DE7709026U1 - Schienenfahrzeugrad - Google Patents

Description

KLÖOK N ER-WERKE, AKTIENGESELLSCHAFT, Mülheimer Straße 50, 41 Duisburg

<^Schienenf ahrzeugrad

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeugrad mit zwischen einem Radkörper mit Spannring und einem Radreifen konzentrisch angeordneten elastischen Formkörpern.

Unter elastischen Formkörpern sind sowohl Formkörper aus Gummimaterial als auch solche aus Elastomeren zu verstehen.

Gefederte Schienenräder sind an sich bereits bekannt (US-PS 623 883)· Der Radkörper weist hierbei einen bis zur Radnabe gehenden Spannring auf, der mit dem Radkörper mitteis kranzartig angeordneten Nieten verbunden ist. Beide begrenzen mit dem Radreifen einen konzentrischen V-förmigen Ringraum und einen sich in Richtung zum Radreifen öffnenden Hingraum. In diesem Ringraum ist ein ringförmiger Gummikörper eingelegt, der V-förmig abgewinkelt ist und mit dem Spannring und dem Radkörper einen umlaufenden Hohlraum begrenzt. Der Spannring wird beim Zusammenfügen des Schienenrades verspannt. Während dieses Verspannens wird der Gummi körper in axialer Richtung zusammengepreßt, wobei er teilweise in den umlaufenden Hohlraum verdrängt wird. Auf diese Weise wird die im Betrieb erforderliche axiale Vorspannung erzeugt, jedoch ist die hierbei erzielte radiale Vorspannung praktisch vernachlässigbar. Eine ausreichende radiale Vorspannung ist jedoch im praktischen Betrieb unerlässlich, damit auch bei stoßartigen Belastungen in dieser Richtung nur geringe Ausleiikungen stattfinden. Ein besonderer Nachteil besteht darin, daß bei extremer Belastung der ringförmige Gummikörper derart veafcörmt wird,

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daß er den umlauf enden Spalt völlig ausfüllt, wobei der auf ihn ausgeübte Druck so hoch werden kann, daß es zu Zerstörungen des Gummikörpers kommt.

Es ist weiterhin bekannt (DT-GM 1 705 433) den Radreifen mit einem an seiner in Richtung zum Radkörper zeigenden Innenwandung mit einem angeformten umlaufenden Steg zu versehen, einen schlauchförmigen Gummikörper um diesen Steg V-förmig zu falten und ihn mittels eines Spannrings zwischen dem Radreifen und dem Radkörper zu verspannen, wobei ebenfalls ein umlaufender Luftspalt verbleibt, in den sich der Gummikörper bei Belastungen hinein verformen kann. Es treten hierbei jedoch die gleichen Nachteile auf.

Es ist weiterhin bekannt (GB-PS 791 371) mittels eines vom Radreifen ausgehenden umlaufenden Steges zwei ringförmige Gummikörper voneinander zu trennen, der in den freibleibenden Spalt zwischen den Gummikörpern und den symmetrisch aus zwei Scheiben bestehenden Radkörper eintaucht. Die Gummikörper, getrennt durch diesen Steg, sind in einem in Richtung des Radreifens sich öffnenden V-förmigen Ringraum eingebracht. Beim Zusammenfügen des Rades werden die Gummikörper in axialer Richtung zusammengepreßt, so daß hierdurch die axiale Vorspannung erzeugt wird, wobei gleichzeitig durch die Verdrängung des Materials in die radiale Richtung im Bereich des umlaufenden Steges die radiale Vorspannung erzeugt wird. Die die Gummikörper zusammenpressende Kraft muß jedoch ebenfalls sehr hoch sein, um die Vorspannung in radialer Richtung in befriedigendem Maße erzeugen zu können.

