DE2324117C3 - Schienenrad in Leichtbauweise - Google Patents
Schienenrad in LeichtbauweiseInfo
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Description
35
Die Erfindung betrifft ein Schienenrad in Leichtbauweise mit einem Scheibenradkörper und einem auf deslen Radfelge unter Zwischenschaltung einer unter Vor-
Spannung stehenden Gummieinlage aufgespannten Radreifen, wobei die Gummieinlage zwischen einer in-•eren umlaufenden Nut des Radreifens und einer äußeren umlaufenden Nut der Radfelge angeordnet ist und
üe in radialer Richtung ungewellte Radscheibe eine langentiale, sich aus radial verlaufenden Wellenbergen
«nd Wellentälern zusammensetzende Wellung aufweist.
Bei einem bekannten Schienenrad dieser Art ist der Scheibenradkörper aus Aluminium gegossen. Die Nabe
weist eine eingegossene Stahlbüchse zur zuverlässigen Achsverbindung auf. Der Radscheibenkörper hat eine
ebene Grundform, die senkrecht auf der Radachse steht. Die Versetzung der Wellenberge und Wellentäler
ist im Mittel größer als die dreifache Radscheibendicke, ss wobei die Versetzung im nabennahen Bereich größer
ils im nabenfernen Bereich ist. Bei dieser bekannten Konstruktion dient die Gummieinlage dazu, das Rad
gummielastisch abzufedern. Der Leichtbau dieses Rades beruht auf der Auswahl des Materials (Aluminium).
Der Einsatz von Aluminium hat aber Nachteile sowohl im Betrieb als auch in der Fertigung: Für Aluminium kann auf die Dauer keine bestimmte Festigkeit garantiert werden. Ferner kann man zwischen einer Nabe
aus Aluminium und einer Achswelle aus Stahl keinen sicheren Schrumpfverband erreichen. Aus diesem
Grunde ist es erforderlich, in die Nabe eine Büchse aus Stahl einzugießen (Nachrichtenblatt der AGM Leicht
bau Nr l,v. Januar 55. S. 1 bis 4).
Neber, diesen bekannten Rädern, die den Leichtbau
überwiegend durch Material und nicht ausschließlich Surch die Form zu erreichen versuchen, gibt «i Leich 1-bäuräder aus Stahl, die der. Leichtbau ausschließlich
durch die Formgebung zu erreichen versuchen. Be, einem Schienenrad in Leichtbauweise, das ganz aus
Stahl besteht. 1st die Radscheibe sowohl in tangential
als auch radialer Richtung gewellt Auf die so verste.fte
Radscheibe ist der Radreifen aufgeschrumpft. Dadurch
werden hohe Vorlasten in die Radscheibe eingeleitet,
die selbst bei aufwendiger radial-tangentiaier Doppelwellung mit großer Wellenaiefe und optimaler Stegform legierte und vergütete Federstahle verlangen
(DTPS 6 03 694). .
Um das Schienenrad von diesen hohen Vorlasten zu entlasten ist es auch schon bekannt, bei doppeltgewellter Radscheibe den Radreifen spannungsfrei auf der
Radfelge mittels Schraubenbolzen zu befestigen. Diese Befestigungsart ist aber ungünstig, weil sich der Radreifen im Betrieb erwärmt und damit sein Sitz auf der
Radfelge sich locken (DTPS 60 153).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schienenrad zu schaffen, das im Gewicht dem des Schienenrades aus Aluminium entspricht, das sich aber einfacher
und damit billiger fertigen läßt und eine definierte
Dauerfestigkeit hat. .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß bei einem
Schienenrad der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Radscheibe zusammen mit der Nabe einstückig aus Stahl gepreßt ist. wobei bei flachkonischer
Grundform der Radscheibe die Wellenberge gegen über den Wellentälern um ein- bis dreifache Radscheibendicke versetzt sind.
Das erfindungsgemäße Schienenrad zeichnet sich gegenüber den bekannten Schienenrädern dadurch aus.
daß es auf Grund seiner Formgebung (flache konische Grundform und verhältnismäßig flache, einfach gestaltete Weliung), durch einen Preßvorgang einstückig aus
Stahl hergestellt, eine ausreichend steife Konstruktion darstellt, die ein definiertes Dauerfestigkeitsverhalten
garantiert Der Verwirklichung dieser Konstruktion liegt die Überlegung zugrunde, daß man einen Radreifen jedenfalls dann auf den Scheibenradkörper aufspannen kann, ohne daß vom Radreifen in den
Scheibenradkörper unerwünschte hohe Vorspannungen eingeleitet werden, wenn der Radreifen nicht unmittelbar auf die Radfelge aufgeschrumpft ist, sondern
unter Zwischenschaltung einer Gummieinlage auf der Felge aufgespannt ist. Die Gummieinlage hält den Radreifen auf Grund ihrer Vorspannung sicher auf der Felge.
Bei dem erfindungsgemäßen Rad sind deshalb die aus dem aufgespannten Radreifen in den Scheibenradkörper eingeleiteten Kräfte im Vergleich zu den Betriebsbelastungen vernachlässigbar klein, so daß der
Scheibenradkörper im wesentlichen nur durch die im Betrieb auftretenden Belastungen beansprucht wird.
