WO2018046745A1

WO2018046745A1 - Mehrteiliges, gefedertes schienenrad

Info

Publication number: WO2018046745A1
Application number: PCT/EP2017/072826
Authority: WO
Inventors: Franz Murawa
Original assignee: Bochumer Verein Verkehrstechnik GmbH
Current assignee: Bochumer Verein Verkehrstechnik GmbH
Priority date: 2016-09-12
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2018-03-15
Anticipated expiration: 2019-03-12
Also published as: CN109689395B; CN109689395A; PL3509872T3; EP3509872B1; ES2921883T3; DE102016117104A1; US11186120B2; US20190255880A1; EP3509872A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrteiliges Schienenrad mit einem Radreifen (4), mit einem Radkörper (2), mit einem zwischen dem Radreifen (4) und dem Radkörper (2) angeordneten elastischen Körper (3), über den der Radreifen (4) auf dem Radkörper (2) abgestützt ist, sowie mit mindestens einem von der einen Stirnseite her an den Radkörper (2) angesetzten Spannelement, über das der elastische Körper (3) mittels an dem Radkörper (2) angreifender Spannmittel (6) gegen den Radkörper (2) und den Radreifen (4) verspannt ist, wobei der Radkörper (2) mindestens in dem Bereich, gegen den das Spannmittel (6) wirkt, aus einem Leichtmetallwerkstoff besteht. Das erfindungsgemäße mehrteilige, in sich elastisch gefederte Schienenrad gewährleistet bei einfacher Montierbarkeit und De-Montierbarkeit mit einfachen Mitteln eine sichere Verspannung der zusammenwirkenden Bauteile. Dies wird dadurch erreicht, dass an der dem Spannelement (5) axial gegenüberliegenden Stirnseite (11) des Radkörpers (2) als Gegenlager, an dem die Spannmittel (6) angreifen, mindestens ein Gegenlagerelement (7, 31) vorgesehen ist, das aus einem Werkstoff besteht, der eine höhere Festigkeit aufweist als der Leichtmetallwerkstoff des Radkörpers (2).

Description

Mehrteiliges, gefedertes Schienenrad

Die Erfindung betrifft ein mehrteiliges Schienenrad mit einem Radreifen, einem Radkörper und einem zwischen dem Radreifen und dem Radkörper angeordneten elastischen Körper, über den der Radreifen auf dem

Radkörper abgestützt ist, sowie mit einem von der einen Stirnseite her an den Radkörper angesetzten Spannelement, über das der elastische Körper mittels an dem Radkörper angreifender Spannmittel gegen den Radkörper und den Radreifen verspannt ist, wobei der Radkörper mindestens in dem Bereich, gegen den das Spannmittel wirkt, aus einem Leichtmetallwerkstoff besteht.

Ein Schienenrad dieser Art ist beispielsweise aus der EP 0 733 493 B1 bekannt. Das bekannte Schienenrad ist aus einem aus Stahl geschmiedeten bzw. gewalzten Radreifen und einem aus einer Aluminiumlegierung oder einem anderen Leichtmetallwerkstoff hergestellten Radkörper gebaut, welcher die Radnabe umfasst, über die das Schienenrad im Gebrauch auf der Achse des jeweiligen Schienenfahrzeugs gelagert ist. In dem Radreifen sind Aussparungen und in der Radfelge Nuten zum Einlegen von

Gummiringen zwischen dem Radreifen und dem Umfang des Radkörpers vorgesehen. Die Gummiringe bilden einen elastischen Körper, über die der Radreifen elastisch auf der am Umfang des Radkörpers gebildeten Radfelge abgestützt ist. Durch einen als Spannelement vorgesehenen keilförmigen Spannring sind die Gummiringe zwischen dem Radkörper und dem

Radreifen verspannt. Zu diesem Zweck ist von der einen Stirnseite des Radkörpers her ein an deren Außenumfang umlaufender Umfangsabsatz ausgebildet, auf den der Spannring aufgeschoben ist. Über seinen Umfang verteilte, als Spannmittel dienende Befestigungsschrauben ziehen den Spannring gegen einen an der gegenüberliegenden Stirnseite umlaufenden Umfangsabschnitt der Radfelge. Die Befestigungsschrauben greifen dazu an dem Radkörper an, indem sie achsparallel zur Drehachse des Schienenrads ausgerichtet durch in den Spannring eingeformte Durchgangsöffnungen geführt und in Gewindeöffnungen eingeschraubt sind, die in den

Umfangsabschnitt des Radkörpers eingeformt sind.

