DE1605077A1 - Wheel set with monoblock wheels for rail vehicles, especially rail locomotives - Google Patents

Description

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.Radaatz with monoblock wheels for rail vehicles, in particular rail locomotives The invention relates to a wheel set with monoblock wheels for rail vehicles, in particular rail locomotives, which by means of one at least over the axial length of the wheel tire extending hub on the axle or axle shaft sit.

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.In such wheel sets, the hubs are attached to the axle or axle shaft with an interference fit. As a result, they have a good fit on this, but can only be loosened and replaced with difficulty because there are special press-offs or brackets for this purpose. Pressing devices ,. possibly with the effect of heat, are necessary .. which must be operated primarily by skilled workers. In addition, it has been found that the hub seat is usually damaged by pressure grooves when it is pressed off or pressed on. However, it is not possible to rework the damaged wheels and axles or axle shafts, as the interference fit is lost in the process. These circumstances cause a high reject rate when changing the wheels and an undesirable expenditure of work and costs. - There are also wheel already etch with releasable wheels known, but in which the wheel body ausgebildet'ist without hub and the Radocheibe in its place has a flange with an annular recess. In a known embodiment, a flange-like extension of the axle or axle shaft engages in this recess, on which the wheel disc is supported and screwed. According to another design, the flange arranged on the wheel disk is connected to a centering flange provided at the free end of the axle, on whose relatively narrow centering surface the wheel disk is supported via the inner surface of the flange arranged on it. Such rail wheels are easily exchangeable, but the wheel load is mainly transferred as normal force to the relatively narrow, annular support surface of the flange so that high surface areas occur there, which lead to premature wear or deformation of this surface and possibly to the flange screws shearing off This version is therefore not suitable for heavy loads.

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.The object on which the invention is based is to be seen with Monobl: wheel sets equipped with ockwheels for rail vehicles, in particular rail locomotives to be designed in such a way that the Monoblock wheel is achieved. To solve this problem, according to the invention proposed the hub with a sliding fit on the axle or axle shaft to be arranged and with a circular ring flange provided radially on this by means of to releasably connect a counter flange.

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.These measures not only achieve the object on which the invention is based in a favorable manner, but also achieve various advantages. Thus, the wheel set according to the invention has a lower weight than the wheel sets with pressed-on wheels with the same good power flow absorption and despite the additional ring flange arranged on the axle or axle shaft, because the axle or axle shaft and the Xabe are only correspondingly due to the elimination of the high hub pressure are to be dimensioned for the pure bending and torsional stresses. These material savings on the rotating components have, in a further advantageous manner, as a result of their lower mass, smaller acceleration and deceleration forces Monoblock wheel extended outward in the axial direction and this extension is designed as an axle or axle shaft journal. Furthermore , the counterflange provided on the inside of the hub can be extended in the radial direction up to the wheel tire as a disc which runs through the circumference and is advantageously used for stiffening, which is designed as a braking surface, with a braking surface of the same type on the opposite side of the counterflange for Compensation of the brake pressure on the wheel can be provided.

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.Furthermore , a thin layer of pressure-resistant plastic can be arranged between the circular ring flange and the mating flange and between these and the fastening elements and between the hub and axle or axle shaft. Compared to the known arrangement of this layer between the rim and the wheel tire arranged on it with pretensioning, the advantage of reducing the sound transmission is achieved because a pretensioning of this layer promotes sound transmission. In addition, flexing stress which adversely affects the service life of the plastic layer is prevented by the rigidity of the monoblock wheel designed according to the invention.

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.In the drawing, the subject matter of the invention is shown schematically in several exemplary embodiments. In the drawings Fig. 1 is a longitudinal central section through a Monoblockspeichenrad, Fig. 2 is a längamittelschnitt by a Monoblockscheibenrad conical Radocheibe and supporting ribs, Fig. 3 shows a length cross-section through a Monoblockscheibenrad with extremely short, flat Radacheibe and supporting ribs, Fig. 4 is a longitudinal central section through a Monoblock disk wheel with wheel disks designed as brake blocks and Fig. 5 a longitudinal center section through a monoblock wheel with an extension of the wheel hub designed as an axle journal.

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.For a rail vehicle, wheel sets with monoblock wheels 1 and axles or axle shafts 2 designed as hollow axles or shafts are provided. The axles or axle shafts 2 have at their ends a stiffened with longitudinal ribs 3 Kreinringflanach 4 to "on your the mono block wheel 1 by means of a space formed by the hub 5 Gegenflansohes 6 secured by screws 7, which are protected by inserted into the bore shear bushes This wheel 1 is designed as a Konoblook wheel, i.e. as a one-piece solid wheel made of cast steel forged or rolled steel and designed with a hub 5 and wheel tires 8 as well as spokes 9 or bath disks 10 , the udoch disks 10 being reinforced by radially extending support ribs 11 . according to the invention-the hub 5 .bzw on the axes by means of Schiebeeitz. arranged Aohawellen. 2 when Ausführungebeispiel according to Fig. 1, the mono block 1 is constructed as a spoked wheel, the spokes 9 are seated linmittelbar on the outer edge of the counter flange 6 of the has the same diameter as the outer edge of the ring flange 4.

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.The mono block wheel 1 according to the Ausführungebeispiel according to Fig. 2 only differs from that according to Fig. 1, characterized in that the spokes 9 are replaced by a hollow, kegelatumpfförmige Radocheibe 10, which thus forms an extension of the mating flange. 6 Radially extending support ribs 11 are arranged on the surface of this wheel disk 10 opposite to the mating flange 6.