Die im Vergleich zu den Wellungen bekannter Schieneeräder verhältnismäßig flache Wellung gewährleistet
bei der Pressung der Radscheibe aus Stahl, daß es zu keiner wesentlichen örtlichen Materialschwächung
kommt. Die gemeinsame Anwendung der aus verhältnismäßig dünnem Stahl gepreßten Radscheibe und die
Formgebung der Radscheibe als flacher Konus mit radial verlaufenden flachen Wellenbergen und Wellentälern gewährleistet, daß das erfindungsgemäße Rad
kaum schwerer als ein vergleichbares Rad mit einem
Scheibenradkörper aus Aluminium ist, diesem Rad aber
Sowohl hinsichtlich des Dauerfestigkeitsverhaltens als inch hinsichtlich der Herstellung weit überlegen ist.
Günstig für die Aufnahme der im betrieb über den Spurkranz in das Rad eingeleiteten Querkräfte ist eine
Spurkranzseitige Orientierung der Konusspitze.
Für die Fertigung, insbesondere die Fertigung des Werkzeugs, ist außerdem von Vorteil, wenn die Übergangsbereiche
zwischen den Wellenbergen und Wellentälern auf ihrer gesamten radialen Länge eine konttante
Krümmung aufweisen. Bei der Fertigung wirkt $ich ferner eine trapezförmige Wellung günstig aus.
Während man bisher bei bekannten Schienenrädern «us Stahl teuren Federstahl für erforderlich hielt, um
<lem Rad eine ausreichende Festigkeit zu geben, kann
bei dem erfindungsgemäßen Rad der Radscheibenkörper aus unlegiertem und unvergütetem Stahl, z. B. St 50,
bestehen.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen näher
erläutert. Im einzelnen zeigt
F i g. 1 einen halben Axialschnitt durch ein Schienenrad,
F i g. 2 einen Tangentialschnitt durch das Schienenrad im Bereich der Radscheibe nach der Linie I-I der
F i g. 1 und
F i g. 3 einen entsprechenden Tangentialschnitt durch das Schienenrad im Bereich der Radscheibe nach
derLiniell-IIderFig. 1.
Das in Leichtbauweise ausgeführte Schienenrad besteht
aus dem Scheibenradkörper 1 und dem auf der Radfelge 2 aufgespannten Radreifen 3. Zwischen einer
inneren umlaufenden Nut 4 des Radreifens 3 und eir.er äußeren umlaufenden Nut 5 der Felge 2 befindet sich
eine Gummieinlage in Form einzelner unter Vorspannung stehender, gleichmäßig auf Lücke angeordneter
Gummiklötze 6. Die die Radfelge 2 mit der Nabe 7 verbindende Radscheibe 8 hat eine flachkonische
Grundform und ist in tangentiaier Richtung gewellt. Der in F i g. 1 gezeigte Schnitt verläuft durch den
Scheitel eines Wellenberges. Das dahinter liegende Wellental ist gestrichelt angedeutet. Bei dem Ausführungsbeispiei
gemäß F i g. 1 ist der Wellenberg gegenüber dem Wellental um 2 bis 3 Radscheibendicken versetzt.
In den F i g. 2 und 3 sind zwei zueinander radial versetzte
Querschnitte derselben Wellung dargestellt. Danach ist die Wellung von der Seite her gesehen trapezförmig,
wobei im nabennahen Bereich die Breite der Wellung kleiner und deren Höhe größer als im nabenfernen
Bereich ist. Die Krümmungsradien der Übergänge von Wellenberg in Wellental bzw. in die schrägverlaufenden
Bereiche sind auf der gesamten radialen Länge konstant. Diese Formgebung des Scheibenradkörpers
1 ermöglicht den Einsatz eines in der Herstellung kostengünstigen Gesenks.
Anspruch 1 schützt nur die Kombination der in diesem Anspruch enthaltenen Merkmale; die Ansprüche 2
bis 5 gelten als echte Unteransprüche nur in Verbindung mit dem Anspruch 1.
Hierzu 1 Blatt Zeichnuneen
Claims (5)
- Patentansprüche:; 1. Schienenrad in Leichtbauweise mit einem Scheibenradkörper und einem auf dessen Radfelge s unter Zwischenschaltung einer unter Vorspannung stehenden Gummieinlage aufgespannten Radreifen, wobei die Gummieinlage zwischen einer inneren umlaufenden Nut des Radreifens und einer äußeren umlaufenden Nut der Radfelge angeordnet ist und die in radialer Richtung ungewelUe Radscheibe eine tangential, sich aus radial verlaufenden Wellenbergen und Wellentälern zusammensetzende Wellung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheibe (8) zusammen mit der Nabe (7) einstückig aus Stahl gepreßt ist, wobei bei flachkonischer Grundform der Radscheibe (8) die Wellenberge gegenüber den Wellentälern um ein- bis dreifache Radscheibendicke versetzt sind.
- 2. Schienenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusspitze spurkranzsei tig liegt.
- 3. Schienenrad nach Anspruch t oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Obergangsbereiche zwischen Wellenbergen und Weilentälern auf ihrer gesamten radialen Länge eine konstante Krümmung aufweisen.
- 4. Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Wellung trapezförmig ist.
- 5. Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenradkörper (1) aus unlegiertem und unvergütetem Stahl.z. B. St 50. besteht.
Priority Applications (8)
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