Es ist weiterhin bekannt,(DT-GM 1 755 848) zwischen konzentrisch zueinander angeordneten äußeren und inneren Metallringen jeweils einen ringförmigen Gummi körper bzw. Formkörper anzuvulkani si er en und diese Bauteile mit einem

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Löckner-Werke AG iie W/

Radkörper und einem Radreifen derart zusammenzufügen, daß nach Fertigstellung des gummigefederten Schienenrades die beiden Gummikörper zueinander V-förmig unter Ausbildung eines umlaufenden Ringraumes angeordnet sind. Hierbei erfolgt beim Zusammenfügen des Rades ein Zusammenpressen der Formkörper in axialer Richtung, wobei gleichzeitig die äußeren Metallringe auf der kegel«* förmigen Bodenfläche der Innenwandung des Radreifens bis zu einem am Rande angeformten Ansatz aufgeschoben werden.

Es ist weiterhin bekannt (FR-PS 755 24-5) bei einem gummigefederten Schienenrad drei ringförmige Formkörper vorzusehen, von denen zwei beidseitig eines von dem Radreifen ausgehenden umlaufenden I-Profils angeordnet und mittels eines Spannringes unter Erzeugung der axialen Vorspannungen verspannt sind, während/or?tte ringförmige Formkörper zwischen dem Spannring, dem Radkörper und dem umlaufenden I-Profil ohne Vorspannung eingelegt ist, und die radiale Federung übernimmt.

Allen diesen bekannten Schienenrädern ist gemeinsam, daß die Formkörper stets in axialer Richtung oder in radialer Richtung stark zusammengepreßt werden, um eine gewisse Vorspannung in radialer bzw. axialer Richtung überhaupt erzielen zu können. Es ist festzuhalten, daß hierdurch, für alle Betriebsbedingungen gleichzeitig ausreichende axiale und radiale Vorspannungen nicht erzeugt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Federung für Schienenfahrzeugräder der eingangs erwähnten Gattung derart auszubilden, daß die axialen und radialen Vorspannungen beim Zusammenfügen des Schienenrades gleichzeitig für alle Betriebsbedingungen in ausreichendem Maße aufgebracht werden.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spannring und der Radkörper an ihren freien Rändern jeweils eine umlaufende Schulter aufweisen, daß die Schultern als Widerlager für die anliegenden Kanten der ringförmig angeordneten elastischen Formkörper dienen und daß der Winkel der Formkörper zwischen der außenliegenden Freifläche und der Anlagefläche auf dem Radkörper bzw. Spannring sowie sein Gegenwinkel im unverspannten Zustand der Formkörper kleiner als 90°sind. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß nach Einlegen der elastischen Formkörper zwischen dem Radreifen und dem Spannring bzw. dem Radreifen und dem Radkörper diese Schultern Widerlager bilden, gegen die die Formkörper anste·* hen. Beim Zusammenfügen des Rades werden Radkörper und Spannring aufeinander zubewegt und miteinander verschraubt. Hierbei stützen sich die elastischen Formkörper an diesen Widerlagern ab und werden beim Annähern von Radkörper und Spannring in axialer Richtung einer Schubspannung unterworfen, derzufolge eine Änderung der Querschnittsfläche der elastischen Formkörper so stattfindet, daß hierdurch gleichzeitig die Erzeugung der axialen und radialen Vorspannungen erzielt wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ragt ein umlaufender Anschlag des Radreifens zwischen die beiden von den elastischen Formkörpern gebildeten Ringe.

Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel, wobei lediglich die obere Hälfte vor dem Zusammenbau dargestellt ist, und

Fig. 2 einen Aisschnitt des radialen Schnittes nach Fig. 1 nach dem Zusammenbau mit den schematisch dargestellten Spannungen in den elastischen Formkörpern

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In Figur 1 ist mit 1 der Radkörper,mit 2 der Spannring und mit 3 der konzentrisch zu ihnen angeordnete Radreifen "bezeichnet, der auf seiner Innenwandung 4· in Richtung zu dem Spannring und der P.adscheibe einen umlaufenden Anschlag 5 hat« Der Radkörper und der Spannring weisen an ihren freien Rändern jeweils eine umlaufende Schulter bzw. 7 auf. Der Radkörper weist zur Aufnahme des Spannringes einen umlaufenden Absatz 8 mit einer als Anschlag; dienenden Ringfläche 9 auf. In den umlaufenden Ringraum, der radial von dem Radkörper mit dem Spannring und dem Radreifen begrenzt ist, sind in zwei Ringen elastische Formkörper 10 bzw. 11 angeordnet. Diese elastischen Formkörper eines Jeden Ringes sind unter Bildung von Zwischenräumen angeordnet. Der Winkel<fc<örelastisehen Formkörper 10 bzw. 11 zwischen der außenliegenden Freifläche 12 bzw. 15 und der Anlagefläche 14 bzw. 15 auf dem Radkörper 1 bzw. dem Spannring 2 ist im unverspannten Zu« stand der Formkörper kleiner als 90 . Auch der zugeordnete Gegenwinkel ist kleiner als 90°.

