich möglichst klein sein.
  • 3. Vom Anlaufwinkel x, im Grundriß gesehen, der ebenfalls möglichst klein sein soll. d.. Von der ltei,bung zwischen den sich beriihrend.-ri Flächen des Rades und der Schiene. Diese Flächen sind bei Einleitung einer Entgleisung und während des Zustandekommens derselben nach Abb. 2 an der Schiene: die innere Abrundung des Schienenkopfes c-d, bei abgenutzter Schiene auch die innere Schienenflanke, am Rad:- der Spürkranzkegel, bestimmt durch den Neigungswinkel r3 der Spurkranzflanke a,-b.
  • Hohe Reibung, wie sie durch Sandstreuen oder auf Überwegen eintritt, begünstigt das Aufklettern der Spurkranzflanke auf die Schiene, niedere Reibung dagegen erschwert oder verhindert das volle Aufsteigen und erleichtert das Herabsinken des in Bögen stets etwas angehobenen Rades.
  • Radreifen, deren Lauffläche und Spurkranz in der bisher allgemein üblichen Art abgedreht sind, haben im neuen Zustand am ganzen Radreifenumriß, somit auch an den genannten Spurkranzflächen, Drehrillen, die j° nach der Art der Bearbeitung mehr oder minder tief sind (Abb.3). Diese Rillen bilden an der Kegelfläche des werkstattneuen Spurkranzes eine treppenförmige Spirale, ergeben somit eine in die Flanke eingegrabene treppenförmige Verzahnung und damit besonders hohe Reibung zwischen Rad und Schiene. Die Drehrillen verhindern also nicht nur das Herabsinken des angehobenen Rades, sondern begünstigen durch ihre treppenförmige Gestalt geradezu das Aufklettern. Entgleisungen neu abgedrehter Räder kommen deshalb an Lokomotiven und Wagen auf den ersten etwa i ooo kin Laufweg unverhältnismäßig häufig vor, eine Betriebserfahrung, die seit Jahrzehnten bekannt ist. Nach Zuriicklegung eines gewissen Laufweges, dessen Länge von der Häufigkeit und den Halbmessern der durchlaufenen Bögen abhängt, sind die genannten Drehrillen der Spurkranzflanke durch die Schiene kalt gewalzt und allmählich geglättet, so daß die Reibung und damit die Gefahr des Entgleisens sinkt. Im weiteren Verlauf wird der Werkstoff an der Spurkranzflanke unter Beibehaltung .der im Betrieb erreichten Glätte mehr und mehr abgeschliffen. Wodurch der Flankenwinkel ß' der Ahb. 2 erhöht, die Sicherheit gegen Entgleisen in günstigem Grade «-eitergesteigert wird. Mit zunehmendem Laufweg wird also die Sicherheit der Führung immer größer.
  • In der bisher üblichen Art bearbeitete Eisenbahnräder sind demnach in dein ersten, günstigerweise verhältnismiil-.l.ig nur kleinen Teil ihres gesamten Laufwegs der Gefahr des Ehtgleisens weit höher ausgesetzt. als dies später der Fall ist.
  • Gegenstand der Erfindung ist die Beseitigung dieses betriebstechnischen JIangels, der immer wieder zu Entgleisungen führt, durch- fnlgende, bisher nicht ausgeführte Bearbeitung der Räder: der Radreifenuniriß wird in der bisherigen Weise abgedreht. nur diejenige Fläche, an der eine Entgleisung eingeleitet «-erden und zustande kommen kann, nämlich die I ;egelfläche des Spurkränzes, die sogenannte Spurkranzflanke, dargestellt in :@bli. : im Stück a-b, wird auf der Radsatzhänk spiegelnd glatt ausgeführt.