Zu Beginn des Zusammenbaus des bekannten Schienenrads befindet sich der Spannring in axialer Richtung der Drehachse in einem Abstand zum Umfangsabschnitt des Radkörpers. Die Gummiringe sitzen dabei an einem tiefen Punkt der V-förmig aufeinander zulaufenden Umfangsflächen des Spannrings und des Umfangsabschnitts des Radkörpers. Werden

anschließend die Befestigungsschrauben angezogen, werden die

Gummiringe zunehmend in radialer Richtung geweitet und dabei gegen die Innenumfangsfläche des auf dem äußeren der Ringe sitzenden Radreifens gedrückt. Bei fertig verspanntem Schienenrad ist der Radreifen auf diese Weise mit einer definierten elastischen Spannkraft auf dem Radkörper gehalten und gleichzeitig elastisch gegen die Radfelge abgestützt. Um die Verschiebung des Spannrings zu erleichtem und Verschleißerscheinungen zu mindern, kann die um den Umfang des Umfangsabsatzes des

Radkörpers umlaufende Fläche mit einer dauerhaften und vorzugsweise in die Flächen eingelagerten Beschichtung versehen sein.

Bei nach dem Muster des voranstehend erläuterten Schienenrads gebauten Schienenrädern bilden der Radkörper und der den elastischen Körper tragende Spannring nach der Fertigmontage eine Einheit. Zur sicheren Übertragung aller im Betriebseinsatz auftretenden Kräfte kann der Spannring zusätzlich mittels Presspassung auf dem Radkörper fixiert werden. Die Praxis zeigt allerdings, dass beim Verspannen der

Befestigungsschrauben große Kräfte auftreten. Diese Kräfte resultieren aus den Relativbewegungen, zu denen es im Zuge des über die Schrägflächen des Spannrings und des Umfangsabsatzes des Radkörpers erfolgenden Aufweitens des elastischen Körpers kommt. In Kombination damit, dass während der Bewegungen gleichzeitig auch der Pressverband zwischen dem Radreifen und dem Radkörper hergestellt wird, führen diese

Bewegungen zu erheblichen Reibungskräften, die durch die über die

Befestigungsschrauben übertragenen Spannkräfte überwunden werden müssen.

Hier ergibt sich die Gefahr, dass der Leichtmetallwerkstoff, aus dem der Radkörper im Bereich seines Umfangsabschnitts besteht, in den die

Gewinde geschnitten sind, in die die Befestigungsschrauben eingeschraubt werden, den bei der Montage oder im Einsatz auftretenden Belastungen nicht standhält. Dieser Gefahr kann entsprechend den für die Gestaltung von Schraubverbindungen, bei denen ein Verbindungspartner aus einem Aluminiumwerkstoff besteht, geltenden Prinzipien dadurch begegnet werden, dass die Einschraublängen der Schrauben vergrößert oder vielfach zusätzliche Gewindeeinsätze aus Stahl in in den Radkörper eingebrachten Aufnahmegewinde eingesetzt werden. Ein Nachteil dieser Maßnahmen ist jedoch, dass die zur Sicherung der Schraubverbindung notwendige

Klemmlänge der Schrauben reduziert wird und bei Verwendung von zusätzlichen Gewindeeinsätzen der erforderliche Durchmesser größer wird. Dies führt wiederum zu einer Verschlechterung des Festigkeitsverhaltens der die Aufnahmegewinde jeweils umgebenden Bereiche des Radkörpers. Ebenso werden bei Verwendung von Einschraubhülsen die Möglichkeiten der Schraubensicherungen insbesondere durch Kleben eingeschränkt.

Gleichzeitig besteht die Gefahr, dass beim Lösen der

Befestigungsschrauben die Einschraubhülsen ebenfalls aus dem Radkörper herausgedreht werden. Vor dem Hintergrund des Standes der Technik hat sich somit die Aufgabe ergeben, ein mehrteiliges, in sich elastisch gefedertes Schienenrad der voranstehend erläuterten Art zu schaffen, bei dem bei einfacher

Montierbarkeit und De-Montierbarkeit mit einfachen Mitteln eine sichere Verspannung der zusammenwirkenden Bauteile gewährleistet ist.

Die Erfindung hat diese Aufgabe durch das in Anspruch 1 angegebene Schienenrad gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen

Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.

In Übereinstimmung mit dem eingangs erläuterten Stand der Technik umfasst ein erfindungsgemäßes mehrteiliges Schienenrad demnach einen Radreifen, einen Radkörper, einen zwischen dem Radreifen und dem Radkörper angeordneten elastischen Körper, über den der Radreifen auf dem Radkörper abgestützt ist, sowie mindestens ein von der einen Stirnseite her an den Radkörper angesetztes Spannelement, über das der elastische Körper mittels an dem Radkörper angreifender Spannmittel gegen den Radkörper und den Radreifen verspannt ist, wobei der Radkörper mindestens in dem Bereich, gegen den das Spannmittel wirkt, aus einem Leichtmetallwerkstoff besteht.

