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Gummigefedertes Rad
Die Erfindung betrifft ein gummigefedertes Rad, insbesondere für Eisenbahnfahrzeuge, und bezieht sich insbesondere auf jene bekannte Art von Rädern mit Gummielementen zwischen den Radreifen und dem Radkörper, bei der die segmentartigen Gummielemente durch seitliche Borde an den anliegenden Radteilen, wie Reifen, Radkörper usw., in Richtung parallel zur Radachse festgelegt sind.
Im allgemeinen können die gummigefederten Räder in zwei Gruppen eingeteilt werden. Bei der einen Gruppe besteht der Radkörper aus zwei Teilen, von denen der eine fest und der andere Teil lose an der Radachse angebracht ist. Der Radreifen weist einen Fortsatz auf, der zwischen die Teile des Radkörpers hineinragt. Zwischen diesem Fortsatz und den Teilen des Radkörpers sind Gummielemente vorgesehen, die durch Festziehen von die beiden Radkörperteile miteinander verbindenden Schrauben vorgespannt werden. Diese Art der gummigefederten Räder ist durch eine weiche vertikale federnde Wirkung ausgezeichnet.
Bei der andern Gruppe ist der äussere Durchmesser des Radkörpers kleiner als der innere Durchmesser des Radreifens. An den einander zugekehrten Teilen weisen beide Radteile umlaufende Ränder auf, durch die im Raum zwischen den beiden Radteilen angebrachte Gummielemente in axialer Richtung begrenzt werden. Die Gummifedern selbst werden unter Anwendung eines erheblichen Druckes in den ringförmigen Raum zwischen Radkörper und Radreifen eingepresst, damit eine zuverlässige Verbindung zwischen den verschiedenen Teilen des Rades erreicht wird. Diese Art der gummigefederten Räder zeichnet sich durch eine weiche Federung in der axialen Richtung aus.
Wie ersichtlich, sind einheitliche Federungseigenschaften in axialer und radialer Richtung gleichzeitig bei keiner der beschriebenen bekannten Art von gummigefederten Rädern erreichbar. Ausserdem ist der Ein- und Ausbau umständlich, was insbesondere bei der beschriebenen zweiten Art spezielle Werkzeuge und hydraulische Hochleistungspressen erfordert.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines gummigefederten Rades mit einheitlichen Federungseigenschaften sowohl in radialer wie auch in axialer Richtung, wobei der Ein- und Ausbau der Gummielemente ohne die erwähnten Schwierigkeiten vorgenommen werden können soll. Dies wird erfindungsgemäss bei einem Rad der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, dass segmentartige Zwischenstücke vorgesehen sind, die mit einer ihrer Mantelflächen am zugehörigen Gummielement anliegen, das Gummielement mit den seitlichen Borden umgreifen, an der dem Gummielement abgekehrten Mantelfläche über Randschultern, Nut und Feder od.
dgl., mit dem angrenzenden Radteil in axialer Richtung verbunden sind und an den äusseren Stirnseiten Aushebeschultern aufweisen, wobei zwecks Ausbau der Gummielemente bei Trennung von Radkörper und Radreifen die Gummielemente zumindest um das Mass der Höhe der Randschultern, der Nuttiefe od. dgl. im Zwischenstück radial zusammenpressbar sind. Ein derartig ausgebildetes Rad ist nicht nur leicht ein-und auszubauen, sondern auch äusserst betriebssicher, wobei auch eine zuverlässige Federung in beiden Hauptrichtungen gegeben ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der Zeichnungen erläutert, die verschiedene Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemässen Rades darstellen. Fig. l ist der Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles. Fig. 2 stellt eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt nach Fig. 1, dar. Die Fig. 3 bzw. 4 zeigen Längsschnitte je eines weiteren Ausführungsbeispieles. Die Fig. 5 bzw. 6 zeigen je eine beispielsweise Art des Einbaues von Gummielementen. Die Fig. 7 und 8 stellen eine weitere beispielsweise Art des Einbaues dar. Die Fig. 9 bzw. 10 sind schliesslich Längsschnitte je eines weiteren Ausführungsbeispieles des erfindungsgemässen Rades.
Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, bestehen die erfindungsgemässen Räder aus zwei Radteilen 16 und 17, von denen der Radteil 16 den Radkörper und der Radteil 17 den Radreifen des Rades bilden. Zwischen diesen beiden Radteilen 16 und 17 sind in an sich bekannter Weise Gummielemente 18 vorgesehen, die in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise kranzartig zwischen Radkörper 16 und Radreifen 17 angeordnet sind.
