DE959374C

DE959374C - Light bike, especially for fast-moving rail vehicles

Info

Publication number: DE959374C
Application number: DER16746A
Authority: DE
Inventors: Horst Koenig; Eugen Lippl
Original assignee: Ruhrstahl AG
Current assignee: Ruhrstahl AG
Priority date: 1955-06-01
Filing date: 1955-06-01
Publication date: 1957-03-07

Description

Leichtrad, insbesondere für schnellfahrende Schienenfahrzeuge Aus der Erkenntnis heraus, daß die üblichen Schienenräder, insbesondere wegen ihres hohen Gewichtes, für schnell fahrende Fahrzeuge ungeeignet sind, besonders dann, wenn es sich um leichte Fahrzeuge handelt, hat man sogenannte Leichträder verschiedener Art entwickelt, die aber alle mehr oder weniger nicht befriedigen.Lightweight bike, especially for fast-moving rail vehicles the realization that the usual rail wheels, especially because of their heavy, unsuitable for fast moving vehicles, especially when it comes to light vehicles, there are so-called light bikes of various types Art developed, but none of them more or less satisfactory.

Bei der Entwicklung der Leichträder ist man zwei grundsätzlich verschiedene Wege gegangen. Bei der einen Entwicklung, die zu dem »Ürdinger Leichtrad« führte, sind Felge und Nabe als federnde Ringe ausgebildet, wobei die mit Felge und Nabe einstückige Einzelradscheibe durch eine einwellige Radialwellung, gegebenenfalls mit zusätzlicher Tangentialwellung und zusätzlicher Schlitzung der Scheibe, ebenfalls im gewissen Umfang elastisch ist. Diese Ausbildung erlaubt eine Verringerung der radialen Abmessungen von Nabe, Felge und Reifen und eine Verringerung der Scheibenkräfte gegenüber dem üblichen Starr-Schienenrad. Nabe und Reifen werden dabei auf die Welle bzw. Felge aufgepreßt oder aufgeschrumpft.There are two fundamentally different people in the development of light bikes Gone ways. In the one development that led to the »Ürdinger Leichtrad«, The rim and hub are designed as resilient rings, with the rim and hub One-piece single wheel disk through a single-shaft radial corrugation, if necessary with additional tangential corrugation and additional slitting of the disc, also is elastic to a certain extent. This training allowed a reduction in radial dimensions of the hub, rim and tire and a reduction in disc forces compared to the usual rigid rail wheel. The hub and tire are placed on the shaft or rim pressed on or shrunk on.

Die andere Entwicklung führte, insbesondere nachdem einwandfreie Schweißungen an den teilweise hochwertigen Werkstoffen der Schienenräder möglich waren, zu einer Ausbildung der Schienenräder mit aus dünnen Blechen gebildeter Doppelscheite, wobei die Einzelblechscheiben entweder ebenflächig oder schwach gekrümmt sind mit nach der Felge hin sich verringerndem gegenseitigem Abstand bei Anschweißung der Außenränder der Blechscheiben an der Felge, auf welche der Reifen aufgeschrumpft oder aufgepreßt ist. Der Scheibeninnenrand ist bei einer Ausführung dieser Doppelscheibenbauart unmittelbar an einem als Schweißansatz ausgebildeten Bund der Radsatzachswelle angeschweißt.The other development led, especially after flawless welds on the partly high-quality materials of the rail wheels were possible to one Training of the rail wheels with double billets formed from thin sheet metal, wherein the single sheet metal washers either flat or slightly curved are with the mutual distance decreasing towards the rim when welding the outer edges of the sheet metal discs on the rim onto which the tire is shrunk or is pressed on. In one design, the inner edge of the pane is of this double pane design welded directly to a collar of the wheelset axle shaft designed as a welded attachment.

Es sind auch bereits Leichträder für Schienenfahrzeuge in Doppelscheibenausführung mit nach dem Scheibenaußenrand hin gegeneinandergeneigten Einzelscheiben bekannt, bei denen die Scheiben, die an ringförmige Ansätze der im Preß- oder Schrumpfsitz auf der Achswelle sitzenden Nabe angenietet sind, mit ihren abgebogenen Außenrändern den Radreifen ohne radiale Vorspannung unter Sicherung gegen axiale Verschiebung tragen. Dabei ist es bei derartigen Rädern auch bekannt, die Scheiben an die ringförmigen 'Schweißansätze anzuschweißen.There are also light wheels for rail vehicles in double-disc design known with individual panes inclined towards one another towards the outer edge of the pane, in which the disks, which are attached to the annular lugs in the press fit or shrink fit are riveted to the hub seated on the axle shaft, with their bent outer edges the wheel tire without radial preload while being secured against axial displacement wear. It is also known for such wheels to attach the disks to the ring-shaped '' Welding attachments.