  • Durch Feindrehen. Polieren oder Feinschleifen wird ohne härtende Verdichtung auf dieser Kegelfläche ein solcher Grad der Glätte hergestellt, daß die Reibung zwischen Flanke und Schienenkopfabrundung auf einen Wert in der Größenordnung von 11" vermindert wird. Die sonstigen Flächen des Radreifenumrisses, seine Lauffläche und Spurkranzhohlkehle, «-erden in der bisher üblichen Weise bearbeitet, also abgedreht, wobei sich auf diesen Flächen Drehrillen ergehen. Diese sind an der Lauffläche werkstattneuer Räder tischt schädlich, vielmehr wertvoll, denn sie dämpfen das Schlingern und erhöhen die Bremswirkung und bei Treibrädern die übertragbare Zugkraft.
  • Bekannt ist es, die Laufkränze der Radsätze vor der Inbetriebnahme durch Prägepolierung härtend zu verdichten, um einer ungleichmäßigen Betriebsprägepolierung vorzubeugen. Im Gegensatz hierzu soll gemäß der Erfindung nur die Kegelfläche der Spurkranzflanke, die im allgemeinen nicht als Lauffläche wirkt, ohne härtende Verdichtung spiegelnd geglättet werden, und zwar zu dem abweichenden Zweck, die Entgleisungsgefahr neuer Räder zu vermindern. Aufgabe und Löseng weichen also in beiden Fallen voneinander ab. Die erfindungsgemäße Spurkränzflankenglätteng vermindert also, an werkstattneuen Rädern vom ersten :Meter Laufweg an die zur Verfügung stehende Haftreibung zwischen Flanke und Schiene auf einen so geringen Betrag, daß die beim beginnenden Aufklettern zum Tragen kommende Fläche, nämlich die Spurkranzflanke, keinen Halt mehr zu weiterem Emporklettern findet, vielmehr an der Schienenkopfabrundung abgleiten muß. Der hierbei auftretende Gleitreibungswiderstand ist dank der "Spurl:ranzflankenglättung besonders gering. Die mit zunehmendem Laufweg im Betrieb eintretende, unvermeidliche seitliche Abnutzung des Spurkranzes führt erfahrungsgemäß zii einem solchen Grad der Glätte seiner Kegelfläche, daß mit einer ausreichend niedrigen Haftreibung, also mit entsprechender Sicherheit gegen Entgleisen dauernd bestimmt gerechnet werden kann, Die spiegelnde Spurlcranzflankenglättung werkstattneuer Räder ist also für die Sicherheit gegen Entgleisen hauptsächlich in der ersten Betriebszeit von entscheidender Bedeutung. Ganz besonders wichtig wird sie dann, wenn der Raddruck aus wirtschaftlichen Gründen relativ sehr niedrig gehalten weiden muß, also bei Leichtbaufahrzeugen.
  • Die bisherigen Erfahrungen mit Leichtbauwagen, deren Räder mit in der üblichen Weise abgedrehten Reifen versehen waren, haben wiederholt bewiesen, daß solche Wagen, deren Raddruck bei Regelspur häufig nur z t beträgt, in Krümmungen .dann entgleisen, wenn sie mit schwererfen Wagen straff gekuppelt im Zugverband laufen. Entgleisungen solcher Art fanden mehrfach auf der ersten Fahrt von ;der Wagenbaraanstalt zum Bahnbetrielbswerk statt, also bei sehr rauhem Zustand der neuen, in der bisherigen Art abgedrehten Radreifen. Beträchtliche Beschädigungen, in einzelnen Fällen völlige Zerstörung des betreffenden Wagendrehgestells, waren die Folge. Dieser betriebs@gefährl che Zustand wirddurch die erfindungsgemäße Spurkra-nzflankenglättung beseitigt.
  • Die vorliegende Erfindung soll allen Eisenbahnrädern zugute kommen, welche Lokomotiv en und 'Vagen in der Geraden und in Bögen führen, insbesondere Wagen leichter Bauart, da solche der Gefahr des Entgleisens in stärkerem Grad ausgesetzt sind als schwere..