Erfindungsgemäss sind nun in radialer Richtung 20 an einer Seite der Gummielemente 18 segmentartige Zwischenstücke 21 angeordnet, die mit einer ihrer Mantelflächen am zugehörigen Gum- mielement anliegen. Hiebei umgreifen sie mit seitlichen Borden 21a, 21b das Gummielement 18 und begrenzen es in axialer Richtung 22. Die Borde 21a, 21b weisen an den äusseren Stirnseiten Aushebeschultern 21c, 21d auf, die zur radialen Richtung 20 senkrecht liegen.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist in einander zugekehrten tangentialen Nuten der Zwischenstücke 21 und des diesen benachbarten Radteiles, d. h. im vorliegenden Fall des Radkörpers 16, eine ringförmige Feder 23 vorgesehen, die zum Festhalten der gegenseitigen axialen Lage von Zwischenstück und Radteil dient.
Fig. 2 lässt erkennen, dass die Anzahl der Zwischenstücke 21 der Zahl der Gummielemente 18 entspricht.
Das Rad gemäss Fig. 3 unterscheidet sich von dem gemäss Fig. l und 2 insofern, als hier die Zwischenstücke 21 an der äusseren Seite der Gummielemente 18 angebracht sind.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 weisen die Zwischenstücke 21 auch den ihnen benachbarten Radteil, d. h. im vorliegenden Fall den Radkörper 16 einfassende Randschuldern 21e und 21f auf. Ausserdem unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel von den beiden vorherigen dadurch, dass anstatt der ringförmigen Feder 23 eine Einlage 25 von hohem Reibungskoeffizient zwischen den Zwischenstücken 21 und dem diesen benachbarten Radteil, d. h. dem Radkörper 16, vorgesehen ist.
Fig. 5 zeigt den Einbau der Gummielememe 18 in ein erfindungsgemässes Rad, welches gemäss Fig. 4 ausgebildet ist. Ein Bügel 27 trägt ein Paar von Einhängepratzen 28 und 29, die an ihren unteren Enden in die Schultern 21c bzw. 21d eingreifende Nasen 28a bzw. 29a aufweisen. Im Bügel 27 ist eine Gewindebohrung vorgesehen, in die eine Schraube 30 eingreift, die sich an der Lauffläche 31 des Radreifens 17 abstützen kann.
Beim Anziehen der Schraube 30 wird durch Zusammenpressen des Gummielementes 18 das Zwischenstück 21 in radialer Richtung 20 auswärts verstellt. Demzufolge gelangen die Randschultern 21e bzw. 21f des Zwischenstückes ausser Eingriff mit dem Radkörper 16, so dass der Radreifen 17 mit dem Gummielement 18 und dem Zwischenstück 21 bzw. mit den in ähnlicher Weise verstellten andern Zwischenstücken 21 vom Radkörper 16 in axialer Richtung abgehoben werden kann. Nach Lösen der Schrauben 30 können die Zwischenstücke 21 ebenfalls abgehoben und die Gummielemente 18 ausgebaut werden.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6 wird anstatt der Schraube 30 eine hydraulische Einrich- tung mit einem Zylinder 32 und einem Kolben 33 verwendet, der das Druckmittel über eine Leitung 35 zugeführt wird.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform, bei der das Zwischenstück 21 an deräusse- ren Seite des Gummielementes 18 angebracht ist. In diesem Fall kann der Ein- und Ausbau der Gum- mielemente 18 mittels einer Vorrichtung erfolgen, die aus ebenfalls paarweise angeordneten Einhängepratzen 28 und 29 besteht, die sich aber jeweils an einen Hebelarm 36 bzw. 37 anschlie- ssen. Diese sind mit Betätigungsarmen 38 bzw. 39 verbunden. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, weist der Radkörper 16 einen Kranz 16a auf, der zur Halterung der Gummielemente 18 dient.
Die Innenseite des Radkranzes 16 a ist bei diesem Ausführungsbeispiel als eine axialgerichtete Auf- lagefläche 16b bzw. 16c ausgebildet, an der je ein Hebelarm 36 bzw. 37 abgestützt werden kann.
