CH477301A - Geräuschgedämpftes Scheibenrad für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

  Geräuschgedämpftes Scheibenrad     für    Schienenfahrzeuge    Die     Erfindung        betrifft    ein geräuschgedämpftes Schei  benrad für Schienenfahrzeuge.  



  Untersuchungen haben gezeigt, dass die Radsätze für  Schienenfahrzeuge im wesentlichen Umfang zur Gesamt  geräuschbildung beitragen. Diese Geräusche werden  einerseits durch     Reibungseinflüsse    an den Rand- und       Schienenlaufflächen    und andererseits durch Flatter  schwingungen erzeugt, die sich infolge der konischen       Laufflächen    ergeben. Ausserdem entstehen infolge der       konischen    Laufflächen Rotationsschwingungen infolge  von     Schlupferscheinungen.     



  Es ist bereits bekannt, die Geräuschbildung bei  Scheibenrädern dadurch zu dämpfen, dass man beider  seits der Radscheibe im gewissen Abstand von derselben       Kunststoffolien    anordnet und in den Zwischenraum  zwischen der Radscheibe und den Kunststoffolien eine       Glaswollfüllung    vorsieht. Diese Massnahme ist mehr  aufwendig und verhindert die Kontrolle der Radscheibe       d"e    in     regelmässigen    zeitlichen     Abständen    durchgeführt  werden muss, um     entstehende    Risse o. dgl. festzustel  len.  



  Weiterhin sind Massnahmen zur Geräuschdämpfung  an Fahrzeugrädern bekannt, bei denen mit dem Rad  Ringkörper derart verbunden sind, dass     s'_e    unter dem  Einfluss der Radschwingungen     Relativbewegungen    ge  genüber dem Rad     ausführen    können. Hierdurch soll die  Schwingungsenergie des Rades :durch den beweglich  angeordneten, ringförmigen Körper übernommen und  anschliessend     verzehrt    werden.

   Um die Dämpfung und       damit    den Grad der Vernichtung an     Schwingungsenergie     durch -den ringförmigen Körper zu     ste_gern,    hat man  auch schon vorgeschlagen, zwischen dem die Schwin  gungsenergie verzehrenden beweglichen Körper und dem  Rad eine Zwischenschicht aus einem     gummiartigen     Werkstoff anzuordnen, der infolge der bei den Schwin-         gungen    entstehenden     Walkarbeit    die     Schwingungsenergie     schneller verzehren soll. Auch dieser Vorschlag hat sich  in der Praxis nicht durchsetzen können.  



  Unter den Versuchen zur     Geräuschdämpfung    bei  Fahrzeugrädern ist weiterhin der Vorschlag zu erwäh  nen, auf die Radflächen zunächst eine Schicht aus einem  schwingungsdämpfenden Werkstoff, z. B. kompaktem  Gummi, aufzubringen, dessen Aussenfläche     zusätzlich     mit einer Schicht aus einem schalldämpfend wirkenden  Werkstoff, z. B. Schwammgummi, belegt worden ist.  Auch dieser beidseitig auf den Radscheiben vorgesehene  Belag hat nicht zu einer ausreichenden Beseitigung der  Geräuschbildung geführt.  



  Die vorliegende     Erfindung    hat sich die Aufgabe  gestellt, einerseits eine ausreichende Geräuschdämpfung  am Radsatz zu erzielen und andererseits sicherzustellen,  dass die für diese Geräuschdämpfung notwendigen  Schichten und anderen Teile ohne     grossen        Aufwand    bei  voller Wahrung der Betriebssicherheit erstellt werden       können.     



  Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass auf  einer oder beiden Seiten der Radscheibe ein Überzug aus  einem Kunststoff grosser     Steifigkeit    aufgebracht ist, auf  dem ein oder     mehrere        Metalldeckelbleche    :befestigt sind.  Ein derartiger Kunststoff hat z. B. die Eigenschaft, dass  er unter der Wirkung von Schwingungen keine nennens  werten Formänderungen erleidet.  



