Eisenbahnräder sind grundlegende Komponenten von Schienenfahrzeugen und ihre Leistung wirkt sich direkt auf die Betriebssicherheit aus. Räder ertragen nicht nur vertikale und seitliche dynamische Kräfte sowie die Reibung zwischen Rad und Schiene, sondern tragen auch die thermische Belastung beim Bremsen und erfüllen mehrere Funktionen wie Gewichtsaufnahme, Führung, Übertragung der Bremskraft und Bereitstellung von Traktion.

Die Bedeutung der Felge

Die Felge ist der radial dicke Teil des Rades, der für ausreichende Festigkeit innerhalb der Lauffläche sorgt und gleichzeitig die Wartung erleichtert. Mit der Felgendicke ist in der Regel die Dicke einer neuen Felge gemeint, und die Entscheidung, ob ein im Einsatz befindliches Rad verschrottet wird, hängt von der verbleibenden Dicke der Felge ab. Die Differenz zwischen der neuen Felgendicke und der Verschrottungsgrenze wird als effektive Verschleißdicke bezeichnet. Eine dickere Felge ermöglicht eine größere effektive Verschleißdicke, erhöht aber auch das Gewicht des Rades. Je dicker die effektive Verschleißdicke ist, desto länger ist die Lebensdauer des Rads, was zu einem größeren Unterschied im Durchmesser zwischen neuen und alten Rädern führt.

Felgenqualität und Radleistung

Die Qualität der Felge macht einen erheblichen Anteil des Gesamtgewichts des Rades aus und bestimmt maßgeblich dessen Leistung. Dies gilt insbesondere für Gussstahlräder, bei denen eine größere Felgenqualität einen dickeren Steg erfordert und somit das Gesamtgewicht des Rades steigt. Das Gewicht des Rades wird als ungefederte Masse klassifiziert und seine Erhöhung hat erhebliche Auswirkungen auf die vertikalen dynamischen Kräfte, die auf die Rad-Schiene-Schnittstelle wirken.

Maßnahmen zur Erhöhung der Lebensdauer

Um die Härte der Felge zu erhöhen und ihre Lebensdauer zu verlängern, wird die Lauffläche des Rads während der Produktion typischerweise einer Abschreckung unterzogen. Allerdings begrenzen die Eigenschaften des Abschreckprozesses die Härtetiefe. Mit zunehmender Felgendicke nimmt die innere Härte ab, was zu einer schlechteren Verschleißfestigkeit führt. Obwohl die Lebensdauer eines Rades mit der Felgendicke zunimmt, nimmt die Rate dieser Steigerung ab.

Auswahl der Felgenstärke

Aus Sicht der Lebensdauer ist eine dickere Felge vorzuziehen; Unter Berücksichtigung des Radgewichts und des Durchmesserunterschieds zwischen neuen und alten Rädern ist jedoch eine dünnere Felge von Vorteil. Daher stellt die Wahl der Felgendicke eine Abwägung von Vor- und Nachteilen dar, die eine umfassende Berücksichtigung der spezifischen Betriebsbedingungen und verschiedener Einflussfaktoren von Güterwagen erfordert. Derzeit umfasst die Felgendicke für Eisenbahngüterwagenräder in China hauptsächlich zwei Spezifikationen: 50 mm und 65 mm.