Rad für kleinrädrige Schienenfahrzeuge |
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申请号 | EP87101077.3 | 申请日 | 1987-01-27 | 公开(公告)号 | EP0233514A2 | 公开(公告)日 | 1987-08-26 |
申请人 | VEREINIGTE SCHMIEDEWERKE GMBH; | 发明人 | Schneider, Jürgen, Dr.-Ing.; Berneiser, Karl-Heinz; Murawa, Franz, Dipl.-Ing.; Rittinghaus, Rolf-Klaus, Dipl.-Ing.; | ||||
摘要 | Die Erfindung betrifft ein scheibengebremstes Rad für kleinrädrige Schienenfahrzeuge, bei dem die Seitenflanken des Radreifens als Reibringe für Bremsklötze dienen und bei dem mit diesen bündig zusammenwirkende weitere radiale Reibringflächen bildende Reibringe beiderseits der Radscheibe vorgesehen sind. Der Radreifen (2) weist an seiner Außenseite einen sich zur Nabe (4) hin erstreckenden ringförmigen Ansatz (8′) auf, dessen Außenflanke (8) eine Reibringfläche bildet. Die Baueinheit Radreifen / Ansatz sitzt mit Kegelpaßsitz auf der kegelstumpfförmigen Außenringfläche (20) der Radscheibe auf und ist über die Radscheibe (3) durchdringende Schraubbolzen (5) gegen eine sich spurkranzseitig über Distanznocken (13) gegen die Radscheibe (3) abstützende Bremsscheibe (9), deren Außenflanke (14) mit der Spurkranzflanke (15) fluchtet, verspannt. |
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权利要求 | |||||||
说明书全文 | Die Erfindung bezieht sich auf ein Rad für kleinrädrige Schienenfahrzeuge, wie Niederflurwagen, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Schienengebundene Niederflurfahrzeuge, wie z.B. Huckepackwagen für Autoreisezüge, haben wegen der niedrigen Ladefläche Räder mit einem Laufkranzdurchmesser von höchstens 400 mm. Wegen der hohen Geschwindigkeit, insbesondere von Autoreisezügen, werden die Räder über beide Radflanken erfassende Scheibenbremsen gebremst. Zu diesem Zweck ist bei einem als einstückiges Vollrad ausgebildeten Rad vorgesehen, daß die gerade Radscheibe eine der Breite des Radreifens entsprechende Dicke aufweist, so daß die Seitenflanken des Radreifens und die Flanken der Radscheibe als radiale Reibflächen für die Bremsklötze der Scheibenbremsen dienen. Da die Breite der so gebildeten Ringreibfläche jedoch klein ist, muß die Bremskraft zum Abbremsen des Rades durch sehr hohe Bremsdrücke aufgebracht werden. Dadurch wird das Radmaterial im Reifen und in der Scheibe jedoch so stark aufgeheizt, daß Wärmerisse die Folge sind, die bei stärkerer Ausweitung ein Auswechseln des Rades erforderlich machen. Bei der starken Erwärmung des Rades können sich außerdem die mit organischen Bindemitteln versehenen Bremsklötze zersetzen. Um die beim Bremsen eines "kleinen Rades" entstehende Bremswärme vom Radkörper besser ableiten zu können, schlägt die DE-AS 11 51 829, entsprechend den gattungsgemäßen Merkmalen, radiale ebene Ringreibflächen vor, die mit Abstand von der Radscheibe so angeordnet sind, daß die Reibflächen mit den als Reibflächen ausgenutzten Seitenflanken des Radreifens bündig zusammenwirken. Die die Reibflächen bildenden Reibringe sind bei dieser Konstruktion mit ihrem Außendurchmesser in den Innenzylinder des Radreifens beidseitig der Radscheibe eingepreßt. Mit ihrem Innendurchmesser halten sie einen Abstand zur Radnabe, so daß in den Hohlraum zwischen den Reibringen und der Radscheibe Kühlluft eintreten kann. Bei dieser Konstruktion ist jedoch die Preßsitzverbindung zwischen Radreifen und Reibringen bei durch starkes Bremsen auftretender höherer Erwärmung von Radreifen und Reibringen gefährdet, so daß eine sichere Übertragung der Bremsmomente auf den Radkörper nicht mehr gewährleistet ist. Da bei diesem Rad der Reifen auf der Radscheibenfelge durch Warmaufschrumpfen befestigt ist, kann die Demontage eines abgenutzten Reifens und / oder abgenutzter Reibringe und Remontage entsprechender Neuteile nur nach Ausbau des jeweiligen Radsatzes mittels besonderer Vorrichtungen - Wärmfeuer zum Aufschrumpfen, Vorrichtungen zum Ab- und Aufziehen des Reifens, zum Einpressen der Reibringe sowie zum Einwalzen des den Reifen sichernden Sprengrings - erfolgen. Die Demontage