Das Leichtrad nach der Erfindung stellt eine Weiterentwicklung der Doppelscheibenausführung dar mit dem Ziel einer weiteren Gewichtsverminderung und einer Verminderung des Schwungmomentes. Zugleich strebt die Erfindung eine Verringerung der Neigung zu Eigenschwingungen an. Dabei vereinigt das Leichtrad gemäß der Erfindung mehrere an sich bekannte Merkmale und erzielt dadurch eine überraschende fortschrittliche Wirkung, wobei es sehr wesentlich ist, daß die Scheiben mehrfach radial gewellt sind. Bei dem erfindungsgemäßen Leichtrad sind die infolge der betrieblichen Radial- und Axialbelastungen in den Doppelscheiben hervorgerufenen Spannungen gänzlich anders als bei den bekannten Rädern dieser Art verteilt. Während bei den bekannten Rädern im Bereich des Überganges der Doppelscheiben zur Nabe, dem bruchgefährdeten Bereich, die von den betrieblichen Belastungen hervorgerufenen Spannungen ihr Maximum haben bzw. sehr hoch sind, ist gerade dieser Bereich bei den Rädern mit der Gesamtvereinigung der verschiedenen Merkmale praktisch keinen bzw. nur sehr geringen betrieblichen Spannungen ausgesetzt. Die Spannungen verteilen sich hier über den weiter außen liegenden Bereich der Doppelscheiben, wodurch es überhaupt erst möglich ist, durch entsprechend schwache Ausbildung der Wandstärken von Nabe, Scheiben und Felge die angestrebte Gewichtsverminderung zu erzielen. Weiterhin wird durch die Gesamtvereinigung der verschiedenen an sich bekannten Merkmale, wie sie die Erfindung vorsieht, eine große axiale elastische Verformbarkeit des Rades und damit eine stoßdämpfende Wirkung gegenüber den Axialkräften erreicht, ähnlich wie dies beim gummigefederten Schienenrad .der Fall ist.The light bike according to the invention represents a further development of the Double disc design with the aim of further reducing weight and a reduction in the moment of inertia. At the same time, the invention seeks a reduction the tendency to natural oscillations. The light bike unites according to the invention several features known per se and thereby achieved a surprisingly progressive one Effect, whereby it is very important that the disks are radially corrugated several times are. In the light wheel according to the invention, the operational radial and axial loads in the double pulleys are completely different than distributed in the known bikes of this type. While with the well-known wheels in the area of the transition from the double discs to the hub, the area at risk of breakage, the stresses caused by the operational loads are at their maximum or are very high, is precisely this area with the wheels with the overall association of the various characteristics practically none or only very little operational Exposed to tension. The tensions are distributed here over the farther out lying area of the double panes, which is what makes it possible in the first place correspondingly weak training of the wall thicknesses of the hub, discs and rim to achieve the desired weight reduction. Furthermore, through the entire association of the various features known per se, as provided by the invention, one great axial elastic deformability of the wheel and thus a shock-absorbing effect with respect to the axial forces, similar to that of the rubber-sprung rail wheel .the case is.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Leichtrad, insbesondere für schnell fahrende Schienenfahrzeuge, in geschweißter Doppelscheibenausbildung mit nach dem Scheibenaußenrand gegeneinandergeneigten Einzelscheiben, wobei die Scheiben, die an ringförmige Schweißansätze der im Preß-oder Schrumpfsitz auf der Achswelle sitzenden Nabe angeschweißt sind, vielfach radial gewellt sind und mit ihren abgebogenen Außenrändern den Radreifen ohne radiale Vorspannung unter Sicherung gegen axiale Verschiebung tragen. Dabei ist der Abstand der Einzelradscheiben voneinander am Außenumfang derselben durch einen Abstandsring gesichert, der zur Abführung der Bremswärme aus dem Radreifen zweckmäßig radiale Lochungen aufweist.The invention therefore relates to a light bike, in particular for Fast moving rail vehicles, in welded double pane design with Individual panes inclined towards each other towards the outer edge of the pane, whereby the panes, the ring-shaped welds in the press fit or shrink fit on the axle shaft seated hub are welded, are often radially corrugated and with their bent Outer edges of the wheel tires without radial preload while being secured against axial Wear displacement. The distance between the individual wheel disks is at The outer circumference of the same secured by a spacer ring, which is used to discharge the Braking heat from the wheel tire expediently has radial perforations.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Fig. I als Ausführungsbeispiel ein Radsatz im Schnitt dargestellt und in den Fig. 2 und 3 jeweils ein Teilausschnitt in vergrößertem Maßstab.To explain the invention is shown in FIG. I as an exemplary embodiment a wheel set shown in section and in Figs. 2 and 3 each a partial section on an enlarged scale.

