DE69802242T2

DE69802242T2 - Elastisches Rad, insbesondere für ein Schienenstadtfahrzeug, und ein als Dämpfungseinrichtung wirkendes Teil dieses Rades

Info

Publication number: DE69802242T2
Application number: DE69802242T
Authority: DE
Inventors: Laurent Beaubatie
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 1997-07-22
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2018-06-17
Also published as: FR2766418A1; EP0893279A1; FR2766418B1; DE69802242D1; ATE207819T1; EP0893279B1; ES2167053T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elastisches Rad, insbesondere für ein städtisches Schienenfahrzeug.
Eine zwischen dem Radreifen und der Nabe eines Rades eines Schienenfahrzeugs angebrachte elastische Verbindung ist insbesondere in der FR-Patentschrift Nr. 1 126 819 beschrieben, die in den Besitz der Öffentlichkeit übergegangen ist. Diese elastische Verbindung besteht aus zwei ähnlichen Ringen aus Kautschuk. Jeder Ring besitzt im wesentlichen eine Kegelstumpfform und weist des weiteren eine metallische Flanke auf, die jeweils an der kegelstumpfförmigen Innen- sowie Außenwand des Rings befestigt ist.
Die elastische Verbindung ist zwischen Ringflanschen, die jeweils mit dem Radreifen und der Nabe des Rades fest verbunden sind, derart angebracht, daß die beiden Ringe:
in zwei zur Achse des Rades senkrechten Ebenen liegen, und
bezüglich der äquidistanten und zu den zwei genannten senkrechten Ebenen parallelen Mittelebene zueinander symmetrisch sind.
Eine solche elastische Verbindung kann kombinierten Scher- und Druckbeanspruchungen ausgesetzt werden und bildet eine Vorrichtung zum Dämpfen von Geräuschen und der durch den Kontakt von Eisen auf Eisen zwischen dem Radreifen des Rades und der Lauffläche der Schiene erzeugten Vibrationen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine solche elastische Verbindung zu verbessern, um insbesondere eine höhere Nachgiebigkeit sowie eine verbesserte Dämpfung der Geräusche und der Schwingungen zu erzielen.
Hierzu schlägt die Erfindung ein elastisches Rad vor, insbesondere für ein städtisches Schienenfahrzeug, wobei das Rad aufweist: eine Bandage bzw. einen Radreifen, einen Radkörper, der aus einer von einer Radschüssel umgebenen Nabe besteht, und eine zwischen dem Radreifen und der Radschüssel des Rades angebrachte elastische Verbindung, wobei die elastische Verbindung zwei ähnliche Ringe aus einem Elastomermaterial aufweist, die jeweils eine Kegelstumpfform besitzen, und die beiden Ringe senkrecht zur Achse des Rades angebracht und symmetrisch zu einer zur Achse des Rades senkrechten Mittelebene angeordnet sind, wobei das elastische Rad dadurch gekennzeichnet ist, daß metallische Verstärkungen in jeden Ring eingebettet und benachbart zu der kegelstumpfförmigen Innen- bzw. Außenwand des Rings angeordnet sind, sowie dadurch, daß jeder Ring auf der kegelstumpfförmigen Innen- wie auch Außenwand des Ringes vorstehende, verschiebungsverhindernde Vorsprünge aufweist.
Auf vorteilhafte Weise sind die verschiebungsverhindernden Vorsprünge durch Formen in einem Stück mit den Ringen hergestellt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die metallischen Verstärkungen aus zwei ringförmigen Platten, die an die Kegelstumpfform eines jeden Ringes angepaßt sind, und jede ringförmige Verstärkungsplatte weist mit einem jeden verschiebungsverhindernden Vorsprung örtlich zusammenfallend einen umlaufenden Kragen auf, wobei sich die Umfangswand des umlaufenden Kragens in das Innere des entsprechenden Vorsprungs erstreckt, und die Vorsprünge dazu vorgesehen sind, sich in Vertiefungen einzufügen, die in jeweils einstückig mit dem Radreifen und der Radschüssel des Rades ausgebildeten Einrichtungen zum Tragen der Ringe vorgesehen sind.