DK3218208T3 - Elastisk hjul til et skinnekøretøj - Google Patents

Description

ELASTISK HJUL TIL ET SKINNEKØRETØJ

Beskrivelse [0001] Opfindelsen angår et hjul til et skinnekøretøj der omfatter et hjuldæk, som har en kant langs omkredsen, der er dannet på den indvendige omkreds af hjuldækket og udstrækker sig i retning af rotationsaksen, en hjulfælg som har en ringformet flange, der er dannet på den udvendige omkreds på en aksial sideflade af hjulfælgen og som strækker sig radialt udad, og en klemring der er anbragt på hjulfælgen på en friktionslåsende og/eller positiv låsende måde ved hjælp et fastgørelsesmiddel på en sideflade modsat den ringformede flange, hvor dæmpningsmidler hver er anbragt mellem klemringen og kanten langs omkredsen af hjuldækket og mellem kanten langs omkredsen af hjuldækket og ringflangen af hjulfælgen.

Desuden angår opfindelsen et dæmpningsmiddel til et sådant hjul og et hjuldæk til et sådant hjul.

[0002] De i indledningen angivne generiske hjul anvendes i jernbanekøretøjer ved lokal- og regional transport, sporvogne, by- og undergrundsbaner, S-baner og metro. De almindeligt på markedet anvendte gummiaffjedrede jernbanehjul består hovedsageligt af en hjulfælg, en klemring, individuelle gummiblokke eller en eller to gummiringe og et hjuldæk. Det overordnede formål med brugen af gummifjedrede hjul er at reducere stødbelastninger, vibrationer og vibrationer på chassiset og karosseriet. Dette opnås ved at reducere de ikke affjedrede masser af et hjulsæt eller portalaksler. Dette bør også have en positiv effekt på belastningen på sporene og deres overbygning. En reduktion af rullende og knirkende lyde opnås ved afkobling ved hjælp af gummielementerne og deres dæmpning. En fordel i forhold til klassiske helstøbte hjul, hvor hjulet er fremstillet af et stykke stål, er, at efter hjulets slitage vil kun hjuldækkene med eventuelle gummiblokke eller gummiringe skulle udskiftes, mens hele hjulet skal udskiftes for det helstøbte hjul. Ved anvendelse af generiske hjul ifølge indledningen kombineres forskydnings- og kompressionsspændinger, som virker på hjulet og især på hjulets dæmpningsmidler. Hældningen af det anbragte elastiske dæmpningsmiddel i forhold til rotationsaksen afgør, om spændingen af dæmpningsmidlet kun er forskydning eller en kombination af forskydning og tryk primært i tilfældet af radial spænding under drift.

[0003] Der kendes eksempelvis kompatible eller elastiske hjul i form af såkaldte enkelt- eller dobbeltringede hjul, for hvilke den elastiske forbindelse mellem hjuldækket og de to sideværts med afstand adskilte flanger af hjulfælgen og klemringen opnås med hver en eller to med rotationsaksen af hjulet koncentrisk anbragte gummiringe eller talrige langs omkredsen med afstand til hinanden anbragte gummiblokke af et elastisk materiale med en forudbestemt tværsnitsform. Ringene eller blokkene har ofte en i det væsentlige firkantet tværsnitsform. Gummiblokkerne er derved afgørende udført flade og rektangulære eller med to skrånende ben i små vinkler. Sådanne gummifjedrende hjul med gummiblokke er under høj forspænding og fastgøres kropsnært på skuldre af hjuldæk, hjulfælge og klemringe. Her udsættes gummiindlæggene afgørende for tryk. Disse hjul har en meget høj stivhed og dermed lave fjeder-og dæmpningsegenskaber.

[0004] EP 0 489 455 B1 beskriver en generisk udførelsesform for et gummifjedrende hjul. Her består dæmpningsmidlet der er anbragt i et U- eller V-ringformet mellemrum mellem hjulfælgen, hjuldækket og klemringen, af en gummiring, der fortrinsvis danner en stump vinkel på 60° med hjulakslen og som er forspændt under montagen.

[0005] Sådanne hjul udmærker sig afhængigt af deres vinkelposition (15°, 30°, 60° eller større, men < 90°) ved en middel til høj stivhed og har således lave til middelfjedrende og/eller dæmpende egenskaber. Med stigende vinkelposition af gummiringene stiger spændingen fra tryk mere i retning af forskydningsspænding.

[0006] Yderligere generiske udførelsesformer er beskrevet i US 2,138,506 A og US 2,175,118 A. Disse hjul udsættes på deres ringe, der er orienteret vinkelret på rotationsaksen, som dæmpningsmiddel kun for forskydning og muliggør derved relativt høje indfjedringsveje. Kontaktområdet mellem elastomer og stålkomponenter er delvist forsynet med plader, som skal danne en kropsnær forbindelse til kraftoverføring. Disse plader kombineres ved anvendelse af et gummimateriale ved en vulkaniseringsproces med det elastiske materiale for at danne en kompositkomponent. Derudover er et antal udformede fremspring på kontaktfladerne af disse ringe beskrevet. Disse fremspring er anbragt i en ensartet opdeling på en cirkelring og er fremstillet i form af passager i pladen.

