Die Erfindung betrifft eine Rollfeder für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, bestehend aus einem Federgehäuse vorgegebener Innenkontur und einem in dieses eingreifenden Federdorn vorgegebener Außenkontur, die sich über einen in den Zwischenraum zwischen Federgehäuse und Federdorn angeordneten Gummiring bei Einwirkung einer vertikalen und/oder axialen und/oder lateralen Kraft, unter Einfederung im Bereich eines vertikalen und/oder axialen und/oder lateralen Feder¬ weges aufeinander abstü zen.

Derartige Rollfedern eignen sich insbesondere als Achsfedern (sogenannte Primärfedern) und Wiegefedern (sogenannte Sekundärfedern) zur Bildung der Verbindung zwischen Oberkasten und Drehgestell eines Fahrzeugs, da sie weitgehend wartungsfrei, schalldämmend und von großer Dauerfestigkeit sind. Sie gewährleisten ferner eine leichte Montage und gute Zugänglichkeit und eignen sich insbesondere für Schienenfahrzeuge ohne Lastwechsel (wie Lokomotiven) oder mit Lastwechsel (wie Personen- und Güterwagen). Die den Gummifedern zuzurechnenden Rollfedern übertreffen andere Federarten, wie Stahl- federn und Luftfedern in ihrer Wartungsfreiheit; sie verhindern sofortige Betriebsunfähigkeit und haben gute Notlaufeigenschaften. Durch die Kontur der Abrollflächen zwischen Federgehäuse und Federdorn und deren Stellung zueinander sowie der Härte des Gummirings können unter- schiedliche Kennlinien eingestellt werden, so daß bei gleichbleibenden Abmessungen der Rollfeder unter¬ schiedlichen Belastungen entsprochen werden kann. Nachteilig ist jedoch, daß der Zusammenbau der Rollfeder verhältnismäßig schwierig ist und es dabei leicht zu Beschädigungen des Gummirings kommen kann. Es werden

daher besondere Einrichtungen benötigt, die es notwendig machen, den Zusammenbau und das Zerlegen der Rollfeder in der Werkstatt durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Rollfeder der eingangs genannten Art zu verbessern und so auszubilden, daß sie ohne besondere Hilfsmittel leicht zusammengebaut und erforderlichenfalls auch wieder zerlegt werden kann, ohne den Gummiring einer Belastung auszusetzen.

Die gestellte Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Gummiring unter Vorspannung zwischen einem äußeren Ring und einem inneren Ring angeordnet ist, so daß diese Teile ein Federelement bilden, und daß der Außendurchmesser des äußeren Ringes und der Innen¬ durchmesser des inneren Ringes so bemessen sind, daß das Federelement mit einer Spiel-, Übergangs- oder Pre߬ passung zwischen Federgehäuse und Federdorn eingefügt ist.

Bei der e-rfinduήg-sgemäßen Rollfeder muß der Gummiring nicht mehr unter starker Dehnung und Stauchung zwischen Federgehäuse und Federdorn eingerollt werden; er ist lediglich zwischen dem Federgehäuse und dem Federdσrn eingepreßt.

Für den Zusammenbau und das etwaige Zerlegen der erfindungsgemäßen Rollfeder sind lediglich solche Hilfsmittel erforderlich, die auch für den Ein- und Ausbau der gesamtem Rollfeder benötigt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist der äußere Ring und/oder der innere Ring durch Ringsegmente gebildet, die über Dehnungsbereiche bzw. Reduktionsbereiche

miteinander in Verbindung stehen und die an den Innenumfang und/oder an den Außenumfang des Gummirings anvulkanisiert sind.

Bei der so ausgebildeten Rollfeder werden zur Vor¬ spannung des Gummirings die inneren Segmente geöffnet bzw. auf einen größeren Innenumfang gebracht, während die äußeren Ringsegmente durch Vorspannung auf einen geringeren Außenumfang gebracht werden.