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Einrichtungen zum Tragen der Ringe zwei seitliche Ringflansche auf, die einstückig mit der Radschüssel des Rades ausgebildet sind und miteinander einen Ringraum mit in Richtung auf den Radreifen hin offener U-Form begrenzen, sowie ein männliches Ringteil, das auf der Innenumfangsfläche des Radreifen des Rades vorsteht und in das Innere des Raumes eingreift, um diesen in zwei Aufnahmen mit einer zur Form der Ringe komplementären Form zu teilen.
Gemäß dieser Ausführungsform weist das männliche Ringteil des Radreifens einen dreiecksförmigen Querschnitt auf, wobei die zwei geneigten Wände dieses männlichen Teils Vertiefungen zum Aufnehmen der auf der kegelstumpfförmigen Außenwand der Ringe vorstehenden, verschiebungsverhindernden Vorsprünge aufweisen, und die beiden den geneigten Wänden des männlichen Teils gegenüberliegenden, geneigten Wände der beiden Ringflansche des Radreifens weisen ebenfalls Vertiefungen zum Aufnehmen der auf der kegelstumpfförmigen Innenwand der Ringe vorstehenden, verschiebungsverhindernden Vorsprünge auf.
Die Erfindung betrifft des weiteren das elastische Teil, das eine Dämpfungsvorrichtung für ein Rad eines Schienenfahrzeugs darstellt und zwischen dem Radreifen und dem Radkörper des Rades angebracht ist, wobei das elastische Teil aus zwei ähnlichen Ringen aus einem Elastomermaterial besteht, und jeder Ring zumindest die vorausgehend genannten Merkmale aufweist.
Gemäß einem wichtigen Vorteil der Erfindung ermöglicht der Umstand, daß die metallischen Verstärkungen im Inneren eines jeden Ringes eingebettet sind, insbesondere eine Verbesserung des Koeffizienten der Reibung zwischen jedem Ring und dem Rad, die Schaffung eines Schutzes der Verstärkungsbewehrungen gegen Korrosion, sowie eine Beschränkung der Spiele und der Verwerfungsneigung.
Allgemein ausgedrückt weist ein erfindungsgemäßes elastisches Rad eine Vertikalsteifigkeit auf, die weniger als 50 KN/mm, insbesondere in der Größenordnung von 11 KN/mm betragen kann, eine Quersteifigkeit am Spurkranz des Rades, die höher als die Vertikalsteifigkeit ist, eine statische Durchbiegung in der Größenordnung von mehreren Millimetern, insbesondere in der Größenordnung von 4,5 mm, und einen verfügbaren Vertikalhub in der Größenordnung eines Zentimeters.
Alle diese Merkmale werden insbesondere dadurch erzielt, daß die beiden Ringe in einem Ringraum angeordnet sind, in dem die beiden Endflächen eines jeden Ringes an keinem anderen Element anliegen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden erläuternden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte, beispielhaft gegebene Zeichnung, die zwei Axialschnitt-Halbansichten A und B eines erfindungsgemäßen elastischen Rades darstellt.
Das in der Zeichnung veranschaulichte elastische Rad 1 weist auf an sich bekannte Weise einen metallischen Radreifen 3, einen aus einer von einer Radschüssel 9 umgebenen Nabe 7 bestehenden Radkörper 5, sowie ein elastisches Teil 10 auf, das eine zwischen dem Radreifen 3 und der Radschüssel 9 angebrachte Dämpfungsvorrichtung darstellt.
Das elastische Teil 10 weist zwei ähnliche Ringe 12 aus einem Elastomermaterial auf, die jeweils eine Kegelstumpfform mit einer kegelstumpfförmigen Innenwand 13 und einer kegelstumpfförmigen Außenwand 14 besitzen.