Erfindungsgemäß ist bei einem solchen Schienenrad nun an der dem Spannelement axial gegenüberliegenden Stirnseite des Radkörpers als Gegenlager, an dem die zum Verspannen des Spannelements

vorgesehenen Spannmittel angreifen, mindestens ein Gegenlagerelement vorgesehen, das aus einem Werkstoff besteht, der eine höhere Festigkeit aufweist als der Leichtmetallwerkstoff des Radkörpers. Ein erfindungsgemäßes Schienenrad ist also so ausgestaltet, dass auf der einen Außenseite des Radkörpers ein unabhängig vom Radkörper vorgefertigtes Gegenlagerelement vorgesehen ist. Das Gegenlagerelement kann auf diese Weise unabhängig vom Werkstoff des Radkörpers so ausgelegt werden, dass es einerseits die auftretenden Kräfte aufgrund seiner Materialeigenschaften sicher aufnehmen kann und andererseits die von ihm aufgenommenen Kräfte großflächig auf den ihm zugeordneten Bereich des Radkörpers verteilt, so dass lokale Belastungsspitzen

vermieden und damit einhergehend die Gefahr einer Beschädigung des Leichtmetall- Schienenradkörpers sicher vermieden wird. Die Erfindung erlaubt es auf diese Weise auch, das Leichtmetallmaterial, aus dem der Radkörper eines erfindungsgemäßen Schienenrads zumindest in dem Bereich besteht, gegen den die Verspannung des Spannelements

vorgenommen wird, ohne Rücksicht auf irgendwelche Kräfte auszulegen, welche über die Spannmittel direkt eingeleitet werden und dementsprechend vom Material des Radkörpers ebenso direkt aufgenommen werden müssten. Dementsprechend lassen sich unter Berücksichtigung der üblichen Regeln für die Auslegung von Leichtmetallbauteilen der hier in Rede stehenden Art für den Radkörper sämtliche in der Praxis bewährten oder für diesen Zweck noch entwickelten Leichtmetallwerkstoffe, insbesondere Werkstoffe auf Aluminiumbasis, verwenden.

Grundsätzlich ist für die Verspannung des Spannelements an oder auf dem Radkörper jedes Element geeignet, das in der Lage ist, die erforderlichen Spannkräfte zu übertragen und das Spannelement bei fertiger Montage in seiner Spannstellung zu halten. Denkbar sind hier sämtliche

Spannelemente, die durch Kraft- oder Formschluss den sicheren Halt des Spannelements am Radkörper bewirken können. In der Praxis eignen sich hierzu insbesondere Spannschrauben, wie sie aus dem Stand der Technik an sich ebenfalls bekannt sind. Diese lassen sich zum Verspannen des Spannelements in Gewindeöffnungen schrauben, welche in das

Gegenlagerelement eingeformt sind.

Eine kostengünstige und gleichzeitig praxisgerechte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Gegenlagereiement aus einem Stahlwerkstoff mit ausreichender Festigkeit besteht. Hierfür kommen insbesondere hochfeste Stahlgüten in Frage, wie beispielsweise die unter den

Bezeichnungen 42CrMo4 (Werkstoffnr. 1.7225), 34CrNiMo6 (Werkstoffnr. 1.6582) oder 30CrNiMo8 (Werkstoffnr. 1.6580) bekannten Stähle.

Die Verschraubung des Radfelgenrings mit einem aus einem hochfesten Material bestehenden Gegenlagerelement hat den besonderen Vorteil, dass die in das Gegenlagerelement eingeformten Gewindelöcher eine

stahltypische Einschraublänge aufweisen können. Dadurch werden schon bei vergleichbar kurzer Gewindelänge große Spannkräfte und damit einhergehend eine gute Sicherungswirkung der Schraubverbindung selbst erreicht.

Als zusätzliche Sicherung der als Spannmittel eingesetzten

Befestigungsschrauben gegen selbsttätiges Verdrehen oder Lösen kann ein geeigneter, marktüblicher Schraubenkleber verwendet werden. Dadurch kann auf die Verwendung von mechanisch wirkenden Sicherungselementen, wie an das Spannmittel angeschlagene Rippen oder desgleichen, verzichtet werden, die sich in die Oberfläche des Schienenrads fressen und zu unzulässigen Beschädigungen führen würden und unerwünschte Setzungen der durch die Spannmittel bewirkten Verbindung verursachen könnten.

Das Gegenlagerelement ist praktischerweise in einem Bereich angeordnet, der an die außenumfangseitig am Radkörper ausgebildete Radfelge angrenzt. Der Radkörper kann in an sich bekannter Weise einstückig aus einem

Leichtmetallwerkstoff, insbesondere einem Aluminiumwerkstoff, gefertigt, insbesondere geschmiedet, sein.