  • Die Bedeutung der spiegelnden Spurkranzfiankenglättung, also der Verminderung der Reibung an diesen _Kegelflächen, sei zahlenmäßig klargelegt: Bei Einfahrt in einen Bogen geht das Rad, das bisher .in seiner angenähert zylindrischen Lauffläche getragen wurde, in die Anlaufberührung über (A.bb.4@, und stützt sich in einer punktförmigen Fläche mit der Spurkranzhohlkehle auf die innere Abrundung des Schienenkopfes, z. B. .in Punkt p der Abb. d.. Das Rad wird hierbei etwas angehoben. D,ie in diesem Punkte p an,die Schienenabrundung gelegte . Berührungsebene I--, hat zur Waagrechten den Neigungswinkel y. Je mehr sich diesef Stützpunkt deni Beginn a, der Spurkranzflanke nähert, desto größer wird dieser Neigungswinkel. Mit Erreichung des Punktes a, also des Anfangspunktes der Spurkranzflanke, wird,der Neigungswinkel der genannten Berührungsebene gegen die Waagrechte ebenso groß wie der des Spurkranzkegels gegen die Waagrechte. Dieser Winkel, r) genannt, ist auf den Bahnen Mitteleuropasallgemein mit 6o° ausgeführt. Im Punkt u ist der Beginn der Entgleisungsgefahr geometrisch erreicht. Kann das Rad nicht mehr zum Abrutschen auf die Spurkra:nzhohlkehle kommen, wird es also durch .die wirkenden Kräfte hieran verhindert, so muß der Entgleisungsvorgang weiter fortschreiten.
  • Die im geometrischen Entgleisungsbeginn, also bei Erreichung des Radaufstandspunktes ca in diesem Punkte wirkenden Kräfte sind in den Abb. 5 und 6 dargestellt. Sie zeigen den Gleichgewichtszustand für den genannten Zeitpunkt. Wird dieser Zustand durch Veränderung der Kräfte, entweder durch Abnahme des senkrechten Raddrucks infolge einer Wankschwingung oder durch Zunahme des Seitendrucks durch statische oder dynamische Wirkungen, gestört, so wird der Entglesungsvorgang eingeleitet.
  • Die wirkenden Kräfte im Grenzzustand, der aus Gründen der Betriebssicherheit nicht .überschritten werden darf, sind dargestellt: a) In Abb.5 bei rauher Spurkranzkegelfläche, wie sie heute bei der bis jetzt allgemein üblichen Art des Abdrehens der Radreifen im neuen Zustande gegeben ist. Der Kräfteermittlung ist eine Reibungsziffer f =1;/8 beispielsweise zugrunde gelegt.
  • b) In Abb.6 bei nach dem Erfindungsgedanken spiegelnd geglätteter Spurkranzkegelfläche,, entsprechend einer Reibung, d,ie beispielsweise mit f = lflo vorausgesetzt ist, ein Wert, der sich mit Sicherheit erreichen läßt und im Betrieb bei Eintreten der Abschleifung des Spurkranzes erhalten bleiben wird.
  • Der augenblicklich wirkende senkrechte Raddruck O ist in beiden Fällen gleich groß, vorausgesetzt, der Normaldruck N liegt senkrecht zur Spurkranzflanke, die Spurkranzreibung f - N des am Abwärtsgle.iten verhinderten Rades in Richtung, der Spurkranzflanke und der sich ergebende höchste zulässige Seitendruck h';,@l,zsst; in der Waagrechten.
  • Die zeichnerische Kräfteermittlung ergibt: a) für den Fall der Abb.5 bei rauhem Spurkranzkegel: Höchster zulässiger Seitendruck Y;,Iässt, - o,89 O.
  • b) Für den Fall der Abb. 6 bei spiegelnd geglättetem Spurkranzkegel : Y@,@läss@ = 1,39 Q. Die zusätzliche spiegelnde Glättung nach dem Erfindungsgedanken bringt also unter Voraussetzung der vorgenannten Reibungswerte eine Steigerung des zulässigen Anlaufdrucks von I oo °/o auf also in einer Größenordnung, die die Sicherheit der Führung in Krümmungen wesentlich zu erhöhen ermöglicht.' Ein weiteres zur Verfügung stehendes Mittel zur Steigerung der Fahrsicherheit in Krümmungen, die Vergrößerung des \ eigungswinkels der Spurkranzflanke gegen die Waagrechte von 6o auf 68,70' oder darüber, ist durch ausländische Ausführungen bekannt und wird hier nicht erörtert. Sie kann selbstverständlich in Vereinigung mit der spiegelnden Spurkranzglättung in Anwendung gebracht werden.