Die elastischen Formkörper haben in Figur 1 im unverspannten Zustand im radialen Schnitt des Schienenrades den Querschnitt eines Rrallelogramms. Sie sind Parallelepipede. Sie werden in der aus.Fig. 1 ersichtlichen Weise eingelegt und stehen dann mit den betreffenden Kanten gegen die Schultern 7 bzw. 6 und den umlaufenden An schlag 5 an. Beim Fügen des Schienenrades wird der Radreifen mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung in seiner Stellung fixiert und der Radkörper und der Spannring werden in Richtung der Pfeile 16 und 17 gegeneinander angezogen. Anschließend werden Spannring und Radscheibe miteinander verschraubt, mittels nicht dargestellter, in die miteinander fluchtenden Bohrungen 18,19 einzuführender Schrauben. Der Spannring steht dann gegen die als Anschlag dienende Ringfläche 9 an.

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5;p,ckner->/erke AG .· - : :Aki?e 1760 ,*

Infolge der durch den umlaufenden Anschlag 5 u^cL die Schultern 6, 7 gebildeten Widerlager blähen die Formkörper auf dem Radkörper bzw. dem Spannring und der Radscheibe in der in Fig. 1 dargesteLlten Stellung fixiert. Während der anschließenden weiteren gegenläufigen Bewegung von Radkörper und Spannring werden auf die Gummikörper in axialer Richtung Schubspannungen ausgeübt. Hierdurch werden die Winkel c< größer und die Querschnitte der Formkörper gehen aus der in Fig. 1 dargestellten Form (Parallelepipede) in Rechtecke über. In der Endlage nehmen die Formkörper die in Fig. 2 dargestellte Form an, wobei gleichzeitig zwischen ihnen ein umlaufender Luftspalt 20 gebildet ist, in den sie sich bei Belastung verformen können.

In Figur 2 sind schematisch die Spannungen eingetragen, Mit S sind die Schub spannungen, mit TU die Normalspannungen und mit D die Diagonalspannungen bezeichnet.

In der Fig. Λ ist der Gegenwinkel genauso groß wie der Winkel^ und deshalb ebenfalls mit s<bezeichnet.

Erfindungsgemäß erfolgt die gleichzeitige Erzeugung von axialen und radialen Vorspannungen durch Schubspannungen. Hierdurch wird vermiaden, daß radiale oder axiale Vorspannungen durch extrem hohe Verformungen der elastischen Formkörper in axialer oder radialer Richtung erzeugt werden.

Ein besonderer Vorteil des Ausführungsbeispiels ergibt sich in der sehr einfachen Montage und Demontage des Radreifens.

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Claims (2)

1* Schienenfahrzeugrad mit aus zwischen dem Radkörper mit Spannring und dem Radreifen konzentrisch angeordneten elastischen Formkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (2) und die Radscheibe (1) an ihren freien Rändern jeweils eine umlaufende Schulter (7 bzw. 6) aufweisen, daß die Schultern als Widerlager für die anliegenden Kanten der ringförmig angeordneten elastischen Formkörper (11 bzw. 12) dienen und daß der Winkel der elastischen Formkörper zwischen der außenliegenden Freifläche (12 bzw. 13) und der Anlagefläche (14 bzw. 15) auf dem Radkörper bzw. Spannring, sowie sein Gegenwinkel im unverspannten Zustand der Formkörper kleiner als 90° sind.

2. Schienenfahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein umlaufender Anschlag (5) des Radreifens (3) zwischen *üie beiden von den elastischen Formkörpern gebildeten Ringe ragt.

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