und Remontage eines solchen Rades ist daher mit besonderem Aufwand verbunden. Aus dem DE-GM 18 91 459 ist ferner ein "kleines" Schienenrad mit Bremsscheiben bekannt, bei welchem Reifen, Scheibe und Nabe aus einem Gußstück bestehen und die Seitenflächen des Radreifens durch beiderseits angegossene Bremsringe nach der Nabe zu verlängert sind, wobei zwischen den Bremsringen und der Radscheibe ein durch Öffnungen mit der Außenluft verbundener Hohlraum angeordnet ist. Trotz der so gegebenen Luftkühlung der Bremsringe verschleißt ein solches gegossenes Rad an der Reifenlauffläche wesentlich schneller als ein gewalztes oder geschmiedetes Rad, weshalb es sich in der Praxis nicht durchsetzen konnte. Die weiterhin im DE-GM 18 91 459 aufgezeigte Möglichkeit, diesem Verschleiß durch Aufschrumpfen einer besonderen gewalzten Radbandage auf den Radreifen zu begegnen, erfordert den gleichen zusätzlichen Arbeitsaufwand bei der De- und Remontage einer abgenutzten Bandage, wie vorstehend zur DE-AS 11 51 829 geschildert. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rad der eingangs genannten Art, bei dem mit den als Reibflanken ausgebildeten Seitenflächen des Radreifens zusammenwirkende, beidseitig mit Abstand von der Radscheibe angeordnete Reibringflächen vorgesehen sind, so auszugestalten, daß bei leichter Austauschbarkeit des Radreifens eine sichere Verbindung der Reibringe mit dem Radkörper auch bei starker Bremserwärmung gewährleistet ist. Gelöst wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Ein scheibengebremstes Rad mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ist mit Bezug auf seine Einzelteile einfach und billig herzustellen. Der Radreifen und der an seiner Außenseite vorgesehene ringförmige, sich zur Nabe hin erstreckende Ansatz bilden ein schüsselförmiges, im Gesenk einstückig geschmiedetes Bauteil. Beim Zusammenbau eines eine Radachse und zwei Räder aufweisenden Radsatzes wird dieses Bauteil auf den vorab auf der Radachse befestigten Scheibenteil eines jeden Rades von der Rad(satz)außenseite her aufgeschoben. Durch Anlage der kegelstumpfförmig ausgestalteten Innenwandung des Radreifens gegen die entsprechend kegelstumpfförmige Außenringfläche der Radscheibe sitzt der Radreifen mit Kegelpaßsitz auf der Radscheibe auf. Genau eingestellt und gesichert wird dieser Preßsitz mittels die Radscheibe durchdringender Schraubverbindungen, die die innenliegende spurkranzseitige separate Bremsscheibe eines jeden Rades und den Ansatz des Radreifens axial gegeneinander verspannen. Beim Anziehen der Schraubbolzen wird die spurkranzseitige Bremsscheibe mit ihren Distanznocken gegen die Radscheibe gedrückt. Gleichzeitig wird der Radreifen mittels der Schraubbolzen über die kegelstumpfförmige Außenringfläche der Radscheibe gezogen, bis seine Spurkranzflanke mit der Außenflanke der Bremsscheibe fluchtet. Die gegenüber der Radachse mit 3 bis 8° gewählte Neigung der sich kegelstumpfförmig zur Radaußenseite hin verjüngenden Außenringfläche der Radscheibe gewährleistet eine genaue kraftschlüssige Justierung des Reifens auf der Scheibe. Für die Nachrüstung bereits im Verkehr befindlicher Radsätze mit erfindungsgemäß ausgestalteten Rädern ist vorgesehen, die Räder mit Nabenschrumpfsitz auf der Radachse zu befestigen, um die Radachse mit den vorgegebenen Nabensitzen wiederverwenden zu können. Bei erstmaliger Fertigung eines Radsatzes für kleinrädrige Schienenfahrzeuge mit zwei auf einer Radachse befestigten Rädern mit den erfindungsgemäßen Konstruktionsmerkmalen ist es vorteilhaft, wenn die Radnabe eines jeden Rades mit zugehöriger Radscheibe und die Radachse einstückig sind. Die Scheibenteile der Räder und die Radachse sind als ein Teil geschmiedet, wodurch das sonst erforderliche Aufschrumpfen der Scheibenteile auf die Radachse entfällt. Die Dimensionierung der Radscheibe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 ergibt einerseits eine ausreichende Breite der als Tragfläche (Felge) für den Radreifen dienenden kegelstumpfförmigen