[0007] Derudover er en anden generisk udførelsesform for et hjul beskrevet i EP 0 893 279 B1. I denne udførelsesform er dæmpningsmidlet dannet som to sammenlignelige ringe af et elastomert materiale, der hver har en afkortet kegleform. De to ringe er monteret vinkelret på hjulets akse og er anbragt symmetrisk omkring et medianplan vinkelret på hjulets akse, hvor metalforstærkninger er indlejret i hver ring og tilstødende til henholdsvis ringens kegleformede indre og ydre vægge. Hver ring har på den keglestubformede indre og ydre væg af ringen fremstående forskydningshindrende fremspring. Sådanne hjul med ringe langs omkredsen og tilsvarende mange fremspring har den ulempe, at de har en multipel pasform mellem fremspringene af ringene og dertil passende fordybninger af hjuldækket henholdsvis hjulfælgen eller klemringen. De nødvendige smalle tolerancer for geometrien i ringformede gummielementer, især med plade på ydersiden eller i kernen, og fremspringene og deres form og position øger omkostningerne for fremstillingsformen. På samme måde kan det medføre tilpasningsproblemer ved montagen med de tilstødende metaldele af hjulet, hvor de tilsvarende fordybninger også skal produceres med de nødvendige nøjagtige tolerancer i deres geometri, form og position. Her skal der gives et spillerum for afstanden for at tillade montagen, hvilket har negativ indvirkning på en direkte transmission af kraft og drejningsmoment. Derudover er fremstillings- og oplagringsomkostningerne for ringene forholdsvis høje for relativt store komponenter. Afhængig af hjuldiameteren skal en fabrikant producere flere størrelser af sådanne ringe for at imødekomme kundernes krav. Desuden er det yderste lag af fremspringene lavet af et elastomert materiale, der er underlagt større slitage i forhold til metal. Spillerummet i selve tilpasningen og dens udvidelse kan ved slitage af elastomerlag føre til, at dæmpningsmiddel muligvis slipper mellem stålkomponenterne (hjuldæk, klemring og hjulfælg) henholdsvis accelerere dette.

[0008] En anden kendt generisk udførelsesform er beskrevet i EP 2 357 092 B1. I denne udførelsesform er dæmpningsmidlet dannet som et antal over omkredsen af hjulet ensartet fordelte gummiblokke. Gummiblokkene er anbragt på begge sider mellem kanten langs omkredsen af hjuldækket og den ringformede flange af hjulfælgen henholdsvis klemringen. Gummiblokkene har en form af ringsektorer og strækker sig i den radiale retning vinkelret på hjulets rotationsakse. Gummiblokkerne består hver især af to gummisegmenter, som enten formes som den ene over den anden i radial retning og indbyrdes forbundne via en gummikant eller som to separate radialt overlejrede gummiblokke. Gummisegmenterne har hver på en side et fremspring, med hvilket de i den indsatte tilstand indgriber i en tilhørende udsparing af klemringen henholdsvis den ringformede flange. Sådanne hjul har den særlige ulempe, at den radiale højde er forholdsvis stor på grund af, at gummiblokkene udstrækker sig i radial retning. Dette er især uønsket for handicap-tilgængelige lavvognskøretøjer. Derudover blokerer hvert gummisegment af gummiblokkene kun ét fremspring hver, således at tangentielle kræfter eller torsionskræfter, som forekommer på gummisegmenterne, kan blive relativt dårligt optaget, hvilket resulterer i hurtigere slid på gummisegmenterne. Især på grund af gummiblokkenes bevægelse i den radiale retning vinkelret på rotationsaksen fører de høje kombinerede forskydnings- og kompressionsspændinger til høje forskydningskræfter på gummiblokkene og især på fremspringene af gummisegmenterne, således at de slides relativt hurtigt op. Derudover er sådanne gummisegmenter følsomme for bøjning, således som det forekommer under hjulets funktion, så der i stigende grad kan komme til skade på grund af øget temperatur og udskridning.

[0009] En ulempe ved de ovenfor beskrevne gummiaffjedrede hjul med et relativt stort antal gummiblokke er, at de individuelle gummiblokke under montering skal manuelt anbringes og derefter sikres mod at falde ud eller falde ned under samleprocessen. Desuden kan brugen af gummiblokke på grund af hullerne mellem gummiblokke resultere i en ikke-konstant fjeder- og dæmpningsfunktion. Den ikke-konstante funktion forværres ved brug af gummielementer, der ikke er aksialt symmetriske i den installerede position i forhold til hjulakslen.

[0010] Opfindelsen har til formål at tilvejebringe et hjul til et skinnekøretøj, hvilket undgår de ovennævnte ulemper og problemer og som muliggør en høj belastningskapacitet, høj holdbarhed, god fjeder- og dæmpekapacitet, lavt støjniveau, lavt pladsbehov og lav konstruktion, let vedligeholdelse og udskiftelighed og god økonomi.

