GUMMIGEFEDERTES SCHIENENRAD

Die Erfindung betrifft ein gummigefedertes Schienenrad, das einen mit einem Spurkranz versehenen Radreifen und eine Felge aufweist, wobei die Felge mehrteilig ausgebildet ist und zwischen den Teilen der Felge mindestens zwei vorgespannte scheibenförmige Gummiplatten vorgesehen sind, die zumindest über die Hälfte ihres Querschnitts einen Winkel einschließen, der größer als 5° und kleiner als 45° ist.

Bei bekannten gummigefederten Schienenrädern der vorgenannten Art sind zwei Gummiplatten parallel zueinander angeordnet (DE-PS 19 57 382, DE-PS 21 42 774). Hierbei stehen die Gummiplatten durch die durch Schrauben aufgebrachte Vorspannung unter einer Druckbeanspruchung, werden aber im übrigen fast ausschließlich auf Schub beansprucht, so daß sich unzulässig große Federwege ergeben.

Bei einem anderen bekannten gummigefederten Schienenrad, bei dem in der Felge eine aus mehreren vorgespannten Gummikörpern gebildete ringförmige Einlage vorgesehen ist, wird der Gummikörper in vertikaler Richtung ausschließlich auf Druck und in horizontaler Richtung ausschließlich auf Schub beansprucht (DE-PS 33 28 321). Dadurch sind die Federwege in vertikaler Richtung sehr gering, während in horizontaler Richtung, in der eine Einfederung nicht erwünscht ist, sich große Federwege ergeben.

Bei einem weiteren bekannten gummigefederten Schienenrad schließen die Felgen einen Winkel ein (FR-PS 1 126 819). Bei diesem Schienenrad, bei dem die scheibenförmigen Gummiplatten auf Schub und Druck beansprucht werden, sind die Schwingungen im Schienenfahrzeug und damit der Verschleiß an Rad und Schiene reduziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten gummigefederten Schienenräder zu verbessern, wobei die nicht abgefederten Massen des Schienenfahrzeugs so gering wie möglich gehalten werden und darüber hinaus das unangenehme Kurvenquietschen des Schienenfahrzeugs vermieden wird.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß die Gummiplatten aus einem Gummi mit einer Härte von etwa 48 bis 60 Shore gebildet sind, wobei die Setzung nicht mehr als 12 % beträgt. Hierdurch wird das Verhältnis der dynamischen zur statischen Steifigkeit des Gummis (K_dyn zu K_stat) positiv beeinflußt. Dieses Verhältnis bestimmt - in Verbindung mit der Einfederung - den Grad der Vibrationsdämpfung im Rad und damit auch die Abstrahlung der Geräusche. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Erfindung eine starke Vorspannung der Gummiplatten, wobei die vertikale Einfederung im gewünschten Maße erhalten bleibt und die horizontale Einfederung nahezu den Wert Null aufweist.

Bei der geringen möglichen Einfederung des Schienenrades sollte das vorgenannte Verhältnis K_dyn zu K_stat nicht größer als 1,8 sein. Für die Gummiplatten ist daher ein entsprechender Gummi zu wählen. Vorzugsweise bestehen die Gummiplatten aus einem Gummi auf Naturkautschukbasis.

In Weiterbildung der Erfindung sind zwei Paare vorgespannter scheibenförmiger Gummiplatten nebeneinander angeordnet. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für solche Schienenräder, deren Felge mit Einbauten versehen ist, so daß nur eine verhältnismäßig geringe Bauhöhe zur Verfügung steht.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schienenrades schließen diejenigen Bereiche des Querschnitts der Gummiplatten, die der Achse des Schienenrades abgewandt sind, einen Winkel ein, dessen Spitze zum Radreifen des Schienenrades weist, wobei dieser Winkel etwa dem Winkel entspricht, den diejenigen Bereiche des Querschnitts der Gummiplatten bilden, die der Achse des Schienenrades zugewandt sind.