Der mindestens eine bei einem erfindungsgemäßen Schienenrad

vorgesehene elastische Körper besteht typischerweise aus einem

Elastomer. Dabei kann der elastische Körper als ein geschlossener Ring ausgebildet sein, der im Spalt zwischen dem Radkörper und dem Radreifen des erfindungsgemäßen Schienenrads liegt. Genauso können jedoch, in ebenfalls bekannter Weise, mehrere elastische Körper vorgesehen sein, die beispielsweise in gleichmäßigen Winkelabständen um die Drehachse des Schienenrads verteilt zwischen dem Radkörper und dem Radreifen angeordnet sind. Auch kann der jeweils zum Einsatz kommende elastische Körper zwei- oder mehrschichtig oder zwei- oder mehrteilig aufgebaut sein, um seine Eigenschaften optimal an die sich in der Praxis ergebenden Belastungen anzupassen.

Eine optimal großflächige Verspannung des Spannelements an der

Schienenradscheibe bei gleichzeitig optimaler Masseverteilung ergibt sich dann, wenn das Gegenlagerelement ringförmig ausgebildet ist. Dabei kann das Gegenlagerelement aus einem Ring bestehen oder aus zwei oder mehreren Segmenten zusammengesetzt sein, die insbesondere

bogenförmig ausgebildet sind. Durch die mehrstückige Ausführung ist ein Austausch einzelner Segmente möglich, wenn diese bei der Montage oder im Einsatz beschädigt werden.

Bei einer insgesamt ringförmigen Gestaltung des Gegeniagerelements kann es zweckmäßig sein, wenn das Gegenlagerelement an einem am Radkörper ausgebildeten, um die Drehachse des Schienenrads umlaufenden und koaxial zu dieser ausgerichteten Umfangsabsatz sitzt. Auf diese Weise lässt sich eine einfache Montage bei gleichzeitig sicherem Sitz ermöglichen. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Umfangsabsatz eine der Drehachse zugewandte Innenumfangsfläche aufweist, an der das Gegenlager anliegt.

Alternativ zu einer ringförmigen, gegebenenfalls aus Einzelsegmenten zusammengesetzten Ausführung mit einer der Anzahl der Spannmittel entsprechenden Anzahl von Angriffspunkten, wie Gewindeöffnungen, für die Spannmittel, beispielsweise die Befestigungsschrauben, kann auch eine den vorgesehenen Spannmitteln entsprechende Anzahl von

Gegenlagerelementen vorhanden sein, welche dann um die Drehachse des Schienenrads verteilt an der vom Spannelement abgewandten Seite des Radkörpers angeordnet und dort drehfest gehalten sind.

Unabhängig davon, wie das jeweilige Gegenlagerelement ausgeführt ist, ergibt sich ein besonders sicherer Sitz, wenn das jeweilige

Gegenlagerelement in einer in den Radkörper eingeformten Aufnahme sitzt. Diese Aufnahme kann als Einsenkung in das Material des Radkörpers derart eingeformt sein, dass das Gegenlager mindestens spielfrei in der Aufnahme sitzt.

Dabei ist es günstig, wenn das Gegenlager bezogen auf die stirnseitige Außenfläche des Radkörpers flächenbündig in der Aufnahme eingelassen ist. Im Fall, dass das Gegenlagerelement ringförmig ist, kann die Aufnahme ringnutförmig und koaxial zur Drehachse des Schienenrads ausgerichtet sein. Im Fall, dass mehrere einzelne Gegenlagerelemente vorgesehen sind, können diese entsprechend der Anordnung der Spannmittel, wie den

Befestigungsschrauben, in gleichmäßigen Winkelabständen um die

Drehachse des Schienenrads verteilt angeordnet sein.

Sind zwei oder mehr Gegenlagerelemente vorgesehen, können diese selbstverständlich so ausgebildet sein, dass nicht nur jeweils ein

Spannmittel, sondern auch zwei oder mehr Spannmittel mit jeweils einem dieser Gegenlagerelemente zusammenwirken. Durch Einpressen, Einschrumpfen, Einwalzen, Einklemmen, Einkleben, Klebschrumpfen oder in sonstiger geeigneter Weise kann das Gegenlager in die Aufnahme des aus Leichtbauwerkstoff bestehenden Radkörpers als tragende Einheit integriert werden, um den andernfalls in Folge des

Einformens der Aufnahme eintretenden Tragfähigkeitsverlust zu

kompensieren.

Auch im Fall, dass vereinzelte Gegenlagerelemente vorgesehen sind, können diese jeweils in einer Aufnahme sitzen, die in den den

Gegenlagerelementen zugeordneten Abschnitt des Radkörpers eingeformt sind.

Um das oder die Gegenlager gegen ein Verdrehen in der ihnen

zugeordneten Aufnahme zu sichern, können das jeweilige Gegenlager und die ihm zugeordnete Aufnahme an ihrem Umfang mit einer von einem Kreis abweichenden Kontur versehen sein. So kann es zweckmäßig sein, das Gegenlager an seinem äußeren Umfang und die zugeordnete Aufnahme an ihrem inneren Umfang nach Art eines Polygonzugs auszubilden, wobei auch hier das Gegenlager optimaler Weise durch Einpressen, Einschrumpfen, Einkleben oder Klebschrumpfen mit dem Radkörper verbunden wird. Dabei dient die von der Kreis- bzw. Zylinderform abweichende Umfangsform von Gegenlager und Aufnahme in erster Linie dazu, Verdrehungen des

Gegenlagers während des Verspannens des Spannelements zu vermeiden. Im Fall, dass als Spannmittel Befestigungsschrauben eingesetzt werden, kann dies alternativ oder ergänzend aber auch dadurch erreicht werden, dass die entsprechenden Gewindeöffnungen der Gegenlager exzentrisch in Bezug auf die Längsachse des Gegenlagers positioniert werden.