Außenringfläche der Radscheibe, andererseits einen für die Bemessung der von den Außenflanken des mit Abstand zur Radscheibe angeordneten Radreifenansatzes und der spurkranzseitigen Bremsscheibe gebildeten Ringreibflächen ausreichenden radialen Abstand zwischen Radreifen und Nabe. Die spurkranzseitige Bremsscheibe hat einen Außendurchmesser, der geringer ist als der Innendurchmesser des Radreifens am Spurkranz. Der so zwischen Radreifen und Außendurchmesser der Bremsscheibe verbleibende Ringspalt verhindert, daß in diesem Bereich beim Bremsen durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Radreifen einerseits und Bremsscheibe andererseits Wärmespannungen auftreten. Das wäre nämlich der Fall, wenn sich die Bremsscheibe mit ihrem Außendurchmesser am Innendurchmesser des Radreifens abstützen würde. Außerdem ermöglicht dieser Ringspalt einen guten Abfluß der Kühlluft, die von der Nabe her um die Distanznocken herum in den Hohlraum zwischen Radscheibe und Bremsscheibe während der Fahrt eingesaugt wird. In den Figuren 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein erfindungsgemäßes Rad als Teil eines Radsatzes, das sich insbesondere für die Nachrüstung bereits im Verkehr befindlicher Radsätze eignet, um beim Austausch verschlissener Räder die Radachsen mit den vorgegebenen Nabensitzen wiederverwenden zu können. Die Räder werden dabei mit Nabenschrumpfsitz auf den Nabensitzen der Radachse befestigt. Fig. 1 zeigt ein Rad 1 mit einem Radreifen 2, einer Radscheibe 3 und einer Nabe 4. Von Schraubbolzen 5 mit Schraubköpfen 6 und Muttern 7 ist der Radreifen 2 mit seinem sich an seiner Außenflanke 8 zur Nabe 4 hin erstreckenden ringförmigen Ansatz 8′ gegen eine Bremsscheibe 9 auf der Radscheibe 3 kraftschlüssig verspannt. Die Schraubbolzen 5 durchdringen die Radscheibe 3 in Bohrungen 10. Die Schraubköpfe 6 sind in Bohrungen 11 des Ansatzes 8′ und die Muttern 7 in Bohrungen 12 der Bremsscheibe 9 versenkt. Die Anzahl der Schraubbolzen 5, die auf einem Kreisbogen in der Mitte der Bremsscheibe mit gleichem Abstand zueinander angeordnet sind, kann beliebig gewählt werden. Die Bremsscheibe 9 stützt sich mit Distanznocken 13 an der Radscheibe 3 derart ab, daß ihre Außenflanke 14 mit der Spurkranzflanke 15 fluchtet und zwischen Nabe 4 und Spurkranzflanke 15 jeweils einen Ringspalt 16, 16′ offenläßt. Die Distanznocken 13 der Bremsscheibe 9 weisen von den Bohrungen 12 axial abgesetzte Bohrungen 17 auf, die mit weiteren von den Bohrungen 11 axial abgesetzten Bohrungen 18 des Ansatzes 8′ fluchten. Beim Zusammenbau des Rades 1 werden die Schraubbolzen 5 durch die Bohrungen 18 des Ansatzes 8′, die Bohrungen 10 der Radscheibe 3 und die Bohrungen 17 der Distanznocken 13 der Bremsscheibe 9 geführt. Mittels der Muttern 7 wird der Radreifen 2 von den Schraubbolzen 5 und den Schraubköpfen 6 mit seiner kegelstumpfförmigen Innenwandung 19 auf die entsprechend kegelstumpfförmig ausgebildete Außenringfläche 20 der Radscheibe 3 von der Radaußenseite her mit Kegelpaßsitz aufgezogen. Die zur Radachse 21 hin um 3 - 8° geneigte Außenringfläche 20 der Radscheibe 3 ermöglicht es, den Radreifen 2 gegen die Bremsscheibe 9 auf der Radscheibe 3 derart zu verspannen, daß bei angezogenen Schraubbolzen 5 die Außenflanke 14 der Bremsscheibe 9 mit der Spurkranzflanke 15 des Radreifens 2 fluchtet und ein kraftschlüssiger Paßsitz gewährleistet ist. Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine für die erstmalige Fertigung eines Radsatzes vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rades im Querschnitt als Teil des Radsatzes. Die Radnabe 4 und die zugehörige Radscheibe 3 des Rades 1 sind dabei mit der Radachse 21 einstückig. Bei einstückiger Ausgestaltung von Radnabe 4, Radscheibe 3 und Radachse 21 ist die Bremsscheibe 9 mittig in zwei Hälften geteilt. Die Befestigung der Radreifen 2 auf den Radscheiben 3 erfolgt in der gleichen zu Fig. 1 beschriebenen Weise, so daß die weiteren Bezugszeichen der Fig. 2 mit denen der Fig. 1 identisch sind. |