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Radaatz mit Monoblookrädern für Schienenfahrzeuge, insbesondere Schienentriebfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf einen Radaatz mit Monoblockrädern für Schienenfahrzeuge,
insbesondere Schienentriebfahrzeuge, welche mittels je einer sich mindestens über
die axiale länge des Radreifens erstreckenden Nabe auf der Achse bzw. Achswelle
sitzen.
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Bei derartigen Radsätzen sind die Naben auf der Achse bzw. Achswelle
mit Preßpassung befestigt. Dadurch haben sie zwar einen guten Sitz auf dieser, lassen
sich aber nur schwer wieder lösen und auswechseln, weil hierzu besondere Abpreß-bzw.
Aufpreßvorrichtungen,. gegebenenfalls mit Wärmeeinwirkung, notwendig sind.. die
vorwiegend von Fachkräften bedient werden müssen. Außerdem hat sich herausgestellt,
daß beim Abpressen bzw. Aufpressen zumeist der Nabensitz durch Preßriefen beschädigt
wird. Die beschädigten Räder und Ach-
sen bzw. Achswellen nachzuarbeiten ist
jedoch nicht möglich, da dabei der Preßsitz verloren geht. Diese Umstände bedingen
eine hohe Ausschußquote beim Auswechseln der Räder sowie einen unerwünschten Aufwand
an Arbeit und Kosten. -
Es sind auch schon Rads ätze mit lösbaren Rädernbekannt,
bei denen der Radkörper jedoch ohne Nabe ausgebildet'ist
und die
Radocheibe an deren Stelle einen Flansch mit einer ringförmigen Ausnehmung aufweist.
Bei einer bekannten Ausführung greift in diese Ausnehmung eine flanschartige Erweiterung
der Achse bzw. Achswelle ein, auf der die Radscheibe tragend abgestützt und angeschraubt
ist. Nach einer anderen Bauart ist der an der Radacheibe angeordnete Flansch mit
einem am freien Ende der Achse vorgesehenen Zentrierflansch verbunden, auf dessen
verhältnismäßig schmaler -Zentrierfläche sich die Iadscheibe über den Innenmantel
des auf ihr angeordneten Flansches abstützt. Solche Schienenräder sind zwar leicht
auswechselbar" jedoch wird die Radlast vorwiegend als Normalkraft auf die verhältnismäßig
schmale, ringförmige Stützfläche des Flanschmantels übertrageng so daß dort hohe
Flächenpreaaungen auftreten, die zu einer vorzeitigen Abnutzung bzw. Verformung
dieser Fläche und ggf. zu einem Abscheren der Flanschschrauben führen können. Für
schwere Beanspruchungen ist daher diese Ausführung nicht geeignet.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, mit
Monobl:ockrädern ausgerüstete Radsätze für Schienenfahrzeuge, insbesondere Schienentriebfahrzeuge
so auszu-#bilden, daß bei hoher Tragfähigkeit eine leichte Auswechselbarkeit des
Monoblockrades erzielt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß
der Erfindung vorgeschlagen, die Nabe mit Schiebesitz auf der Achse bzw. Achswelle
anzuordnen und mit einem auf dieser radial vorgesehenen Kreisringflansch mittels
eines Gegenflansches lösbar zu verbinden.
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Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe in günstiger Weise gelöst, sondern es werden darüber hinaus verschiedene
Vorteile erzielt. So weist der Radsatz gemäß der Erfindung gegenüber den Radsätzen
mit aufgepreßten Rädern bei gleich guter Kraftflußaufnahme und trotz zusätzlich
auf der Achse bzw. Achswelleangeordneten Kreiaringflansches ein geringeres Gewicht
auf, weil durch den Wegfall der hohen Nabenpressung die Achse bzw. Achswelle und
die Xabe nur noch entsprechend den reinen Biege- und Torsionsbeanspruchungen zu
bemessen sind. Diese Werkstoffeinsparungen an den rotierenden Baute ilen haben in
weiterer vorteilhafter Weise infolge ihrer geringeren Masse kleinere Beschleunigungs-
bzw. Verzögerungskräfte zur Folge, Ein weiterer Vorteil des Erfindungegegenstandes
ist darin zu sehen, daß die'Gefahr eines Achsschenkelbruches weitgehend dadurch
vermieden wird, daß die Nabe des Monoblockrades in Achsrichtung nach außen verlängert
und diese Verlängerung als Achs- bzw. Achswellenzapfen ausgebildet ist.
Ferner
kann der an der Innenseite der Nabe vorgesehene Gegenflansch in radialer
Richtung bis zum Radreifen als eine in Umfangsrichtung durchlaufende, in vorteilhafter
Weise der Versteifung dienende Scheibe verlängert sein, welche als Bremsfläche ausgebildet
ist, wobei an.der gegenüberliegenden Seite des Gegenflansches eine ebensolche Bremsfläche
zum Ausgleich des Bremedruckes auf das Rad vorgesehen werden kann.
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Weiterhin kann eine dünne Schicht aus druckfestem Kunststoff
zwischen dem Kreisringflansch und dem Gegenflansch und 'zwischen diesen und den
Befestigungselementen sowie zwischen der Nabe und Achse bzw. Achswelle angeordnet
werden. Gegenüber der bekannten Anordnung dieser Schicht zwischen der Felge und
dem auf dieser mit Vorspannung angeordneten Rad--reifen wird der Vorteil einer Verminderung
der Schallübertragung erzielt, weil eine Vorspannung dieser Schicht-die Schallübertragung
begünstigt. Außerdem wird eine die lebensdauer der Kunstotoffschicht ungünstig beeinflussende
Walkbeanspruchung durch die Steifigkeit des gemäß der Erfindung ausgebildeten Monoblockrades
verhindert.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen
schematisch dargestellt. Es zeigen Abb. 1 einen Längsmittelschnitt
durch ein Monoblockspeichenrad,
Abb. 2 einen längamittelschnitt
durch ein Monoblockscheibenrad mit konischer Radocheibe und Tragrippen, Abb.