Metallische Verstärkungen sind in jeden Ring 12 eingebettet und befinden sich in der Nähe der kegelstumpfförmigen Innenwand 13 bzw. Außenwand 14. Diese Verstärkungen bestehen aus zwei ringförmigen metallischen Platten 15, die im wesentlichen an die Formgebung der kegelstumpfförmigen Wände 13 und 14 angepaßt sind.
Verschiebungsverhindernde Vorsprünge 17 sind auf jeder der kegelstumpfförmigen Innenwand 13 und Außenwand 14 eines jeden Rings 12 vorstehend vorgesehen.
Jede ringförmige Verstärkungsplatte 15 weist mit einem jeden verschiebungsverhindernden Vorsprung 17 örtlich zusammenfallend einen umlaufenden Kragen 18 auf, wobei sich die Umfangswand 18a eines jeden Kragens in das Innere des entsprechenden Vorsprungs 17 erstreckt. Die verschiebungsverhindernden Vorsprünge 17 sind dazu vorgesehen, sich in Vertiefungen einzufügen, die in jeweils einstückig mit dem Radreifen 3 und der Radschüssel 9 des Rades 1 ausgebildeten Einrichtungen 20 zum Tragen der Ringe 12 vorgesehen sind.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Trageeinrichtungen 20 zwei seitliche Ringflansche 21 und 22, die einstückig mit der Radschüssel 9 des Rades ausgebildet sind und miteinander einen Ringraum E mit in Richtung auf den Radreifen 3 hin offener U-Form begrenzen, sowie ein männliches Ringteil 3a, das auf der Innenumfangsfläche des Radreifens 3 vorsteht und in das Innere des Raumes E eingreift, so daß dieser in zwei Aufnahmen L mit einer zur Form der Ringe 12 komplementären Form geteilt wird.
Das männliche Teil 3a des Radreifens 3 hat einen dreiecksförmigen Querschnitt, wodurch die Begrenzung von zwei geneigten Ringwänden 24 ermöglicht wird, in denen jeweils Vertiefungen 25 zum Aufnehmen der auf der kegelstumpfförmigen Außenwand 14 der Ringe 12 vorgesehenen verschiebungsverhindernden Vorsprünge 17 vorgesehen sind.
Die zwei Ringflansche 21 und 22 weisen zwei geneigte Ringwände 26, die jeweils den zwei geneigten Wänden 24 des männlichen Teils 3a gegenüberliegen. Diese zwei Wände 26 sind im wesentlichen parallel zu den beiden Wänden 24 des männlichen Teils 3a und weisen ebenfalls Vertiefungen 25 zum Aufnehmen der auf der kegelstumpfförmigen Innenwand 13 der zwei Ringe 12 vorstehenden, verschiebungsverbindernden Vorsprünge auf.
Wenn die zwei Ringe 12 in ihre jeweilige Aufnahme L eingebaut sind, sind die Ebenen der zwei Ringe 12 senkrecht zur Achse X-X des Rades 1 und symmetrisch zu einer Mittelebene P angeordnet, die senkrecht zur Achse des Rades ist und durch die Symmetrieachse des männlichen Teils 3a des Radreifens 3 verläuft. Bei der Montage werden die beiden Ringe 12 vorkomprimiert, damit sie sich nicht von ihren jeweiligen Stützflächen ablösen.
Es ist wichtig anzumerken, daß die innere 12a und äußere Endfläche 12b eines jeden Rings 12 an keinem Element des Rades 1 anliegen, d. h. die zwei Ringe 12 füllen nicht den gesamten durch die Ringflansche 21 und 22 begrenzten Raum E aus. Es wird hierbei ein ringförmiger freier Raum e1 zwischen den inneren Endflächen 12a der zwei Ringe 12 und dem Boden des Raums E beibehalten, und zwei ringförmige Freiräume e2 werden zwischen den äußeren Endflächen 12b und der Innenwand des Radreifens 3 beibehalten, wobei diese zwei Räume e2 nach außen hin münden.
Vorteilhaft ist ein Steg in mindestens einem der zwei Ringflansche 21 und 22 am Eintritt in den Freiraum e2 vorgesehen. Ein solcher Steg t wird dazu verwendet, das Rad 1 bei Arbeiten zum Abschleifen und Rundschleifen der Schienenlauffläche, die durch die Außenumfangsfläche des Radreifens 3 definiert ist, mittels geeigneter Gerätschaft zu blockieren und konzentrisch zu halten.