[0011] Formålet opnås ifølge opfindelsen ved hjælp af et hjul med de karakteristiske træk ifølge krav 1 og ved et dæmpningsmiddel ifølge krav 18 og ved et hjuldæk ifølge krav 19. Især kendetegnet ved, at dæmpningsmidlerne hver er udformet som mindst to separate, cirkulære ringsegmenter, som strækker sig i omløbsretningen af hjulet, hvilke ringsegmenter hver strækker sig over et ringsegment af hjulet, der har en midtpunktsvinkel på mindst 30° til maksimalt 180°, hvor det cirkulære ringsegment på sine kontaktfladerne omfatter centreringsmidler på mindst den ene side af mindst to sider, der strækker sig i aksial retning og er adskilt anbragt i omløbsretningen, hvilke centreringsmidler indgriber på en positiv låsende måde i tilsvarende udsparinger på ringflangen af hjulfælgen henholdsvis på klemringen og kanten langs omkredsen af hjuldækket, hvor de cirkulære ringsegmenter har en kerne, der omfatter et elastomert materiale, hvilken kernen af de cirkulære ringsegmenter er indesluttet ved mindst dens anlæg mod kanten langs omkredsen af hjuldækket og mod klemringen henholdsvis ringflangen af hjulfælgen af plademetalsegmenter.

Ifølge opfindelsen er det fordelagtigt, hvis de cirkulære ringsegmenter har en radial højde, som er mindre end deres perifer længde ved deres radiale center.

[0012] Det ligger også inden for omfanget af opfindelsen at tilvejebringe kun et centreringsmiddel på en kontaktflade eller en side af de cirkulære ringsegmenter og på den anden kontaktflade henholdsvis side anbringe flere centreringsmidler, især to.

[0013] På grund af designet af dæmpningsmidlet som et antal cirkulære ringsegmenter, der strækker sig i omløbsretningen af hjulet, underopdeles dæmpningsmidlet mellem kanten langs omkredsen og ringflangen henholdsvis mellem kanten langs omkredsen og klemringen i flere separate segmenter. Derved er det især fordelagtigt, hvis hvert cirkulært ringsegment har to centreringsmidler på mindst en kontaktflade. Dette tillader en klar positionering af de cirkulære ringsegmenter. Derved reduceres antallet af påkrævede passager for hver del, som skal monteres, således at fremstillingstolerancerne kan fremstilles forholdsvis større. Dette medfører reducerede fremstillingsomkostninger for hjuldækket, klemringen, dæmpningsmidlet og hjulfælgen. Derudover forenkles en montering af dæmpningsmidlet, fordi færre passager skal tilføjes på samme tid for hver del. Ved at opdele dæmpningsmidlet i et antal identisk fremstillede cirkulære ringsegmenter relativt mindre størrelse sammenlignet med helringe, bliver pladsen, der kræves til opbevaring under samling og adskillelse, reduceret. Desuden kan de samme cirkulære ringsegmenter anvendes til forskellige hjuldiametre. Derudover er der brug for meget mindre forme og værktøjer i produktionen. På samme måde kan der således opnås mindre hjuldiametre. Indkapslingen af kernen der er lavet af elastomert materiale i de cirkulære ringsegmenter ved hjælp af pladesegmenter, muliggør en optagelse af højere forskydnings-og kompressionsspændinger og reducerer slitage af dæmpningsmidlet. Arrangementet af mindst to langs omkredsen adskilte centreringsmidler på ringsegmentet forbedrer levetiden, da de tangentielle kræfter, der forekommer på de cirkulære ringsegmenter henholdsvis forekommende torsionskræfter, kan absorberes direkte i hjulet.

[0014] I en fordelagtig udførelsesform af opfindelsen er centreringsmidlerne i det cirkulære ringsegment udformet som en lukket skål, hvori det elastomere materiale er udformet i kamre med metalpladesegmenter og helt lukket. Fordelagtigt er de cirkulære ringsegmenter dannet som en kompositkomponent af et basislegeme af elastomert materiale og støbt i en plade i et stykke. Især er formen af centreringsmidlerne i det cirkulære ringsegment cylindrisk, paraboloid-formet eller keglestubformet. Disse designfunktioner forbedrer optagelsen af de kræfter, der forekommer og øger levetiden af de ringformede ringsegmenter, hvorved fremstillingsomkostningerne minimeres.

[0015] I en yderligere fordelagtig udførelsesform for opfindelsen er der ved overgangen mellem den grundlæggende form af metalpladesegmentet i centreringsmidlerne i det cirkulære ringsegment dannet en vulst, der består af radier, og som strækker sig indad mod det indre af det elastomere materiale og som forløber rundt om centreringsmidlerne. Dette minimerer spændingen på overgangsområdet fra centreringsmidlerne til hoveddelen af det cirkulære ringsegment.

[0016] I en yderligere udførelsesform for opfindelsen er kontaktfladerne af de cirkulære ringsegmenter og de tilstødende kontaktflader af kanten langs omkredsen og klemringen henholdsvis ringflangen formet således, at de omslutter en vinkel på 45° til 90°, fordelagtigt 74° med hjulets rotationsakse. Dette muliggør en afbalanceret fordeling af belastningerne i forskydning- og trykbelastninger og et forbedret fjedre- og dæmpningsforhold.

[0017] Yderligere fordelagtige udførelsesformer for opfindelsen vil fremgå af den følgende beskrivelse af figurerne og de afhængige krav.