3 einen längemittelschnitt durch ein Monoblockscheibenrad mit extrem kurzer,
ebener Radacheibe und Tragrippen, Abb. 4 einen-längsmittelschnitt durch ein Monoblockscheibenrad
mit als Bremssoheiben ausgebildeten Radscheiben und Abb. 5 einen längsmittelschnitt
durch ein Monoblockrad mit als Achezapfen ausgebildeter Verlängerung der Radnabe.
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Für ein Schienenfahrzeug sind Radsätze mit Monoblookrädern
1
und als Hohlachse bzw. -welle ausgebildete Achsen bzw. Achs-
wellen
2 vorgesehen. Die Achsen bzw. Achswellen 2 weisen im Bereich ihrer Enden je einen
mit längslaufenden Rippen 3
versteiften Kreinringflanach 4 auf" an dein das
Monoblockrad 1 mittels einen von der Nabe 5 gebildeten Gegenflansohes
6 durch Schrauben 7 befestigt ist, die durch in die Bohrung eingefügte
Scherbüchsen geschützt werden können, Dieses Rad 1 ist als ein Konoblookrad,also
als einstückiges Vollrad aus Stahlgußg Schmiede- oder Walzstahl gestaltet und mit
einer Nabe 5 und Radreifen 8 sowie Speichen 9 oder Badscheiben
10 ausgebildet, wobei die Udocheiben 10 durch radial verlaufende Tragrippen
11 verstärkt sein können. Gemäß der Erfindung sind-die Naben
5 mittels Schiebeeitz auf den Achsen .bzw. Aohawellen 2 angeordnet.
Beim
Ausführungebeispiel nach Abb. 1 ist das Monoblockrad 1
als Speichenrad
ausgebildet, wobei die Speichen 9 linmittelbar auf dem Außenrand des Gegenflansches
6 aufsitzen, der den gleichen Durchmesser wie der Außenrand des Kreiaringflansches
4 aufweist.
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Das Monoblockrad 1 gemäß dem Ausführungebeispiel nach Abb.
2 unterscheidet sich lediglich von dem nach Abb. 1 dadurch, daß die Speichen
9 durch eine hohle, kegelatumpfförmige Radocheibe 10 ersetzt sind,
die somit eine Verlängerung des Gegenflansches 6 bildet. Auf der dem Gegenflanach
6 gegenüberliegenden Fläche dieser Radocheibe 10 sind radial verlaufende
Tragrippen 11 angeordnet.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 ist die als Hohlachse
bzw. -welle gestaltete Achse bzw. Achswelle 2 im Bereich den Monoblookraden
1 als eine erhebliche zylindrische Erweiterung 12 ausgebildet und auf deren
Außenmantel in den dem Iche- bzw. Wellenende abgewandten Endbereich der Kreinringflansch
4 angeordnet. Die Radaoheibe 10 ist eben und wird etwa vom Gegenflansch
6 gebildet. Es kann auch hierbei die Radocheibe 10 bzw.
der Gegenflanach 6 mit radialen Tragrippen 11 irersehen nein.
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Das Ausfübruzgabeinpiel nach Abb. 4 unterscheidet sich von deu naoh
Abb. 3 lediglich dadurch" daß der Außendurobaesser
der zylindrischen
Erweiterung12 kleiner als beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist und der die
Radscheibe 10
bildende Gegenflansch 6 dementsprechend einen#größeren
Durchmesser aufweist, wodurch dessen Außenfläche als Bremsfläche 13 einer
Scheibenbremse verwendbar ist. Zum axialen Ausgleich des Bremedruckes ist der Radreifen
8 an seiner dem Spurk-ranz 14 gegenüberliegenden Seitenfläche nach innen
bis etwa zum Lußendurchmesser des Gegenflansches 6 ring, scheibenförmig verlängert,
um eine Gegenbremsfläche 15 zu erhalten. In dem durch die-Radscheibe
10 und der Gegenbremsfläche 115 gebildeten Hohlraum 16 sind
gleichmäßig über den Umfang verteilte radiale Tragrippen 11 angeordnet.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 ist die auf der Achse
bzw. Achswelle 2 angeordnete Nabe 5 über deren Ende hinaus verlängert und
der die Achse bzw. Achswelle 2 überragende Teil 17 mii, einem allmählich
auf einen den Außendurchmesser der Nabe 5 unterschreitenden Außendurchmesser
verkleinert. Auf diesen im Durchmesser verkleinerten Teil 17 der Nabe
5
kann die Laüerung der Achse bzw. Achswelle 2 vorgesehen werden.
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Bei allen Ausführungsbeispielen kann eine elastische Schicht
18 vorzugsweise aus druckfestem Kunststoff zwischen dem Außenmantel der Achse
bzw. Achswelle 2 und dem Innenmantel der Nabe 5 angeordnet werden, die sich
auch über die Flanschflächen erstreckt. Ein gleicher Überzug ist auch auf dem
Bolzen
19 der Befestigungsschrauben 7 für diese beiden Flanschen vorzusehen,
um die Schallübertragung weiter zu vermindern. Um örtliche Pressungen an der der
Nabe 5 zugewandten, am Übergang den Ereisringflansches 4 in die Achse bzw.
Achawelle 2 gebildeten Hohlkehle 20 zu vermeiden und um zu gewährleisten, daß die
Schicht 18 überall gleichmäßig aufliegt, ist das Nabenknie 21 mit einem weichen
Werkstoff 22, z.B. Blei, auszugießen.