  • Die Richtigkeit der vorstehenden zeichnerischen Kräfteermittlung kann an Hand der bekannten Beziehung des bei einem bestimmten senkrechten Raddruck Q zulässigen Seitendruckes I";rrt:;.,.,r geprüft werden. Es ist angenähert Dies ergibt für i') = 6o° und f = 113: ;,@t,st:; = o,89 Q, für f ='1lo: 1,39 Q, wie zeichnerisch in den Abh. 5 und 6 ermittelt. Die Abhängigkeit des Ouotienten von der Reibungsufer f im Radattfstandspunkt, ist gemäß obiger Gleichung- in Abt. 7 dargestellt. Die hieraus ersichtliche physikalische Tatsache, nach welcher der zulässige Seitenriruck tnit abnehmender Schienenreihung zunimmt, ist bekannt. Die betriebspraktische Folgerung zur Erreichung einer erhöhten Sicherheit der Führung der Schienenfahrzeuge beim Durchfahren von Gleisbögen wird mit der vorgeschlagenen spiegelnden Spurkranzflankenglättung gezogen. Wie die _11)b. j zeigt, Wird durch die Verminderung; der Schienenreibung, herbeigeführt durch die zusätzliche spiegelnde Shurkranzglättung, eine wesentliche, hei der bisherigen Bearbeitung der Räder nicht entfernt erreichbare Erhöhung des zulässigen Führungsdruckes anlaufender, das Fahrzeug führender Räder und damit die Verarbeitung erhöhter rivnarnischer Anlaufdrücke erreicht. Dieser Fortschritt zur Steigerung der Betriebssicherheit wird um so wichtiger, je geringer der statische senkrechte Raddruck, je höher die beabsichtigte Fahrgeschwindigkeit ist, je mehr also dynamische Einflüsse die Etitgleisu.ngsgefalir steigern können, ist also besonders wertvoll für schnellfahrende Leichtfahrzeuge.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Radreifen für Schienenfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Kegelfläche der Spurkranzflanke (a-b) durch Feindrehen. Polieretl oder Feinschleifen, d. h. ohne Verdichtung der Oberfläche, spiegelnd geglättet ist. Zur Abgrenzung des Amneldungsgegenstarides vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen «-orden: deutsche Patentschrift . . . . 1r. Q96 o96.
DEL104316D 1941-05-17 1941-05-17 Radreifen fuer Schienenfahrzeuge Expired DE745912C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5080021A (en) * 1988-06-23 1992-01-14 Harnischfeger Corporation Apparatus and method for correcting skew of a traveling crane
US5156282A (en) * 1991-12-13 1992-10-20 Thorsen George E Apparatus for correcting skew of a traveling crane
US5216957A (en) * 1991-12-13 1993-06-08 Harnischfeger Corporation Apparatus and method for correcting skew of a traveling crane by maximizing friction between leading skewed wheel and the rail

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE596096C (de) * 1930-07-13 1934-05-04 Deutschland G M B H Maschf Radsatz fuer auf Schienen sich bewegende Fahrzeuge

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE596096C (de) * 1930-07-13 1934-05-04 Deutschland G M B H Maschf Radsatz fuer auf Schienen sich bewegende Fahrzeuge

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5080021A (en) * 1988-06-23 1992-01-14 Harnischfeger Corporation Apparatus and method for correcting skew of a traveling crane
US5156282A (en) * 1991-12-13 1992-10-20 Thorsen George E Apparatus for correcting skew of a traveling crane
US5216957A (en) * 1991-12-13 1993-06-08 Harnischfeger Corporation Apparatus and method for correcting skew of a traveling crane by maximizing friction between leading skewed wheel and the rail

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