[0018] Der vises:

Fig. 1 et partielt snit gennem en første udførelsesform af et hjul ifølge opfindelsen i området af fastgørelsesmidlerne af klemringen for en første udførelsesform for et cirkulært ringsegment,

Fig. 2 et partielt snit gennem en anden udførelsesform af et hjul ifølge opfindelsen med en anden udførelsesform for et cirkulært ringsegment,

Fig. 3 en afbildning af et hjul ifølge opfindelsen med repræsentation og afbildning af de indsatte ringsegmenter, set fra siden,

Fig. 4a en tredimensionel afbildning af en første udførelsesform for et cirkulært ringsegment, der ikke er indeklemt, til et hjul ifølge Fig. 1,

Fig. 4b en afbildning af den første udførelsesform af et cirkulært ringsegment, der ikke er indeklemt, til et hjul ifølge Fig. 4a, set fra siden,

Fig. 4c et tværsnit A-A af det cirkulære ringsegment i Fig. 4b,

Fig. 4d et tværsnit B-B af det cirkulære ringsegment ifølge Fig. 4b med koniske eller trunkerede kegleformede centreringsmidler,

Fig. 5a en afbildning af en tredje udførelsesform af et cirkulært ringsegment, der ikke er indeklemt, til et hjul ifølge opfindelsen, set fra siden,

Fig. 5b et tværsnit A-A af det cirkulære ringsegment i Fig. 5a,

Fig. 6 en skematisk fremstilling af et andet arrangement ifølge opfindelsen af de cirkulære ringsegmenter af et hjul ifølge opfindelsen,

Fig. 7 en skematisk fremstilling af en tredje udførelsesform ifølge opfindelse af den forskudte indretning af de cirkulære ringsegmenter af et hjul ifølge opfindelsen på siden af klemringen og hjulfælgen,

Fig. 8 en skematisk fremstilling af et fjerde udførelsesform ifølge opfindelsen med på forskellige cirkulære baner anbragte cirkulære ringsegmenter af et hjul ifølge opfindelsen,

Fig. 9a et partielt sidebillede af en yderligere udførelsesform for to tilstødende overlappende ender af cirkulære ringsegmenter ifølge opfindelsen til et hjul ifølge opfindelsen;

Fig. 9b et partielt sidebillede af en yderligere udførelsesform for to tilstødende overlappende ender af cirkulære ringsegmenter ifølge opfindelsen til et hjul ifølge opfindelsen;

Fig. 10a, 10b et tværsnit gennem yderligere udførelsesformer af et cirkulært ringsegment ifølge opfindelsen med cylindriske eller parabolske centreringsmidler og

Fig. 11 et tværsnit gennem en yderligere udførelsesform af et cirkulært ringsegment ifølge opfindelsen med indsatser af forskellige mulige materialer, geometrier, antal og placering i kernen,

Fig. 12 et tværsnit gennem en yderligere udførelsesform for et cirkulært ringsegment ifølge opfindelsen med en åbning i pladesegmenterne.

[0019] I de forskellige figurer på tegningen er samme dele altid forsynet med samme henvisningstal.

[0020] Til den efterfølgende beskrivelse påberåbes det, at opfindelsen ikke er begrænset til udførelsesformerne og dermed ikke begrænset til alle eller flere træk ved de beskrevne kombinationer af træk, men hvert enkelt træk ved hver udførelsesform er også løst af alle andre deltræk, der er beskrevet i forbindelse hermed også i kombination med hvilke som helst træk af en anden udførelsesform af betydning for den foreliggende opfindelse.

[0021] Fig. 1 og Fig. 2 viser hver et partielt snit gennem en første og en anden udførelsesform for et hjul ifølge opfindelsen. Hjulet omfatter et hjuldæk 1, en hjulfælg 3, en klemring 5 og et antal dæmpningsmidler der er udformet som cirkulære ringsegmenter 7. Hjuldækket 1 har en kant langs omkredsen 9, der udstrækker sig fra sin indre omkreds i retning af rotationsaksen X-X. Hjulfælgen er udformet som hjulets hjulnav og har på sin ydre omkreds og på sin aksiale endeflade en radialt udadgående ringformet ringflange 11. Klemringen 5 er kraft-og/eller positivt fastgjort til hjulfælgen 3 ved en endeflade modsat den ringformede ringflange 11 via fastgørelsesmidler 13. I Fig. 2 er fastgørelsesmidlerne 13 ikke vist, da den delvise sektion i Fig. 2 ikke går gennem fastgørelsesmidlerne 13. Fastgørelsesmidlerne 13 omfatter især et antal hjulbolte og tilhørende gevindhuller. Ved hjælp af klemringen 5 forskydes de cirkulære ringsegmenter 7 under en sideværts omtrent i aksial retning X-X forløbende forspænding. Derved er fastgørelsesmidlerne13 anbragt og fordelt på hjulets omkreds, således at der opnås en ensartet forspænding af de cirkulære ringsegmenter 7.