  Der     Erfindungsgegenstand    ist anhand der Zeichnung  beispielsweise veranschaulicht.  



  An der Radscheibe 1 des Scheibenrades ist der       Kunststoffüberzug    2 vorgesehen, auf den das Metall  deckblech 3     befestigt    ist, was beispielsweise dadurch  geschehen kann, dass das Blech 3 im noch plastischen  Zustand des aufgespritzten Kunststoffes 2 in denselben  eingedrückt wird. An den Radreifen 4 ist gleichfalls in      einer umfänglichen Aussparung desselben auf der Innen  seite ein Kunststoffüberzug 2' vorgesehen, auf den der  Metallring 3' aufgebracht ist. Vorzugsweise ist der  Metallring 3' an der Stelle 5 unterbrochen. Es kann auch  eine mehrfache Unterteilung des Metallringes erfol  gen.  



  Als Kunststoff hat sich ein     Zweikomponenten-Mate-          rial    auf der Basis eines gefüllten Kunstharzes bewährt.  Als gefülltes     Zweikomponenten-Kunstharz    sollten vor  zugsweise     duroplastische    Kunstharze, z. B. ungesättigte  Polyesterharze, vernetzte     Polyurethan-    oder     Aethoxylin-          harze    verwendet werden.  



  Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass ein  derartiger Kunststoff im Gegensatz zu anderen Werk  stoffen, die man bisher wegen der grossen     Walkarbeit    für  geeignet hielt, zu .einer wesentlichen Verbesserung der  Geräuschdämpfung     führt.    Während man bisher zwischen  der Radscheibe und den die     Schwingungsenergie    aufneh  menden Schwingkörper eine     Walkarbeit    leistende Zwi  schenschicht vorgesehen hat, die unter dem     Einfluss    der  Schwingungen relativ grosse Formänderungen erleidet  (z. B. Elastomere), beschreitet die Erfindung einen gänz  lich anderen Weg und gelangt entgegen allen Erwartun  gen zu einer verbesserten Wirkung.

   Diese verbesserte       Wirkung    zeigt sich einerseits darin, dass -es genügt, den       geräuschdämpfenden    Kunststoffüberzug auf einer Rad  seite, vorzugsweise die Innenseite, zu beschränken. Ein  weiterer     Vorteil    besteht darin, dass     Unwuchterscheinun-          gen,    die sich infolge der Formänderung des     Walkarbeit     leistenden Zwischenkörpers ergeben, praktisch     gänzlich     eliminiert werden.  



       Im    gegenwärtigen Zeitpunkt kann für das Verhalten  der geräuschdämpfenden Mittel nur folgende Erklärung  gegeben werden:  Der biegesteife Kunststoff nimmt vermittels dieser  Eigenschaft auf der Schwingenden Radscheibe     eine     weitaus grössere Schallenergie auf als die bekannten  Zwischenschichten, die durch merkliche Formänderung       Walkarbeit    leisten. Möglicherweise     wird    die aufgenom  mene grössere Schallenergie durch eine sehr starke, sich  im     mikroskopischen    Bereich abspielende innere Reibung  so weitgehend absorbiert, dass in diesem Material keine  Schwingungen mit grossen Amplituden entstehen.

   Die  Metallbleche, die in dem Kunststoffüberzug kleben,  tragen wesentlich zur Erhöhung der     Biegesteifigkeit    der  gesamten     Dämpfungsenrichtung    bei und scheinen     damit     überhaupt nicht als Schwingorgan zu wirken, möglicher  weise wird aber die Schwingung eine durch die     enorme     Dämpfung     d.-s    Kunststoffüberzuges     derart    reduzierte       Aplitude,    dass sie kaum messbar ist.  



  Es eignen sich alle Kunststoffe der vorgenannten  Art, die einer äusseren Kraft einen relativ grossen       Formänderungswiderstand    entgegensetzen, aber in einfa  cher Weise durch Aufgiessen auf eine     metallische    Rad  scheibe verarbeitet werden können. Schliesslich ist     zu     erwähnen, dass natürlich auch Folien dieser     Art    auf die  Radscheibe aufgeklebt werden können, weil die dünne       Metallkunststoffkleberschicht    nicht zu merklichen       Schallreflektionen    führen -kann.  