Es ist von besonderem Vorteil, wenn die Ringe und, ^' oder die Ringsegmente winkelsymmetrisch - bezogen auf die Mittelachse des Gummirings - angeordnet sind, so daß ein gleichmäßiges Öffnen der inneren Ringsegmente und/oder ein gleichmäßiges Schließen der äußeren Ringsegmente, gegebenenfalls bis auf deren Anschlag, erfolgt. Hierdurch wird eine gleichmäßige Beanspruchung des Gummirings im Betrieb der Rollfeder gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind am Innen¬ umfang und am Außenumfang des Gummirings je vier Ring¬ segmente vorgesehen. Die Ringsegmente nehmen dabei etwa ein Viertel des jeweiligen Innen- bzw. Außenumfangs ein.

Zweckmäßigerweise grenzen die Ringsegmente des inneren Ringes im nicht vorgespannten Zustand des Gummirings in Trennfugen aneinander.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Ringsegmente des äußeren Ringes im nicht vorgespannten Zustand des Gummirings durch je einen Spalt bzw. einen Reduktionsbereich getrennt. Beim Einsetzen des Gummi¬ rings in die Rollfeder können dann die Ringsegmente bei Reduzierung des Außenumfangs des Gummirings unter Verringerung der Spaltbreite bzw. der Reduktions-

bereichsbreite bis auf Anschlag aneinander gebracht werden.

Bei den üblichen Abmessungen des Gummirings beträgt die Breite jedes Spaltes bzw. jedes Reduktionsbereichs mindestens 5 % des Durchmessers des Gummirings.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Ringsegmente über Stege mit dem Innenumfang bzw. dem Außenumfang des Gummirings verbunden, deren einander zugewandte Randflächen konkav gekrümmt sind. Hierdurch bleibt, solange bis die Ringsegmente auf Anschlag liegen, gummiseitig immer noch eine Aussparung frei, die sich erst schließt, wenn die Ringsegmente sich gegen- einander abstützen, also berühren.

Um die Beanspruchung des Gummirings so gering wie möglich zu halten, sieht eine weitere Ausgestaltung der

Erfindung vor, daß die Breite jedes Steges etwa der Breite der neutralen Zone entspricht.

Der Gummiring weist vorzugsweise einen im wesentlichen kreisrunden Querschnitt auf. Es ist jedoch zweckmäßig, daß der Gummiring an seinem Innenumfang und an seinem Außenumfang ebene Ringflächen für die Aufnahme der Ringsegmente aufweist.

Da die Ringsegmente im wesentlichen als Montagehilfe dienen, liegt die Verbindungsfläche zwischen dem Gummiring und den Ringsegmenten vorzugsweise in der neutralen Zone des Gummirings, so daß die Verbindungs¬ stelle nicht beansprucht wird.

Die Montage des Gummirings kann dadurch noch weiter ver- bessert werden, daß der äußere Ring und der innere Ring

bzw. die Ringsegmente konisch ausgebildet sind und kon¬ zentrisch um die Mittelachse des Gummirings verlaufen.

Bei der erfindungsgemäßen Rollfeder ist es auch möglich, den Gummiring in Draufsicht unrund, insbesondere oval auszubilden, so daß hinsichtlich der radialen Beanspruchung des Gummirings für verschiedene Achsen unterschiedliche Steifigkeiten vorliegen.

Die Ringe bzw. die Ringsegmente bestehen vorzugsweise aus Metall; sie können aber auch aus starrem Kunststoff bestehe .

Um die Montage noch weiter zu erleichtern, kann ferner vorgesehen sein, daß die Außenflächen des äußeren Rings und des inneren Rings bzw. der Ringsegmente mit einer Kunststoffschicht mit geringem Reibungskoeffizienten versehen sind.