[0022] Mindst to separate cirkulære ringsegmenter 7 er hver anbragt mellem klemringen 5 og kanten langs omkredsen 9 af hjuldækket 1 og mellem kanten langs omkredsen 9 og den ringformede flange 11 af hjulfælgen 3 og især fordelt ensartet over kanten langs omkredsen på hver side. De cirkulære ringsegmenter 7 strækker sig i hjulets omløbsretning. Især er dens radiale højde mindre end dens længde langs omkredsen ved dets radiale center. De cirkulære ringsegmenter 7 har en kerne 15, der er fremstillet af et elastomermateriale, hvilken kerne 15 af de cirkulære ringsegmenter 7 er indesluttet af plademetalsegmenter 17 ved mindst sine kontaktflader der ligger an mod klemringen 5 henholdsvis ringflangen 11 og kanten langs omkredsen 9. I dette tilfælde er elastomervolumenet af kernen 15 især spejlsymmetrisk ligeligt fordelt i forhold til tværsekti onsakserne af det cirkulære ringsegment 7. De cirkulære ringsegmenter 7 har på kontaktfladerne mindst på den ene side, især på begge sider, flere, især to, fortrinsvis i den aksiale retning X-X udstrækkende lukkede centreringsmidler 19. Ifølge opfindelsen er det især muligt at arrangere kun ét centreringsmiddel 19 på en kontaktflade eller en side af de cirkulære ringsegmenter 7 og adskillige, især to centreringsmidler 19 på den anden kontaktflade eller side. Plademetal-segmenterne 17 er fortrinsvis fremstillet med et centreringsmiddel 19 fra et emne, især ved omformning. Centreringsmidlerne 19 er på en kontaktflade adskilt fra hinanden i omkredsretningen. Centreringsmidlerne 19 indgriber på en kropsnær måde i tilsvarende udsparinger 21 på ringflangen 11 eller klemringen 5 og/eller på kanten langs omkredsen 9. Især er der mellem centreringsmidlet 19 og en bund af udsparingerne 21 i kanten langs omkredsen 9 og/eller i klemringen 5 henholdsvis ringflangen 11 et spillerum tilgængeligt. Ved centreringsmidlet 19 og udsparingerne 21 er positionen af de cirkulære ringsegmenter 7 i hjulet bestemt og tolerancemæssigt entydigt håndterbart.

[0023] I en fordelagtig udførelsesform er der på de yderste overflader af pladesegmenterne 17, især kun på grundfladerne af pladesegmenterne 17, dvs. ikke i området af centreringsmidler, anbragt en tynd, fortrinsvis i området 0,1 mm til 3 mm tykt overtræk, fortrinsvis fra en elastomer. Elastomerovertrækket eller belægningen undgår tendensen til mikroslip og således slitage og korrosion mellem pladesegmenterne og kontaktfladerne af de tilstødende komponenter.

[0024] Som det ses i afbildningen af et hjul ifølge opfindelsen set fra siden i Fig. 3, er de cirkulære ringsegmenter 7 i en fordelagtig udførelsesform anbragt langs omkredsen side om side mellem kanten langs omkredsen 9 og den ringformede flange 11 henholdsvis klemringen 5 i form af en cirkulær ring, fortrinsvis centralt, på en cirkulær bane K1 med konstant radius og midtpunkt Y af hjulet. Med fordel er de cirkulære ringsegmenter 7 anbragt radialt centralt på den cirkulære bane K1. Især er fire cirkulære ringsegmenter 7 anbragt på hver side af kanten langs omkredsen 9. Antallet af cirkulære ringsegmenter 7 kan være stort set lige eller ulige på den ene side af kanten langs omkredsen 9. Derved er det særligt fordelagtigt, hvis centreringsmidlerne 19 er anbragt på de cirkulære ring segmenters 7 kontaktflader, således at centreringsmidlerne 19 ligeledes ligger med deres center på den cirkulære bane K1. Især er de cirkulære ringsegmenter 7 dannet og anbragt på den cirkulære bane K1, således at der mellem de tilstødende endeflader af to cirkulære ringsegmenter 7 i omløbsretningen er et spillerum til stede og derved dannes et stødspillerum 23 mellem endefladerne. Stødspillerummene 23 har især en udstrækning langs omkredsen på mindst 0,05° til et maksimum på 1°, fortrinsvis mindst 0,2° til et maksimum på 0,3°. I konventionelle hjulstørrelser af gummifjedrende hjul med en diameter på 500 mm til 860 mm har stødspillerummene især en bredde på mindst 1 mm til maksimalt 10 mm, fortrinsvis fra 4 mm til 6 mm. En mindste afstand i omkredsens retning mellem de cirkulære segmenter 7 forhindrer kontakt af de cirkulære ringsegmenter 7 som et resultat af fremstillingstolerancer og kompression af elastomeren og forenkler samlingen af dæmpningsmidlerne. Desuden tillader et sådant stødspillerum ventilation af dæmpningsmidlet og dermed afkøling af komponenterne. Større stødspillerum 23 reducerer det effektive elastomervolumen og dermed belastningskapaciteten af de cirkulære ringsegmenter 7.

[0025] Centreringsmidlerne 19 af det cirkulære ringsegment 7 er især hver formet som en lukket kop, hvori elastomermaterialet i kernen 15 er formet som et kammer af pladesegmenterne 17 og helt omsluttet. De cirkulære ringsegmenter 7 er med fordel udformet som en kompositkomponent af kernen 15, der er fremstillet af elastomermateriale og de støbte pladesegmenter 17 i et stykke. Pladesegmenterne 17 er især ved hjælp af vulkanisering, limning eller presning forbundet kropsnært med det elastomere materiale af kernen 15.