Werden die Einhängepratzen 38 bzw. 39 in Richtung der Pfeile 41 bzw. 42 auseinandergeschwenkt, so wird das Zwischenstück 21 beim Zusammenpressen der Gummielemente 18 in radia-
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ler Richtung 20 einwärts verstellt, wobei das Zwischenstück ausserhalb seiner im Radreifen 17 ausgebildeten Vertiefung 17a zu liegen kommt, wie dies aus Fig. 8 hervorgeht. Auf ähnliche Weise werden auch die übrigen Zwischenstücke und Gummielemente ausgebaut. Nun wird entweder der freistehende Radreifen 17 vom übrigen Teil des Rades abgehoben oder der Radkörper 16 mit Gummielement 18 und Zwischenstück 21 aus dem Radreifen 17 herausgehoben, wonach die Zerlegung von Radkörper 16, Gummielement 18 und Zwischenstück 21 in der bereits erwähnten Weise erfolgen kann.
Die Zwischenstücke 21 können übrigens aus einem Material von hohem Reibungskoeffizienten bestehen, z. B. einem Bremsbelagmaterial, wobei sie dann unmittelbar an dem ihnen benachbarten Radteil aufliegen, so dass in diesem Fall weder eine ringförmige Feder 23 gemäss der Fig. 1-3 noch eine Reibunterlage 25 gemäss den Fig. 4-8 erforderlich sind.
Die Fig. 9 bzw. 10 zeigen Ausführungsbeispiele, bei welchen gegenseitige axialgerichtete Bewegungen von Radkörper 16 und Radreifen 17 in vorbestimmtem Mass begrenzt sind. Eine derartige Begrenzung kann erforderlich sein, wenn zu grosse gegenseitige Verstellungen der Radteile 16 und 17 zu Entgleisungen führen können. Die Begrenzung kann erfindungsgemäss dadurch erreicht werden, dass die an den Zwischenstücken 21 und an dem an den Gummielementen 18 aufliegenden Radteil 16 oder 17 angeordneten Borde sich in axialer Richtung 22 unter Belassung eines Spaltes überlappen.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 9 ist das Zwischenstück 21 zwischen dem Gummielement 18 und dem Radkörper 16 angebracht. Seine das Gummielement 18 in seitlicher Richtung begrenzendenBorde 21a bzw. 21b wirken mit den in radialer Richtung 20 einwärts vorstehenden und auf diese Weise die Borde 21a bzw. 21b in axialer Richtung 22 um einen Abstand b überlappenden Borden 17b bzw. 17c des Radreifens 17 zusammen. Diese Anordnung lässt gegenseitige axiale Bewegungen in beiden Richtungen innerhalb der Grösse "a" zu, bei deren Erreichen bereits eine metallische Auflage zwischen den Radteilen 16,17 erfolgt, die dann weiteren gegenseitigen Bewegungen ein Ende setzt.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 10 unterscheidet sich vom vorherigen nur insofern, dass das Zwischenstück 21 hier an der Aussenseite des Gummielementes 18 angeordnet ist, so dass die mit den Borden 21a bzw. 21b desselben zusammenarbeitenden Gegenborde am Radkörper ausgebildet und in den Zeichnungen mit 16d bzw. 16e bezeichnet sind.
Es ist ersichtlich, dass die erfindungsgemässen Räder wesentlich einfacher und leichter sind als die bekannten Räder der eingangs erwähnten Art. Dabei können sie ebenso leicht ein-und ausgebaut werden wie jene. Während aber die bekannten Räder der erwähnten ersten Gruppe eine harte Federung in axialer Richtung ergeben, lässt sich durch die erfindungsgemässen Räder auch in dieser Richtung eine weiche Federung erzielen, was bezüglich des Verschleisses der Spurkränze vorteilhaft ist. Die Räder der eingangs erwähnten zweiten Gruppe sind den erfindungsgemässen Rädern insofern unterlegen, als ihr Einund Ausbau umständlicher ist und spezielle Werkzeuge erfordert. Die Gummielemente werden dabei hohen Drücken ausgesetzt, wodurch sie leicht beschädigt und vorzeitig ausgetauscht werden müssen.
Diese Umzulänglichkeiten fallen bei den erfindungsgemässen Rädern weg, ohne dass die Güte der Federung absinkt. Wie aus dem obigen hervorgeht, ist dies dem Umstand zuzuschreiben, dass bei den erfindungsgemässen Rädern der Einbau in radialer Richtung erfolgt. Dies ermöglicht eine Abnahme der in axialer Richtung nicht begrenzten radialen Höhe der Gummielemente, was ein Erhärten der axialgerichteten Federung und bei geeigneter Wahl des Materials für die Gummielemente ein Erweichen der Federung in radialer Richtung zur Folge hat.
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