Auf der Achswelle I sind die Naben 2 in bekannter Weise aufgeschrumpft oder aufgepreßt. Die Nabe besitzt einen Ringbund 3 als Schweißansatz für die beiden Einzelscheiben 4 und 5, die durch Schweißnähte 6 und 7 mit der Nabe verbunden sind. Diese Ringscheiben sind nach dem Außenumfang des Rades hin gegeneinander geneigt und vielfach gewellt. Am Außenrand der dünnwandigen Blechscheiben ist ein Abstandsring 8 vorgesehen. Die Außenränder der Blechscheiben sind axial nach außen abgewinkelt oder abgebördelt. Der Radreifen 9 ist vorspannungslos über die abgebördelten Außenränder der Ringscheibe übergeschoben. Zur Sicherung gegen axiale Verschiebung legt sich der Bordrand Io der Scheibe 4 gegen einen Innenbund des Radreifens 9 an, gegebenenfalls unter leichter Verschweißung von Scheibe und Innenbund. Der Bordrand II der anderen Scheibe 5 ist durch eine Schweißnaht mit der Radreifeninnenfläche verbunden.The hubs 2 are shrunk onto the axle shaft I in a known manner or pressed on. The hub has an annular collar 3 as a welding attachment for the two Individual disks 4 and 5, which are connected to the hub by welds 6 and 7. These ring disks are inclined towards one another towards the outer circumference of the wheel and often wavy. There is a spacer ring on the outer edge of the thin-walled sheet metal disks 8 provided. The outer edges of the sheet metal disks are angled axially outwards or flanged. The wheel tire 9 is free of tension over the flanged outer edges pushed over the washer. To secure against axial displacement lies down the rim Io of the disc 4 against an inner collar of the wheel tire 9, if necessary with light welding of the disc and inner collar. The curb II of the other Disk 5 is connected to the inner surface of the wheel tire by a weld seam.

Der Abstandsring 8 zwischen den beiden Scheiben 4, 5 erhält zweckmäßig radiale Bohrungen I2 zur Abführung der Wärme, die beim Bremsen, im Radreifen 9 entsteht.The spacer ring 8 between the two disks 4, 5 is expedient radial bores I2 for dissipating the heat that arises in the wheel tire 9 during braking.

Bei den beiden Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 und 3 ist die Anordnung und Ausbildung des Abstandsringes 8 gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. I geändert. Der Abstandsring 8 greift über die Borde i o und i i der Scheiben 4 und 5 herüber, und die Schweißnaht 13 erfaßt sowohl die Stirnkante des Abstandsringes als auch die Stirnkante des Bordrandes. Auf der anderen Seite des Rades ist die 'Sicherung des Radreifens gegen axiale Verschiebung auch bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 3 durch einen Innenbund am Radreifen gesichert.In the two embodiments according to FIGS. 2 and 3, the Arrangement and design of the spacer ring 8 compared to the embodiment after Fig. I changed. The spacer ring 8 engages over the borders i o and i i of the panes 4 and 5 across, and the weld seam 13 encompasses both the front edge of the spacer ring as well as the front edge of the curb. On the other side of the wheel is that 'Securing the wheel tire against axial displacement also in the exemplary embodiments 2 and 3 secured by an inner collar on the wheel tire.

Es sei noch bemerkt, daß der Anspruch i ausschließlich die Gesamtvereinigung seiner sämtlichen Merkmale schützen soll, also nicht auch die einzelnen Merkmale in ihrer Einzelanwendung. Da-. bei wird für die Ansprüche -> und 3 nur Schutz in Verbindung mit dem Hauptanspruch in Anspruch genommen.It should also be noted that claim i exclusively covers the whole association to protect all its features, i.e. not also the individual features in their single application. There-. for claims -> and 3 only protection in In connection with the main claim.

Bei der Radausbildung nach dem Vorschlag der Erfindung wird nicht nur die hauptsächlich angestrebte Gewichtsverminderung erreicht, vielmehr läßt sich auch durch geeignete Wahl der Tiefe und Länge der Wellen der Radscheiben die Entstehung von Eigenschwingungen derart beeinflussen, daß besondere Mittel zur Geräuschverminderung entbehrlich sind.In the wheel training according to the proposal of the invention is not only achieved the mainly aimed weight reduction, rather it can be also through a suitable choice of the depth and length of the shafts of the wheel disks from Influence natural vibrations in such a way that special means for noise reduction are dispensable.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Lightweight bicycles, especially for high-speed rail vehicles, in welded double pane design with inclined towards each other towards the outer edge of the pane Individual disks, characterized in that the disks (4, 5) attached to annular 'Welding attachments (3) that sit in a press or shrink fit on the axle shaft (I) Hub (2) are welded on, are often radially corrugated, and with their bent Outer edges (Io, II) the wheel tires (9) without radial pretension, under protection wear against axial displacement.

2. Lightweight bike according to claim I, characterized by one the distance between the individual wheel disks (4 5) from each other on the outer circumference of the same securing spacer ring (8).

3. Light wheel according to claim I and 2, characterized in that the spacer ring (8) has radial bores (I2) for dissipating the braking heat from the wheel tire (9). Documents considered: French Patent Nos. 752 965, 455 965, 887 630; British Patent Nos. 598 424 q, o8 68o; German patent specification No. 9o 639.