Das Spannelement kann in an sich bekannter Weise als Spannring ausgebildet sein. Dieser Ring kann beim fertig montierten Schienenrad die eine Hälfte der Felge bilden, auf der der Radreifen über den elastischen Körper abgestützt ist. Selbstverständlich ist es dabei auch hier möglich, den Spannring in zwei oder mehr Einzelsegmente aufzuteilen, um beispielsweise die Montage, De-Montage oder Reparatur zu erleichtern. Dabei erweist es sich für eine gleichmäßige Verspannung des elastischen Körpers als besonders vorteilhaft, wenn bei fertig montiertem Schienenrad die

Außenumfangsfläche des Spannelements und die Außenumfangsfläche des Radkörpers in einem Schnitt längs der Drehachse des Schienenrads V- förmig aufeinander zulaufen.

Dabei erweist es sich auch bei einem erfindungsgemäßen Schienenrad als besonders günstig, wenn an der dem Spannelement zugewandten Seite des Radkörpers ein umlaufender Absatz mit einer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist, auf der das Spannelement beim Verspannen oder Lösen des Spannelements gleitet. Um einen optimal sicheren Sitz zu gewährleisten, kann das Spannelement im Presssitz auf der Umfangsfläche sitzen. Um dabei den Radkörper gegen Pressschäden zu schützen, kann die

Umfangsfläche, auf der das Spannelement beim Verspannen gleitet, in an sich bekannter Weise mit einer reibungsmindernden oder die

Verschleißbeständigkeit erhöhenden Beschichtung versehen sein. Diese Beschichtung kann beispielsweise galvanisch oder durch thermisches Spritzen aufgetragen werden. Ein guter elektrischer Übergang zwischen dem Spannelement und dem Radkörper kann dabei dadurch erreicht werden, dass als Beschichtungsmittel Molybdän eingesetzt wird, welches beispielsweise durch Flammspritzen aufgetragen wird, wobei die nach einer abschließenden Fertigbearbeitung der Schicht vorhandene Schichtdicke 0,15 bis 0,3 mm beträgt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Deren Figuren zeigen jeweils schematisch:

Fig. 1 ein Schienenrad in einem halben Axialschnitt in einer zur Montage vorbereiteten Stellung; Fig. 2 das Schienenrad in einer der Fig. 1 entsprechenden Ansicht im fertig montierten Zustand;

Fig. 3 den Radkörper des Schienenrads gemäß den Figuren 1 und 2 in einer der Fig. 1 entsprechenden Ansicht;

Fig. 4 den Radkörper gemäß Fig. 3 in einer frontalen Ansicht;

Fig. 5 eine alternative Ausführung eines Radkörpers in einer der Fig. 3 entsprechenden Ansicht;

Fig. 6 den Radkörper gemäß Fig. 5 in einer frontalen Ansicht;

Fig. 7 eine alternative Ausführung eines Radkörpers in einer der Fig. 3 entsprechenden Ansicht;

Fig. 8 den Radkörper gemäß Fig. 5 in einer frontalen Ansicht.

Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Schienenrad 1 umfasst einen Radkörper 2, einen elastischen Körper 3, einen Radreifen 4, einen

Spannring 5, eine Vielzahl von als Spannmittel dienenden

Befestigungsschrauben 6 und ein Gegenlagerelement 7.

Der Radkörper 2 ist in an sich bekannter Weise einstückig aus einem hierfür in der Praxis bewährten Aluminiumwerkstoff geschmiedet. Er besitzt eine zentrale Nabenöffnung 8, durch die die Drehachse D des Schienenrads 1 verläuft. Um den Umfang des Radkörpers 2 läuft ein Umfangsabsatz 9 um, der sich etwa über die Hälfte der Breite B des Radkörpers 2 erstreckt und dessen Umfangsfläche 10 in Richtung der Breitenmitte des Radkörpers 2 nach Art eines Konusrings schräg abfallend geformt ist. An seinem axial außen liegenden, der einen Stirnseite 11 des Radkörpers 2 zugeordneten Rand trägt der Umfangsabsatz 9 einen umlaufenden Steg 2. Von der Stirnseite 1 her ist in den Umfangsabsatz 9 eine um die Drehachse D umlaufende, nach Art einer Ringnut geformte Aufnahme 13 eingeformt.