Claims

1. Elastisches Rad, insbesondere für ein städtisches Schienenfahrzeug, wobei das Rad aufweist: eine Bandage bzw. einen Radreifen (3), einen Radkörper (5), der aus einer von einer Radschüssel (9) umgebenen Nabe (7) besteht, und eine zwischen dem Radreifen (3) und der Radschüssel (9) des Rades (1) angebrachte elastische Verbindung (10), wobei die elastische Verbindung (10) zwei ähnliche Ringe (12) aus einem Elastomer aufweist, die jeweils eine Kegelstumpfform besitzen, und die beiden Ringe (12) senkrecht zur Achse (X-X) des Rades (1) angebracht und symmetrisch zu einer zur Achse (X-X) des Rades senkrechten Mittelebene (P) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß metallische Verstärkungen (15) in jeden Ring (12) eingebettet und benachbart zu der kegelstumpfförmigen Innenwand (13) bzw. Außenwand (14) des Rings (12) angeordnet sind, sowie dadurch, daß jeder Ring (12) auf der kegelstumpfförmigen Innenwand (13) bzw. Außenwand (14) vorstehende, verschiebungsverhindernde Vorsprünge (17) aufweist.

2. Elastisches Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebungsverhindernden Vorsprünge (17) durch Formen in einem Stück mit den Ringen (12) hergestellt sind.

3. Elastisches Rad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Verstärkungen (15) aus zwei ringförmigen Platten bestehen, die an die Kegelstumpfform eines jeden Ringes (12) angepaßt sind, sowie dadurch, daß jede ringförmige Verstärkungsplatte (15) mit einem jeden verschiebungsverhindernden Vorsprung (17) örtlich zusammenfallend einen umlaufenden Kragen (18) aufweist, wobei sich die Umfangswand (18a) des umlaufenden Kragens in das Innere des entsprechenden Vorsprungs (17) erstreckt.

4. Elastisches Rad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die verschiebungsverhindernden Vorsprünge (17) eines jeden Ringes (12) in Vertiefungen (25) einfügen, die in jeweils einstückig mit dem Radreifen (3) und der Radschüssel (9) des Rades ausgebildeten Einrichtungen (20) zum Tragen der Ringe (12) vorgesehen sind.

5. Elastisches Rad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (20) zum Tragen der Ringe zwei seitliche Ringflansche (21, 22) aufweisen, die einstückig mit der Radschüssel (9) des Rades ausgebildet sind und einen Ringraum (E) mit in Richtung auf den Radreifen (3) hin offener U-Form begrenzen, sowie ein männliches Ringteil (3a), das auf der Innenumfangsfläche des Radreifens (3) vorsteht und in das Innere des Raumes (E) eingreift, um diesen in zwei Aufnahmen (L) mit einer zur Form der Ringe (12) komplementären Form zu teilen.

6. Elastisches Rad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das männliche Teil (3a) des Radreifens (3) einen dreiecksförmigen Querschnitt aufweist, der zwei geneigte Ringwände (24) begrenzt, welche die Vertiefungen (25) zum Aufnehmen der auf der kegelstumpfförmigen Außenwand (14) der Ringe (12) vorstehenden, verschiebungsverhindernden Vorsprünge (17) aufweisen, sowie dadurch, daß die den geneigten Wänden (24) des männlichen Teils (3a) gegenüberliegenden, geneigten Wände (26) der beiden Ringflansche (21, 22) die Vertiefungen (25) zum Aufnehmen der auf der kegelstumpfförmigen Innenwand (13) der Ringe (12) vorstehenden, verschiebungsverhindernden Vorsprünge (17) aufweisen.

7. Elastisches Teil, das eine Dämpfungsvorrichtung für ein Rad eines Schienenfahrzeugs darstellt und zwischen dem Radreifen (3) und dem Radkörper (5) des Rades angebracht ist, mit einem kegelstumpfförmigen Ring (12) aus einem Elastomermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es des weiteren Verstärkungsarmierungen (15), die in jeden Ring eingebettet und benachbart zur kegelstumpfförmigen Innenwand (13) bzw. Außenwand (14) angeordnet sind, sowie auf jeder der beiden kegelstumpfförmigen Wände (13, 14) vorstehende, verschiebungsverhindernde Vorsprünge (17) aufweist.