In Weiterbildung der Erfindung besteht der Gummiring aus mehreren konzentrisch in einer Ebene liegenden, ring¬ förmigen Teilabschnitten, zwischen denen jeweils ein vorzugsweise geteilter Ring aus Ringsegmenten anvulkani¬ siert ist.

Der Zusammenbau und das Zerlegen der erfindungsgemäßen Rollfeder werden noch dadurch erleichtert, daß der äußere Ring und/oder der innere Ring bzw. die Ring¬ segmente mit einer dem Federgehäuse bzw. dem Federdcrn zugewandten Anschrägung versehen ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 18 bis 25 beschrieben.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert, wobei auch weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungs- möglichkeiten der Erfindung genannt werden, die für sich allein oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, auch unabhängig von ihrer Zusammenf ssung oder Rückbeziehung. Es zeigen:

Fig. I eine Rollfeder, die vorwiegend für die Aufnahme radialer Kräfte bestimmt ist, im Längsschnitt;

Fig. 2 ein aus einem Gummiring sowie einem inneren und einem äußeren Ring bestehendes Federeie ent, im Längsschnitt;

Fig. 3 eine Rollfeder, die für die Aufnahme radialer und axialer Kräfte bestimmt ist, im Längs¬ schnitt;

Fig. 4 die Rollfeder gemäß Fig. 3, in Richtung der Pfeile x und y gesehen;

Fig. 5 eine Roilfeder für die Aufnahme sehr hoher axialer Kräfte, im Längsschnitt;

Fig. 6 eine Rollfeder, die als Zug- und Stoßvorrichtung

Verwendung finden kann, im Längsschnitt;

Fig. 7 eine andere, als Zug- und Stoßvorrichtung zu verwendende Rollfeder, ebenfalls im Längs¬ schnitt;

Fig. 8 ein aus einem Gummiring mit daran anvuikani- sierten Ringsegmenten bestehendes Federeiement

für eine die Erfindung verwirklichende Roll¬ feder, in Draufsicht;

Fig. 9 das Federelement gemäß Fig. 8 in einem verti- kalen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 8;

Fig. 10 ein anderes Federelement mit daran anvulkani¬ sierten Ringsegmenten in einem vertikalen Schnitt entsprechend Fig. 9;

Fig. 11 ein Federelement mit im wesentlichen ovaler Gestalt für eine erfindungsgemäße Rollfeder, in Draufsicht;

Fig. 12 drei konzentrisch zueinander angeordnete Feder¬ elemente in einem vertikalen Schnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte Rollfeder besteht aus einem als Hohlzylinder ausgebildete Federgehäuse 1, einem als Welle - gegebenenfalls auch als Hohlwelle - ausge¬ bildeten Federdorn 2 und einem Gummiring 3, wobei der Gummiring 3 unter Vorspannung zwischen einem äußeren Ring 4 und einem inneren Ring 5 angeordnet ist. Die Ringe 4 und 5 können aus Metall oder aus Kunststoff be- stehen. Der Ring 4 ist - wie aus Fig. 2 zu ersehen ist - mit einer dem Federgehäuse 1 zugewandten Anschrägung 12 und der Ring 5 mit einer dem Federdorn 2 zugewandten Anschrägung 13 versehen.

Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Rollfeder ist in den das Federgehäuse 1 bildenden Hohlzylinder eine Hülse 14 mit etwa trapezförmigem Querschnitt einge¬ schoben. Die dem Federdorn 2 zugewandte Seite des Trapezes kann auch - wie mit gestrichelten Linien angedeutet - konkav verlaufen. Die Breite B der

kleinsten Seite des Trapezes entspricht der Wandstärke W des äußeren Ringes 4; diese kleinste Seite des Trapezes liegt an der Stirnfläche des äußeren Ringes 4 an. Eine weitere Hülse 15 ist auf die den Federdorn 2 bildende Welle aufgeschoben. Diese Hülse 15 besitzt ebenfalls einen etwa trapezförmigen Querschnitt, wobei hierbei die dem Federgehäuse 1 zugewandte Seite des Trapezes - wie mit gestrichelten Linien angedeutet - konkav verlaufen kann. 3ei der Hülse 15 entspricht die 3reite b der kleinsten Seite des trapezförmigen Querschnitts der Wandstärke w des inneren Ringes 5.

Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, können die Hülse 14 und die Hülse 15 in axialer Richtung geteilt ausgebildet sein, wobei die Hülse 14 aus zwei oder mehr Einzelteilen bestehen kann. Die Einzelteile der Hülsen 14 und 15 sind durch Normteile, wie Schrauben, Scheiben, Splinte, Stifte o. dgl. zusammengehalten und in ihrer Lage arretiert .

Fig. 5 zeigt eine Rollfeder, in deren glockenförmigem Federgehäuse 1.1 und in deren kegelförmigem Federdcrn 2.1 Ausnehmungen 16 und 17 für die Ringe 4 und 5 vorσesehen sind.

Bei dem Aus ührungsbeispiel gemäß Fig. 6 sind zwei aus jeweils einem Gummiring 3 und Ringen 4 und 5 bestehende Federelemente koaxial hintereinander innerhalb eines gemeinsamen Federgehäuses 1,2 und auf einem gemeinsamen Federdorn 2.2 angeordnet, während bei dem Ausführungs¬ beispiel gemäß Fig. 7 zwei aus jeweils einem Gummiring 3 und Ringen 4 und 5 bestehende Federelemente nebenein¬ ander angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die Federelemente zwar ein gemeinsames

Federgehäuse 1.3, aber gesonderte den Federdorn 2.3 bildende Wellen.

Bei der in den Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungs- form eines Federelements für eine erfindungsgemäße Roll¬ feder sind auf den Innenumfang Ui und auf den Außen¬ umfang Ua des Gummirings 3 je vier kreiszylindrische Ringsegmente 4S, 5S aufvulkanisiert. Dargestellt ist der Gummiring 3 in seiner Form vor dem Einsetzen in die Rollfeder. Dabei grenzen die inneren Ringsegmente 5S mit ihren einander zugekehrten Randflächen in einer Trenn¬ fuge δ unmittelbar aneinander, während die einander zugekehrten Randflächen der äußeren Ringsegmente 4S unter Bildung eines Spaltes 7 von einigen Millimetern im Abstand voneinander liegen. Dies ermöglicht beim Ein¬ setzen des Gummirings 3 in die Rollfeder eine Dehnung des inneren U fangsbereichs des Gummirings 3, so daß die inneren Ringsegmente 5S auf Abstand zueinander gelangen, während die äußeren Ringsegmente 4S durch Reduzierung des äußeren Umfangsbereichs des Gummirings 3 bis auf Anschlag ihrer aneinander zugewandten Randfiächen ge¬ bracht werden können. Umfangsreduzierung bzw. Umfangs¬ erweiterung sollten zwischen fünf und fünfundzwanzig Prozent des Ringdurchmessers liegen. Ersichtlich können die inneren Ringsegmente 5S unter Bildung eines ge¬ schlossenen Ringes anstelle der Trennfuge 6 auch über Dehnungsbereiche verbunden sein und gleichermaßen die äußeren Ringsegmente 4S anstelle der Spalten 7 über flexible Reduktionsbereiche, so daß die gewünschte Dehnung des Innenumfangs und die gewünschte Reduzierung des Außenumfangs des Gummirings 3 beim Einsetzen des Gummirings 3 in die Rollfeder erzielt werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 und 9 sind sowohl die äußeren Ringsegmente 4S als auch die inneren