In der Aufnahme 13 ist das als Ring ausgebildete, aus einem hochfesten Stahl bestehende Gegenlagerelement 7 eingepresst. Das

Gegenlagerelement 7 ist mit seiner der Stirnseite 11 zugeordneten Seite flächenbündig zur freien Oberfläche des Radkörpers 2 auf der Stirnseite 11 ausgerichtet und weist in gleichmäßigen Winkelabständen um die

Drehachse D verteilte Gewindeöffnungen 14 auf. In Verlängerung der Gewindeöffnungen 14 sind in den Umfangsabsatz 9 zylindrische

Durchgangsöffnungen 15 eingeformt, die sich achsparallel zur Drehachse D erstrecken und deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Gewindeöffnungen 14.

Durch die Durchgangsöffnungen 15 ist der Gewindeschaft 16 jeweils einer Befestigungsschraube 6 geführt. Der Schraubenkopf 17 dieser

Befestigungsschraube 6 ist gegen den Grund einer Ausnehmung 18 abgestützt, die von der anderen Stirnseite 19 des Radkörpers 2 her in den Spannring 5 eingeformt ist. Der Spannring 5 besteht beispielsweise ebenfalls aus einem Aluminiumwerkstoff und weist eine koaxial zur

Durchgangsöffnung 15 ausgerichtete, zylindrische Durchgangsöffnung 20 auf, durch die ebenfalls der Gewindeschaft 16 der Befestigungsschraube 6 geführt ist. Die dem Radreifen 4 zugeordnete äußere Umfangsfläche 21 des Spannrings 5 ist, im Axialschnitt betrachtet (Fig. 1 ,2), unter dem gleichen Winkel in Richtung der Breitenmitte des Radkörpers 2 geneigt wie die Umfangsfläche 10 des Umfangsabsatzes 9. Im Axialschnitt betrachtet laufen die Umfangsflächen 10,21 somit V-förmig aufeinander zu. An seinem der anderen Stirnseite 19 zugeordneten Rand ist die Umfangsfläche 21 durch einen umlaufenden, radial nach außen vorstehenden Steg 22 begrenzt. Auf den Umfangsflächen 10,21 sitzt der hier beispielsweise ringförmige elastische Körper 3. Dessen den Umfangsflächen 10,21 zugeordneten Innenumfangsflächen 23 sind entsprechend den Umfangsflächen 10,21 im Axialschnitt gesehen V-förmig angeschrägt. Ebenso sind auch die äußeren, dem Radreifen 4 zugeordneten Umfangsflächen 24 des elastischen Körpers 3 entsprechend im Axialschnitt gesehen V-förmig angeschrägt. Im Bereich der den Stirnseiten 11 und 19 zugeordneten Rändern der

Innenumfangsflächen 23 läuft wiederum jeweils ein Steg 25,26 um. Auf diese Weise ist der elastische Körper 3 zwischen den Stegen 25,26 des Radreifens 4 bereits im zur Montage vorbereiteten Stadium formschlüssig gehalten und lagerichtig positioniert (Fig. 1).

Der elastische Körper 3 besteht aus einem für diesen Zweck bereits bewährten Elastomerwerkstoff. Er kann als einstückiger Ring ausgebildet oder aus mehreren einzelnen Segmenten zusammengesetzt sein. Ebenso können anstatt eines ringförmigen elastischen Körpers 3 mehrere räumlich getrennt voneinander in gleichmäßigen Winkelabständen um die Drehachse D verteilt angeordnete, blockartige elastische Körper im durch die äußeren Umfangsflächen 10,21 und die im Axialschnitt gesehen ebenfalls V-förmig aufeinander zulaufenden Innenumfangsflächen des Radreifens 4

vorgesehen sein.

Der im Bereich seiner Lauffläche 27 in üblicher Weise gestaltete Radreifen 4 besteht beispielsweise aus einem hierfür bewährten Stahlmaterial.

Umfangsseitig wird die nicht von dem Umfangsabsatz 9 eingenommene andere Hälfte der Breite B des Radkörpers 2 von einem Absatz

eingenommen, dessen Umfangsfläche 28 parallel zur Drehachse D ausgerichtet ist. Auf die Umfangsfläche 28 ist der Spannring 5 mit Presssitz aufgepresst. Um dabei ein Materialfressen zu verhindern, ist die

Umfangsfläche 28 in an sich bekannter Weise mit einer 0,2 mm dicken Mo-Schicht 29 beschichtet. Zum Zusammenbau des Schienenrads 1 wird der elastische Körper 3 in den Radreifen 4 gelegt, so dass er bündig zwischen den Stegen 25,26 des Radreifens 4 sitzt. Dann wird die Kombination aus elastischem Körper 3 und Radreifen 4 von der Stirnseite 19 her auf die Umfangsfläche 10 des

Umfangsabschnitts 9 geschoben.