  Der Radreifen kann auch     zusätzlich    dadurch ge  dämpft werden, ass in eine umfängliche Aussparung  desselben ein Überzug aus einem Kunststoff der vorge  nannten Eigenschaften eingegossen wird, auf den ein  vorzugsweise metallisches Teil aufgebracht wird.  



  Es hat sich gezeigt, dass es zweckmässig ist, wenn die       Abdeckbleche    als     gekümpelte    Kreisringe ausgebildet  sind, die in etwa der     Radscheibenform    entsprechen.    Hierbei sollten die     Abdeckbleche    aus Sicherheitsgründen  einen solchen Innendurchmesser haben, dass der Aus  senrand des Deckbleches nicht über den Aussendurch  messer der Radreifen hinausragt.  



  Es hat sich weiterhin als zweckmässig erwiesen, die       Abdeckbleche    mehrfach aufzuteilen, weil     offensichtlich     die     Kunststoffzwischenschicht    zwischen den     Radteilen     und den     Abdeckblechen    nicht an allen Stellen ein  einheitliches Schwingungsverhalten hat.  



  Bei einem     erfindungsgemässen    Rad konnten Ver  minderungen der     Abklingzeiten    der     Sehallschwingungen     von 55 bis 76 % festgestellt werden. Bemerkenswert ist,  dass diese Verminderung sich über ein breites Frequenz  spektrum von 250 bis 1120 Hertz erstreckte. Die Räder  wurden mit einem Biegemoment entsprechend 15 t       Achslast    20     Mill.    Lastwechsel unterzogen, ohne dass  sich die geringsten Beschädigungen der Radscheiben  oder des Belags ergaben.

   Nach 7tägiger     Alterung    der  Kunststoffschicht bei 70  C im warmen Ofen wurden die  Räder anschliessend bei einem anderen Versuch 20     Mill.     Lastwechseln     mit    einem Moment unterworfen, welches  15 t     Achslast    entsprach. Auch diese Belastungen wurden  ohne Schaden am Rad oder am Belag überstanden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Geräuschdämpfendes Scheibenrad für Schienenfahr zeuge, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer oder beiden Seite der Radsche_be (1) ein Überzug (2) aus einem Kunststoff grosser Steifigkeit aufgebracht ist, auf dem ein oder mehrere Metalldeckbleche (3) befestigt sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Geräuschdämpfendes Scheibenrad nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff überzug (2) aus einer auf die Radscheibe (1) aufgekleb ten Kunststoffolie besteht. 2.

   Geräuschdämpfendes Scheibenrad nach Patentan spruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffüberzug (2, 2') aus einem Zweikom- ponenten-Material besteht, z. B. einem gefüllten duro- plastischen ungesättigten Polyesterharz oder einem ver netzten Polyurethan- oder Aethoxylinharz. 3.

   Geräuschdämpfendes Scheibenrad nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des Radreifens eine ringförmige Aussparung vorgesehen ist, in die ein Überzug aus einem Kunststoff grosser Steifigkeit aufgebracht ist, und dass auf dem Kunststoff überzug (2') ein vorzugsweise aufgeteilter Metallring (3') angeordnet ist. 4. Geräuschdämpfendes Scheibenrad nach Patentan spruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Kunststoffüberzügen (2, 2') vorgesehe nen Metallbleche (3) und Metallringe (3') durch Aufkle ben oder durch Eindrücken im noch plastischen Zustand des Kunststoffes aufgebracht sind. 5. Geräuschdämpfendes Scheibenrad nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbleche bzw.

   Metallringe unterteilt sind und der Radscheiben form angepasst sind. 6. Geräuschdämpfendes Scheibenrad nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit des verwendeten Kunststoffes wesentlich grösser als die Steifigkeit von gummiartigen Werkstoffen ist.