[0026] I Fig. 4a, 4b, 4c og 4d er der vist en fordelagtig udførelsesform for et cirkulært ringsegment 7 ifølge opfindelsen. Den ydre form af centreringsmidlerne 19 af det cirkulære ringsegment 7 er fortrinsvis keglestubformet. Dette tillader især en tilpasset samling og en tæt tilpasning af de cirkulære ringsegmenter 7 i udsparingerne 21. På grund af den specielle form og omslutningen med de specielt udformede pladesegmenter 17 kan især et udfald af de cirkulære ringsegmenter af udsparingerne 21 undgås under samling eller adskillelse. I denne udførelsesform strækker centreringsmidlerne 19, der er modsatte hinanden i den aksiale retning på forskellige kontaktflader, et cirkulært ringsegment 7 radialt i samme afstand fra rotationsaksen X-X. Kontaktfladerne af de cirkulære ringsegmenter 7 og især pladesegmenterne 17 er med fordel udformet og anbragt således, at de omslutter rotationsaksen X-X en spids vinkel β i området større end 45° til 90°, fortrinsvis 74°. Derved er det særligt fordelagtigt, at der ved overgangen af den grundlæggende form af et pladesegment 17 i centreringsmidlerne 19 af det cirkulære ringsegment 7 er dannet en tilbagespringende vulst 25 der er forsænket ind i det elastomere materiale af kernen 15 og som løber omkring centreringsmidlerne 19, og består af radier. Alternativt kan centreringsmidlerne 19 imidlertid også være parabolsk eller cylindrisk formet som vist for eksempel i Fig. 10a, 10b eller i form af en keglestub, som det også kan ses for eksempel i Fig. 2.

[0027] I Fig. 5a, 5b er der vist en yderligere udførelsesform for et cirkulært ringsegment 7 ifølge opfindelsen. I denne udførelsesform strækker overfor hinanden liggende centreringsmidlerne 19 af et cirkulært ringsegment 7 sig i den aksiale retning på forskellige kontaktflader med radialt forskellige afstande fra rotationsaksen X-X. De er således radialt forskudt i forhold til hinanden.

[0028] Alle cirkulære ringsegmenter 7 af et hjul formes med fordel ens i et stykke. De cirkulære ringsegmenter 7 er især spejlsymmetriske med deres centrale tværsnitsakse Y-Y. Derved er det særligt fordelagtigt, hvis et cirkulært ringsegment 7 strækker sig over et cirkulært segment af hjulet med en midtpunktsvinkel y på 60° til 120°, fortrinsvis 90°. I tilfælde af konventionelle hjulstørrelser af gummifjedrende hjul foretrækkes en udstrækning på mindst 30°, især mindst 60°, således at centreringsmidlerne 19 kan udføres i et stabilt design. Ved en foretrukken udstrækning på 90° opnås en optimal tilstand mellem fremstillingsomkostningerne for dæmpningselementerne, fremstillingsomkostningerne for de resterende hjulkomponenter og en stabil udførelsesform for centreringsmidlerne 19. I særdeleshed er afstanden mellem midtpunkterne af to centreringsmidler 19 i omløbsretningen på en kontaktflade af et cirkulært ringsegment 7 udformet således, at centrene af centreringsmidlerne 19 indbefatter et cirkulært segment af hjulet med en midtpunktsvinkel α på 15° til 90°, fortrinsvis 45°.

[0029] I en fordelagtig udførelsesform ifølge Fig. 6 eller ifølge Fig. 7 er de cirkulære ringsegmenter 7 anbragt forskudt på den ene side af kanten langs omkredsen 9 af hjuldækket 1 med en specifik vinkel Ω på 15° til 60°, især 45° i forhold til de cirkulære ringsegmenter 7 på den anden side af kanten langs omkredsen 9.

[0030] Ifølge Fig. 8 er i en yderligere fordelagtig udførelsesform de cirkulære ringsegmenter 7 anbragt forskudt mellem kanten langs omkredsen 9 og den ringformede flange 11 henholdsvis klemringen 5 på den ene side af kanten langs omkredsen 9 i mindst to grupper med forskellige cirkulære baner K1 og K2 med forskellige radier i forhold til hjulets rotationsakse. Det er fordelagtigt, hvis grupperne af de cirkulære ringsegmenter 7 er anbragt spejlsymmetrisk med hjulets midterplan, hvor de tilstødende åbninger 23 af de enkelte gruppers cirkulære ringsegmenter 7 er forskudt i en vinkel med hinanden.

[0031] I Fig. 9a og 9b er yderligere fordelagtige udførelsesformer af enderne af de cirkulære ringsegmenter 7 vist, i hvilke to tilstødende cirkulære ringsegmenter 7 er dannet overlappende mellem de tilstødende åbninger 23 ved de respektive ender.