Nun wird der Spannring 5 auf die Umfangsfläche 28 gepresst, bis das freie Ende des Gewindeschafts 16 der in ihn gesteckten Befestigungsschrauben 6 die jeweils zugeordnete Gewindeöffnung 14 im Gegenlagerelement 7 erreichen. Daraufhin werden die Befestigungsschrauben 6 angezogen. Der Spannring 5 bewegt sich dementsprechend in Achsrichtung A auf den Umfangsabschnitt 9 zu. Die dabei auftretenden Zugkräfte werden vom Gegenlagerelement 7 aufgenommen und großflächig auf den

Umfangsabsatz 9 verteilt. Das Anziehen der Befestigungsschrauben 6 wird fortgesetzt, bis der Spalt zwischen dem Umfangsabsatz 9 und dem

Spannring 5 annähernd geschlossen ist. Dabei gleitet der elastische Körper 3 auf den schräg verlaufenden Umfangsflächen 10,21 von Spannring 5 und Umfangsabsatz 9. Damit einhergehend wird er in radialer Richtung R geweitet und gegen die Innenumfangsflächen 23 des Radreifens 4 gedrückt.

Auf diese Weise befindet sich der elastische Körper 3 mit dem von ihm getragenen Radreifen 4 in der vorgesehenen Position, wenn der Spannring 5 seine Endposition auf der Umfangsfläche 28 erreicht hat. Gleichzeitig ist der elastische Körper 3 in der vorgesehenen Weise vorgespannt.

Die Grundgestalt des in den Fig. 5 und 6 dargestellten Radkörpers 30 ist gleich der Gestaltung des Radkörpers 2. Allerdings ist hier jeder

Befestigungsschraube 6 ein eigenes, jeweils eine Gewindeöffnung aufweisendes Gegenlagerelement 31 und jedem Gegenlagerelement 31 eine eigene, von der ersten Stirnseite 32 des Radkörpers 30 her in dessen Umfangsabschnitt 33 eingeformte Aufnahme 34 zugeordnet. Die Aufnahmen 34 weisen dabei eine sechskantförmige Innenkontur auf. Dementsprechend sind die Gegenlagerelemente 31 an ihrem äußeren Umfang entsprechend sechskantförmig geformt. Die Abmessungen der Gegenlagerelemente 31 sind dabei so an die Abmessungen der Aufnahme 34 angepasst, dass die Gegenlagerelemente 31 mit einem vorbestimmten Presssitz in der jeweils zugeordneten Aufnahme 34 sitzen und dabei bündig zur freien Oberfläche des Radkörpers 30 an der Stirnseite 32 ausgerichtet sind. Durch die

Sechskantform der Aufnahmen 34 und der Gegenlagerelemente 31 ist eine Verdrehsicherung erreicht, durch die ein unbeabsichtigtes Durchdrehen oder Herausschrauben der Gegenlagerelemente 31 beim Anziehen oder Lösen der Befestigungsschrauben 6 verhindert ist.

Bei der in den Figuren 7 und 8 gezeigten Ausführung stimmt die

Grundgestalt des Radkörpers 40 wiederum mit der des Radkörpers 2 überein. Jedoch ist hier von der einen Stirnseite 41 her anstelle einer nutförmigen Aufnahme ein umlaufender Absatz 42 in den Radkörper 2 eingeformt. Das ringförmige Gegenlagerelement 7 sitzt auf dem Absatz 42. Dabei ist der Innendurchmesser der um die Drehachse D umlaufenden Innenumfangsfläche 43 des Absatzes 42 so an die Außenabmessungen des Gegenlagerelements 7 angepasst, dass das Gegenlagerelement 7 im zwischen der äußeren Umfangsfläche des Gegenlagerelements 7 und der Innenumfangsfläche 43 des Absatzes 42 wirkenden Presssitz an dem Absatz 42 gehalten ist.

Die Montage der in den Figuren 5 - 8 dargestellten Varianten der Erfindung erfolgt in derselben Weise, wie sie oben für das in den Figuren 1 - 4 gezeigte Ausführungsbeispiel angegeben worden ist. BEZUGSZEICHEN