Ringsegmente 5S winkelsymmetrisch zur Achse x des Gummi¬ rings 3 auf den Innenumfang Ui bzw. den Außenumfang Ua des Gummirings 3 auf ulkanisiert, um ein symmetrisches Dehnungs- und Ko pressionsverhalten zu erzielen. Dabei sind die Ringsegmente 4S, 5S jeweils über Stege 8 mit dem Innenumfang Ui bzw. dem Außenumfang Ua des Gummi¬ rings 3 verbunden. Die Stege 8 sind an ihren einander zugewandten Enden mit konkav gekrümmten Randflächen 9 versehen, so daß auch in der jeweils geschlossenen Lage der Ringsegmente 4S, 5S, wie in Fig. 8 bei den inneren Ringsegmenten 5S ersichtlich, jeweils eine Aussparung II verbleibt. Wie aus der Fig. 9 ersichtlich, sind 3er Innenumfang Ui und der Außenumfang Ua im Schnitt mit ebenen Ringflächen 10 ausgebildet, auf die die Ring- segmente 4S, 5S über die Stege 8 aufvulkanisiert sind. Auch die jeweils vom Gummiring 3 abgewandten Oberflächen der Ringsegmente 4S, 5S sind im Schnitt eben gestaltet, so daß die Ringsegmente 4S, 5S über ihre Höhe im wesent¬ lichen eine gleichmäßige Wandstärke haben. Wie aus der Fig. 9 zu ersehen, können dabei die inneren Ringsegmente 5S eine etwas geringere Höhe als die äußeren Rir.g- segmente 4S haben; am (in der Fig. 9) unteren Rand können sie jedoch auf einer Höhe liegen. Während der Gummiring 3 auf der oberen Seite mit dem oberen Rand der Ringsegmente 4S fluchtet, kann der Gummiring 3 auf der unteren Seite über die unteren Ränder der inneren Ring¬ segmente 5S und der äußeren Ringsegmente 4S hinausragen.

Die Verbindungsflächen zwischen dem Gummiring 3 und den Ringsegmenten 4S, 5S befinden sich vorzugsweise in der neutralen Zone des Gummirings 3. Die Ringsegmente 4S, 5S bestehen zweckmäßigerweise aus Metall; sie können aber auch aus starrem Kunststoff bestehen.

In Fig. 10 ist angedeutet, daß die Ringsegmente 4S, 5S durchaus nicht parallel zur Mittelachse X des Gummirings 3 angeordnet sein müssen, sondern bei unterschiedlicher Schrägstellung, je nach gewünschter Kennlinie, sogar weitere Vorteile erzielt werden können.

Fig. 11 veranschaulicht einen dem in Fig. 8 darge¬ stellten Federeleme t ähnliches Federelement, das jedoch in der Draufsicht oval ausgestaltet ist, so daß es bei Radialbeanspruchung in unterschiedlichen Achsen unter¬ schiedliche Steifigkeiten hat. Sie inneren Ringsegmente 5S und die äußeren Ringsegmente 4S sind dabei an die ovale Kontur angepaßt.

Fig. 12 zeigt ein Federelement in einer dreiteiligen Ausführungsform, das im Prinzip aus drei Gummiringen 3.1, 3.2, 3.3 mit unterschiedlich großem Durchmesser besteht, die konzentrisch ineinanderliegen und zwischen denen jeweils ein aus Ringsegmenten 4S' , 4S", 5S' , 5S" gebildeter Ring einvulkanisiert ist. Zwischen jedem Gummiring 3.1, 3.2, 3.3 und jedem Ringsegment 4S' , 4S", 53', 5S" befindet sich ein Steg 3. Die Ringsegmente 4S' , 4S ' , 5S' , 5S" sind analog zu der Aus ührungsform nach Fig. 9 ausgebildet. 3ei dieser Variante wird die Horizontalkraft vergrößert bzw. die horizontale Ξinfede- rung sowohl lateral als auch axial erhöht, während gleichzeitig bei vertikaler Einfederung gleiche Feder¬ wege wie bei den zuvor geschilderten Ausführungsformen vorliegen .