[0032] Fig. 11 viser en yderligere fordelagtig udførelsesform for et cirkulært ringsegment 7, hvori indsatser 15 desuden er anbragt i elastomerlaget i kernen 15. Indsatsene kan være lavet af forskellige materialer, med forskellige geometrier og forskellige antal eller position. Især kan de bestå af plader, ledninger eller være designet som trikotage eller puder. Dette gør det muligt at tilpasse elasticiteten af de cirkulære ringsegmenter 7 til visse krav til fjeder eller dæmpning.

[0033] Den ringformede flange 11 af hjulfælgen, klemringen 5 og kanten langs omkredsen 9 af hjuldækket 1 har til den anvendte udførelsesform for det cirkulære ringsegment 7 ifølge opfindelsen nøjagtigt dannede kontaktflader og tilsvarende udsparinger 21.

[0034] Fig. 12 viser en yderligere fordelagtig udførelsesform for et cirkulært ringsegment 7 ifølge opfindelsen. I pladesegmenterne 17 er mindst en åbning 29 anbragt i området af centreringsmidlerne 19. I dette tilfælde kan åbningen 29 være fyldt med materiale fra kernen 15 eller som vist her ikke blive fyldt af materiale fra kernen 15. Åbningen er fortrinsvis anbragt centralt i centreringsmidlerne 19. Specielt åbningen 29 har fordelen af at forenkle formningsprocessen for pladesegmenterne 17, især ved anvendelse af faste eller tykkere materialer. Fordelagtigt kan der således opnås en brugertilpasset udformning af pladesegmenterne 17. Åbningen 29 er tænkelig især i kombination med alle tidligere beskrevne udførelsesformer for centreringsmidlerne 19.

[0035] Opfindelsen er ikke begrænset til de illustrerede og beskrevne udførelsesformer, men indbefatter også alt inden for opfindelsens betydning. Fig. 12 viser en yderligere fordelagtig udførelsesform for et cirkulært ringsegment 7 ifølge opfindelsen. I pladesegmenterne 17 er mindst en åbning 29 anbragt i området af centreringsmidlerne 19. I dette tilfælde kan åbningen 29 være fyldt med materiale fra kernen 15 eller som vist her ikke blive fyldt af materiale fra kernen 15. Åbningen er fortrinsvis anbragt centralt i centreringsmidlerne 19. Specielt åbningen 29 har fordelen af at forenkle formningsprocessen for pladesegmenterne 17, især ved anvendelse af faste eller tykkere materialer. Fordelagtigt kan der således opnås en brugertilpasset udformning af pladesegmenterne 17. Åbningen 29 er tænkelig især i kombination med alle tidligere beskrevne udførelsesformer for centreringsmidlerne 19.

Liste over henvisninqstal [0036] I hjuldæk 3 hjulfælg 5 klemring 7 ringsegmenter 9 kant langs omkredsen II ringformet flange 13 fastgørelsesmiddel 15 kerne 17 metalpladesegmenter 19 centreringsmidler 21 udsparinger 23 buffergab 25 vulst 27 indskud 29 åbning α vinkelafstand centreringsmidlerne β vinkelkontaktflader cirkelsegment Y vinkellængde cirkelsegment Ω vinkelforskudt cirkulære ringsegmenter K1, K2 cirkulære baner X-X rotationsakse A-A tværsnit akse cirkelsegment B-B tværsnit akse cirkelsegment Y-Y tværsnit akse cirkelsegment

Claims (19)

1. Hjul til et skinnekøretøj der omfatter et hjuldæk (1) som har en kant langs omkredsen (9), der er dannet på den indvendige omkreds af hjuldækket (1) og som udstrækker sig i retning af rotationsaksen (X-X) af hjulet, en hjulfælg (3) som har en ringformet flange (11), der er dannet på den udvendige omkreds på en aksial sideflade af hjulfælgen (3) og som strækker sig radialt udad, og en klemring (5) der er anbragt på hjulfælgen (3) på en friktionslåsende og/eller positiv låsende måde ved hjælp et fastgørelsesmiddel (13) på en sideflade modsat den ringformede flange (11), hvor dæmpningsmidler hver er anbragt mellem klemringen (5) og kanten langs omkredsen (9) af hjuldækket (1) og mellem kanten (9) langs omkredsen af hjuldækket og ringflangen (11) af hjulfælgen (3), kendetegnet ved, at dæmpningsmidlerne hver er udformet som mindst to separate, cirkulære ringsegmenter (7), som strækker sig i omløbsretningen af hjulet, hvilke segmenter hver strækker sig over et cirkulært segment af hjulet, der har en midtpunktsvinkel (γ) på mindst 30° til maksimalt 180°, hvor de cirkulære ringsegmenter (7) på sine kontaktflader, der ligger an mod kanten langs omkredsen (9) af hjuldækket (1) og mod klemringen (5) henholdsvis ringflangen (11) af hjulfælgen (3), omfatter centreringsmidler (19) på mindst den ene side af mindst to sider, der strækker sig i aksial retning og er adskilt anbragt i omløbsretningen, hvilke centreringsmidler indgriber på en positiv låsende måde i tilsvarende udsparinger (21) på kanten langs omkredsen (9) af hjuldækket (1) og på ringflan gen (11) henholdsvis på klemringen (5) af hjulfælgen (3), hvor de cirkulære ringsegmenter (7) har en kerne (15), der omfatter et elastomert materiale, hvilken kerne (15) er indesluttet på mindst kontaktfladerne af de cirkulære ringsegmenter (7) ved metalpladesegmenter (17).