1 Schienenrad

2 Radkörper

3 elastischer Körper

4 Radreifen

5 Spannring (Spannelement)

6 Befestigungsschrauben (Spannmittel)

7 Gegenlagerelement

8 Nabenöffnung des Radkörpers 2

D Drehachse des Schienenrads 1

9 Umfangsabsatz des Radkörpers 2

B Breite des Radkörpers 2

10 Umfangsfläche des Umfangsabsatzes 9

11 Stirnseite des Radkörpers 2

12 umlaufender Steg des Umfangsabsatzes 9

13 Aufnahme für das Gegenlagerelement 7

14 Gewindeöffnungen des Gegenlagerelements 7

15 zylindrische Durchgangsöffnungen des Umfangsabsatzes 9

16 Gewindeschaft der Befestigungsschrauben 6

17 Schraubenkopf der Befestigungsschrauben 6

18 Ausnehmungen 18 des Spannrings 5

19 andere Stirnseite des Radkörpers 2

20 Durchgangsöffnungen des Spannrings 5

21 äußere Umfangsfläche des Spannrings 5

22 Steg

23 Innenumfangsflächen des elastischen Körpers 3

24 äußere Umfangsflächen des elastischen Körpers 3

25,26 Stege des Radreifens 4

27 Lauffläche des Radreifens 4

28 Umfangsfläche, auf der der Spannring 5 sitzt

29 verschleißbeständige und reibungsmindernde Mo-Schicht

A Achsrichtung

R radiale Richtung

30 Radkörper

31 Gegenlagerelement

32 erste Stirnseite des Radkörpers 30

33 Umfangsabschnitt

34 Aufnahmen

40 Radkörper

41 Stirnseite des Radkörpers 40

42 umlaufender Absatz

43 Innen umfangsfläche des Absatzes 42

Claims

PATENTANSPRÜCHE

. Mehrteiliges Schienenrad mit einem Radreifen (4), mit einem Radkörper (2), mit einem zwischen dem Radreifen (4) und dem Radkörper (2)

angeordneten elastischen Körper (3), über den der Radreifen (4) auf dem Radkörper (2) abgestützt ist, sowie mit mindestens einem von der einen Stirnseite her an den Radkörper (2) angesetzten Spannelement, über das der elastische Körper (3) mittels an dem Radkörper (2) angreifender

Spannmittel (6) gegen den Radkörper (2) und den Radreifen (4) verspannt ist, wobei der Radkörper (2) mindestens in dem Bereich, gegen den das Spannmittel (6) wirkt, aus einem Leichtmetallwerkstoff besteht,

dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Spannelement (5) axial gegenüberliegenden Stirnseite (11) des Radkörpers (2) als

Gegenlager, an dem die Spannmittel (6) angreifen, mindestens ein

Gegenlagerelement (7,31) vorgesehen ist, das aus einem Werkstoff besteht, der eine höhere Festigkeit aufweist als der Leichtmetallwerkstoff des Radkörpers (2).

2. Schienenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Spannmittel Schrauben (6) sind, welche in an dem

Gegenlagerelement (7,31) vorgesehene Gewindeöffnungen (14) greifen.

3. Schienenrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Gegenlagerelement (7,31) aus einem hochfesten Stahl besteht.

4. Schienenrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radkörper (2) einstückig aus dem Leichtmetallwerkstoff gefertigt ist.

5. Schienenrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der elastische Körper (3) ein

Elastomerkörper ist.

6. Schienenrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlagerelement (7,31) ringförmig ausgebildet ist.

7. Schienenrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass das Gegenlagerelement (7,31) in einer koaxial zur Drehachse (D) des Schienenrads (1) ausgerichteten, in den Radkörper (2) eingeformten Aufnahme (13,34) sitzt.

8. Schienenrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass das Gegenlagerelement (7,31) an einem am Radkörper (2) ausgebildeten, um die Drehachse (D) des Schienenrads (1) umlaufenden und koaxial zu dieser ausgerichteten Umfangsabsatz (9,33) sitzt.

9. Schienenrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsabsatz (9) eine der Drehachse (D) zugewandte Innenumfangsfläche (43) aufweist, an der das Gegenlagerelement (7) anliegt.

10. Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h

gekennzeichnet, dass mehrere Gegenlagerelemente (31) vorgesehen sind, die um die Drehachse (D) des Schienenrads (1) verteilt an der vom Spannelement (5) abgewandten Seite (32) des Radkörpers (2) angeordnet und dort drehfest gehalten sind.

11. Schienenrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlagerelement (31) formschlüssig in einer Aufnahme (34) sitzt.

12. Schienenrad nach Anspruch 7 oder 11, dadurch

gekennzeichnet, dass das Gegenlagerelement (7,31) durch Einpressen, Einschrumpfen, Einwalzen, Einklemmen, Einkleben oder Klebschrumpfen in die Aufnahme (13,34) des Radkörpers integriert ist.

13. Schienenrad nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch

gekennzeichnet, dass jeweils zwei oder mehr Spannmittel (6) mit einem Gegenlagerelement (7) zusammenwirken.

14. Schienenrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (5) ringförmig ausgebildet ist.

15. Schienenrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Spannelement (5) zugewandten Seite (19) des Radkörpers (2) ein umlaufender Absatz mit einer Umfangsfläche (28) ausgebildet ist, auf der das Spannelement (5) beim Verspannen oder Lösen des Spannelements (5) gleitet.

16. Schienenrad nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche (28) mit einer reibungsmindernden oder die Verschleißbeständigkeit erhöhenden Beschichtung (29) versehen ist. 7. Schienenrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei fertig montiertem Schienenrad (1) die Außenumfangsfläche (21) des Spannelements (5) und die

Außenumfangsfläche (10) des Radkörpers (2) in einem Schnitt längs der Drehachse (D) V-förmig aufeinander zulaufen.