Das erfindungsgemäße gummigefederte Schienenrad kann noch dadurch verbessert werden, daß die scheibenförmigen Gummiplatten in der Weise mehrteilig ausgebildet sind, daß jeweils mindestens zwei scheibenförmige Gummiplatten konzentrisch zueinander angeordnet sind. Dies erlaubt eine sehr hohe Vorspannung der scheibenförmigen Gummiplatten.

Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen gummigefederten Schienenrades wird dadurch erzielt, daß der Querschnitt der Gummiplatten sowie die daran angrenzenden Flächen der Felge gewölbt ausgebildet sind.

Zweckmäßigerweise ist der Querschnitt der Gummiplatten im ungespannten Zustand derart konisch ausgebildet ist, daß der Querschnitt der Gummiplatten zur Achse des Schienenrades hin zunimmt. Dadurch wird ein Ansteigen der Vorspannung der Gummiplatten zur Achse des Schienenrades hin bewirkt.

Um in jedem Falle eine Berührung zwischen den sich gegeneinander zu bewegenden Teilen der Felge zu vermeiden, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zumindest an einem der sich gegeneinander zu bewegenden Teile der Felge ein Anschlag aus elastischem Werkstoff vorgesehen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Größe der Einfederung des Schienenrades in vertikaler und in horizontaler Richtung durch entsprechende Abstimmung des Maßes der Vorspannung der Gummiplatten und der Größe des von den Gummiplatten eingeschlossenen Winkels bestimmt, so daß die Härte des die Gummiplatten bildenden Gummis weitgehend frei bestimmt werden kann.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

einen Querschnitt durch die untere Hälfte eines gummigefederten Schienenrades;

Fig. 2

die Querschnittsfläche des unteren Bereichs einer Gummiplatte;

Fig. 3

die Querschnittsfläche des unteren Bereichs einer mehrteiligen Gummiplatte;

Fig. 4

einen Querschnitt durch die untere Hälfte eines zweiten gummigefederten Schienenrades;

Fig. 5

einen Querschnitt durch den unteren Bereich eines dritten gummigefederten Schienenrades;

Fig. 6

einen Querschnitt durch den unteren Bereich eines vierten gummigefederten Schienenrades.

Das in Fig. 1 dargestellte gummigefederte Schienenrad besteht aus einem mit einem Spurkranz 1 versehenen Radreifen 2 und einer Felge 3. Zwischen den Teilen 3.1, 3.2 und 3.3 der Felge 3 sind zwei vorgespannte scheibenförmige Gummiplatten 4 vorgesehen, die über einen wesentlichen Bereich ihres Querschnitts einen Winkel W1 einschließen, wobei die Spitze des Winkels W1 zur Achse 5 des Schienenrades weist. An dem Teil 3.3 der Felge 3 ist ein Anschlag 6 aus elastischem Werkstoff vorgesehen.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, kann der Querschnitt der Gummiplatten 4 im ungespannten Zustand derart konisch ausgebildet sein, daß er zur Achse 5 des Schienenrades hin zunimmt.

Fig. 3 zeigt eine mehrteilige Gummiplatte 4, die durch zwei konzentrisch zueinander angeordnete scheibenförmige Gummiplatten 4.1 und 4.2 gebildet ist.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel eines gummigefederten Schienenrades schließen diejenigen Bereiche des Querschnitts der Gummiplatten 4, die der Achse 5 des Schienenrades zugewandt sind, einen Winkel W1 ein, dessen Spitze zur Achse 5 des Schienenrades weist, während diejenigen Bereiche des Querschnitts der Gummiplatten 4, die der Achse 5 des Schienenrades abgewandt sind, einen Winkel W2 einschließen, dessen Spitze zum Radreifen 2 des Schienenrades weist.

In Fig. 5 ist ein Schienenrad dargestellt, bei dem der Querschnitt der Gummiplatten 4 sowie die daran angrenzenden Flächen der Teile 3.1, 3.2 und 3.3 der Felge 3 gewölbt ausgebildet sind.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen können der Radreifen 2 und das Teil 3.2 der Felge 3 auch einstückig ausgebildet sein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 6 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Paare vorgespannter scheibenförmiger Gummiplatten 4.3 und 4.4 nebeneinander angeordnet.