2. Hjulet ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der på en kontaktflade henholdsvis på en side af de cirkulære ringsegmenter (7) hver er anbragt et centreringsmiddel (19), og på den anden kontaktflade henholdsvis side er anbragt et antal centreringsmidler (19), især to.

3. Hjulet ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hver af de cirkulære ringsegmenter (7) netop har to centreringsmidler (19) på hver kontaktflade.

4. Hjul ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 3, kendetegnet ved, at formen af centreringsmidlerne (19) af de cirkulære ringsegmenter (7) er kegle-stubformede, cylindriske eller paraboloidformede.

5. Hjul ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, kendetegnet ved, at der ved overgangsområdet mellem den grundlæggende form af metalpladesegmentet (17) i centreringsmidlerne (19) af det cirkulære ringsegment (7) er dannet en vulst (25), der består af radier, og som strækker sig indad mod det indre af det elastomere materiale og som forløber rundt om centreringsmidlerne (19).

6. Hjul ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 5, kendetegnet ved, at de cirkulære ringsegmenter (7) mellem kanten langs omkredsen (9) og ringflangen (11) henholdsvis klemringen (5) er anbragt ved siden af hinanden i form af en cirkulær ring på en cirkulær bane (K1), der har en konstant radius.

7. Hjulet ifølge krav 6, kendetegnet ved, at de cirkulære ringsegmenter (7) er udformet på en sådan måde og anbragt på den cirkulære bane (K1), at der er tilvejebragt et spillerum mellem de tilstødende nabo-endeflader af to cirkulære ringsegmenter (7) i omløbsretningen, hvorved der dannes et buffergab (23) mellem endefladerne, især med en udstrækning i omkredsen på mindst 0,05° til et maksimum på 1 °, fortrinsvis på mellem 0,2° til 0,3°.

8. Hjulet ifølge krav 7, kendetegnet ved, at grupper af de cirkulære ringsegmenter (7) er anbragt spejlsymmetrisk i forhold til centerplanet af hjulet, hvilke buffergab (23) af de cirkulære ringsegmenter (7) af de individuelle grupper er forskudt i en vinkel med hinanden.

9. Hjul ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at to tilstødende cirkulære segmenter (7) er overlappende anbragt ved deres respektive ender mellem buffergabene (23).

10. Hjul ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 9, kendetegnet ved, at de cirkulære ringsegmenter (7) er anbragt forskudt fra hinanden mellem kanten langs omkredsen (9) og ringflangen (11) henholdsvis klemringen (5) i mindst to grupper, der har forskellige cirkulære baner (K1, K2) med forskellige radier i forhold til rotationsaksen (X-X).

11. Hjul ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 10, kendetegnet ved, at et spillerum tilvejebragt mellem centreringsmidlerne (19) og en bund af udsparingerne (21) i kanten langs omkredsen (9) og i klemringen (5) henholdsvis ringflangen (11).

12. Hjul ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 11, kendetegnet ved, at kontaktfladerne af de cirkulære ringsegmenter (7) og overfladerne af kanten langs omkredsen (9) og af klemringen (5) henholdsvis ringflangen (11), der ligger an mod disse kontaktflader, forløber vinkelret på rotationsaksen (X-X) .

13. Hjul ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 12, kendetegnet ved, at kontaktfladerne af de cirkulære ringsegmenter (7) og overfladerne af kanten langs omkredsen (9) og af klemringen (5) henholdsvis ringflangen (11), der ligger an mod disse kontaktflader, er udformet således, at de omslutter en vinkel (β) på 45° til 90°, fortrinsvis 74°, med rotationsaksen (X-X).

14. Hjul ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 13, kendetegnet ved, at et cirkulært ringsegment (7) strækker sig over et cirkelsegment af hjulet, der har en midtpunktsvinkel (y) på 60° til 120°, fortrinsvis 90°.

15. Hjul ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 14, kendetegnet ved, at af- standen i omløbsretningen mellem midtpunkterne af to centreringsmidler (19) på kontaktfladen af et cirkulært ringsegment (7) er udformet således, at midtpunkterne af centreringsmidlerne (19) indbefatter et cirkulært segment af hjulet med en midtpunktsvinkel (a) på 15° til 90°, fortrinsvis 45°.

16. Hjul ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 15, kendetegnet ved, at centreringsmidlerne (19) af et cirkulært ringsegment (7) der er modsat hinanden i aksial retning på forskellige kontaktflader, strækker sig radialt med forskellige afstande fra rotationsaksen (X-X).

17. Hjul ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 16, kendetegnet ved, at der i området af centreringsmidlerne (19) er anbragt mindst en åbning (29) i metalpladesegmenterne (17).

18. Dæmpningsmiddel til anvendelse i et hjul ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 17, kendetegnet ved, at trækkene ved det cirkulære ringsegment (7) er ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 17.

19. Hjuldæk (1) til anvendelse i et hjul ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 18, kendetegnet ved, at træk af hjuldækket (1) er ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 17, hvor kanten (9) langs omkredsen af hjuldækket (1) er egnet til at optage dæmpningsmidlet ifølge krav 18.