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.In the embodiment according to Fig. 3 , the axle or axle shaft 2 designed as a hollow axle or shaft is designed as a substantial cylindrical widening 12 in the area of the monobloc wheels 1 and arranged on its outer surface in the end area of the Kreinringflansch 4 facing away from the Iche or shaft end . The Radaoheibe 10 is flat and is formed approximately by the counter flange 6 . The wheel disk 10 or the counter flange 6 with radial support ribs 11 can also be seen here, no.

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.The Ausfübruzgabeinpiel according to Fig. 4 differs from Eng naoh Fig. 3 only in that "the outer Durobesser of the cylindrical extension 12 is smaller than in the previous embodiment and the counter flange 6 forming the wheel disc 10 accordingly has a larger diameter, whereby its outer surface as a braking surface 13 For axial compensation of the brake pressure, the wheel tire 8 is elongated in the form of a ring on its side surface opposite the track flange 14 inward to approximately the outer diameter of the counter flange 6 in order to obtain a counter braking surface 15. In this through the wheel disk 10 and the counter-braking surface 115 formed cavity 16 are arranged evenly distributed over the circumference radial support ribs 11 .

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.In the embodiment according to Fig. 5 , the hub 5 arranged on the axle or axle shaft 2 is extended beyond its end and the part 17 protruding beyond the axle or axle shaft 2 is reduced to an outer diameter gradually falling below the outer diameter of the hub 5. The axis or axle shaft 2 can be provided on this part 17 of the hub 5 , which is reduced in diameter.

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.In all exemplary embodiments, an elastic layer 18, preferably made of pressure-resistant plastic, can be arranged between the outer jacket of the axle or axle shaft 2 and the inner jacket of the hub 5 , which layer also extends over the flange surfaces. An identical coating is also to be provided on the bolt 19 of the fastening screws 7 for these two flanges in order to further reduce the transmission of sound. In order to avoid local pressures on the groove 20 which faces the hub 5 and which is formed at the transition from the Ereisringflansches 4 to the axle or Achawelle 2 and to ensure that the layer 18 rests uniformly everywhere, the hub elbow 21 is made of a soft material 22, e.g. lead, pour out.

Claims (2)

Patentansprüche Radaatz mit Monoblookrädern für Schienenfahrzeuge, inebesondere Sohienentriebfahrzeuge, welche mittels je einer sich mindestens über die axiale Länge den Radreifens erstreckenden Nabe auf der Achse bzw. Achswelle sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (.5) mit Schiebesitz auf der Achse bzw. Achswelle (2) angeordnet und in an sich bekannter Weise mit einem auf dieser radial vorgesehenen Kreisringflanach (4) mittels eines Gegenflanschen (6) lösbar verbunden ist. Patent claims Radaatz with monoblock wheels for rail vehicles, in particular rail-mounted motor vehicles, which sit on the axle or axle shaft by means of a hub each extending at least over the axial length of the wheel tire, characterized in that the hub (.5) with a sliding fit on the axle or axle shaft (2) and is detachably connected in a manner known per se to a circular ring flange (4) provided radially on this by means of a counter flange (6). 2. Radaatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisringflansch (4) an dem Gegenflansch (6) durch Schrauben-, Bolzen/Keil-Verbindungen (7) od.dgl. befestigt ist. 3. Radeatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenflansch (6) sich bis zum Radreifen (8) erstreckt und eine Radscheibe (10) bildet. 4. Radeatz nach Anspruch 3., dadurch gekennzeichnet» daß die Radscheibe (10) als Bremsfläche (13) einer Scheibenbremse ausgebildet ist, 5. Radaatz-nach Anspruch 4.. dadurch gekennzeichnet, daß die dem Spurkrankz (14) gegenüberliegende Seitenfläche des Radreifens (8) nach der Nabe (5) zu, ringscheibenförmig verlängert ist und diese Verlängerung als Gegenbremsfläche (15) ausgebildet ist. 6. Radaatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (5) in Acherichtung verlängert und als Ache- bzw. Achawellenzapfen ausgebildet ist. 7. Radeatz nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Konoblookrad (1) gewalzt oder gegossen ist, 8. Radaatz nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kreiarinsflanach (4) und dem Gegenflansch (6) und zwischen diesen und den Befestigungselementen sowie zwischen der Nabe (5) und der Achse bzw. Achawelle (2) eine dünne Schicht (18) aus druckfesten Kunststoff vorgesehen ist.2. Radaatz according to claim 1, characterized in that the circular ring flange (4) on the counter flange (6) by screw, bolt / wedge connections (7) or the like. is attached. 3. Radeatz according to claim 1, characterized in that the counter flange (6) extends to the wheel tire (8) and forms a wheel disc (10) . 4. Radeatz according to claim 3, characterized »that the wheel disc (10) is designed as a braking surface (13) of a disc brake, 5. Radaatz-according to claim 4 .. characterized in that the wheel rim (14) opposite side surface of the wheel tire (8) after the hub (5) , is extended in the shape of an annular disk and this extension is designed as a counter-braking surface (15) . 6. Radaatz according to claim 1, characterized in that the hub (5) is extended in the axis direction and is designed as an axis or Achawellenzapfen. 7. Radeatz according to claims 1 to 6, characterized in that the Konoblook wheel (1) is rolled or cast, 8. Radaatz according to claims 1 to 7, characterized in that between the Kreiarinsflanach (4) and the counter flange (6) and a thin layer (18) of pressure-resistant plastic is provided between these and the fastening elements and between the hub (5) and the axle or axle shaft (2).