DE19542342A1

DE19542342A1 - Schallgedämpfte Scheibenräder für Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE19542342A1
Application number: DE1995142342
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hesselmann; Dieter Hoffmann; Wolfgang Weber; Georg Dr Hoelzl
Original assignee: Gutehoffnungshutte Oberhausen AG; Gutehoffnungshutte Radsatz GmbH
Current assignee: Gutehoffnungshutte Oberhausen AG; Gutehoffnungshutte Radsatz GmbH
Priority date: 1995-11-14
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 1997-05-15

Description

Die Erfindung betrifft ein schallgedämpftes Scheibenrad für Schienenfahrzeuge, das als klotzgebremstes Vollrad oder als klotzgebremstes bereiftes Rad eingesetzt wird.

Bei der Fortbewegung von Schienenfahrzeugen im Gleis treten Geräusche auf, die in den Berührungsflächen zwischen Rädern und Schienen entstehen. Die Geräusche resultieren im wesentlichen aus einer Überlagerung von Roll- und Gleitvorgängen und aus Rotationsschwingungen. Die derart entstandenen Geräusche werden einmal als Luftschall von dem System Rad - Schiene abgestrahlt, zum anderen werden sie als Körperschall von der Ursprungsstelle durch die Schiene und das Rad weiter geleitet.

Aus der DE 26 52 874 ist eine Einrichtung zur Schall dämmung an einem Schienenrad mittels eines den Körper schall absorbierenden Schirmes bekannt, der an min destens einer Seite der Radscheibe unter Bildung eines Zwischenraumes zur Radscheibe angeordnet und mit dem Schienenrad kraftschlüssig verbunden ist. Der Schirm wird aus nebeneinander angeordneten Hornteilen gebildet.

Aus der DE 31 19 497 ist ein Körperschalldämpfer für ein Schienenrad bekannt, der aus in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Wellenleitern in Form von Hornteilen besteht, welche an der Basisfläche mit dem Laufrad kraftschlüssig verbunden sind und eine Kreis ringscheibe bilden.

Aus der DE 31 20 068 ist ein geräuschgedämpftes Schienenrad mit mindestens einem am Radkranz bzw. der Radfelge angeordneten ringförmigen Dämpfungsglied aus konzentrisch zueinander angeordneten Elementen bekannt, die abwechselnd aus Metall und Kunststoffmaterial bestehen, wobei das ringförmige Dämpfungsglied in den Radkranz bzw. die Radfelge eingesetzt wird. Die radiale Vorspannung wird durch einen in das ringförmige Dämpfungsglied eingesetzten Spannring bzw. Spreizring erzeugt. Dabei wird zunächst das Dämpfungsglied aus den einzelnen Elementen aufgebaut und als Baueinheit in den Radkranz bzw. die Radfelge eingesetzt, abschließend wird in das ringförmige Dämpfungsglied der Spannring eingesetzt.

Aus der bisher unveröffentlichten DE 195 17 387.2 ist ein schallgedämpftes Schienenrad bekannt, bei dem die Schalldämpfung durch Dämpfungsringe erfolgt, die beid seitig vom Steg an den Unterseiten des Radkranzes in umlaufende Aussparungen eingebracht werden. Zwischen den Dämpfungsringen und den Aussparungen wird ein zusätzliches Dämpfungsmaterial angeordnet. Zwischen Aussparung und Dämpfungsring sind Abstandshalter eingelegt.

Die Dämpfungsringe weisen in Querschnittsrichtung eine Teilung auf, damit diese während des Einbaus gleich mäßig gegen Dämpfungsmaterial und Abstandshalter in die Aussparungen des Radkranzes gedrückt werden können. Befestigt werden die geteilten Dämpfungsringe durch über den Teilungsquerschnitt verteilte Schweißpunkte.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Schall dämpfungsvorrichtungen für klotzgebremste Scheibenräder für Schienenfahrzeuge zu schaffen, die den heutigen Anforderungen in Bezug auf Geräuschdämmung und Laufruhe gerecht werden und bei denen eine direkte Übertragung der Geräusche und Rotationsschwingungen auf die Schalldämmelemente erfolgt.

Die Aufgabe wird in der Weise gelöst, wie es im Anspruch 1 angegeben ist. Die Unteransprüche dienen der vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung.

Das schallgedämpfte Schienenrad wird einerseits als Vollrad, andererseits als bereiftes Schienenrad verwendet.

Erfindungsgemäß sind bei beiden Radtypen an der Unter seite des Radkranzes bzw. des Radreifens mindestens eine umlaufende Aussparung zum Einbringen von eintei ligen Dämpfungsringen mit viereckigem Querschnitt eingearbeitet.

Untersuchungen zur Verminderung des Schalldruckpegels dB (A) in Schienenrädern haben gezeigt, daß eine Redu zierung des Schallpegels erfolgt, wenn anstelle eines kompakten Radkranzes bei Vollrädern bzw. Radreifen bei bereiften Rädern ein Teil der Masse an der Unterseite des Radkranzes bzw. Radreifens am Übergang zum Steg durch eine mechanische Bearbeitung entfernt und anschließend durch schalldämmende Elemente von gleicher oder größerer Masse wieder eingebracht wird.

Die bei der Fortbewegung von Schienenfahrzeugen zwischen Rädern und Schienen entstehenden Geräusche und Schwingungen werden als Luft- bzw. Körperschall von der Schiene auf das Rad und damit auf die Fahrgestelle übertragen.

Durch Einbringen eines oder mehrerer Dämpfungsringe werden die Schwingungen sowohl durch die Verbindung zwischen Rad- und Dämpfungsring als auch durch den Dämpfungsring selbst, auch in Abhängigkeit von der Gestaltung dieses Dämpfungsringes, absorbiert.

Die Herstellung der schallgedämpften, klotzgebremsten Scheibenrädern erfolgt in der Weise, daß die Dämpfungs ringe in die Aussparungen eingeschrumpft werden. Zu diesem Zweck werden die Dämpfungsringe unterkühlt und das Rad erwärmt.

Die Dämpfungsringe ziehen sich dabei geringfügig zusammen, während sich das Rad geringfügig ausdehnt. Nach Einlegen der Dämpfungsringe in die Aussparungen des Radkranzes bzw. des Radreifens findet ein Temperaturausgleich in der Form statt, daß eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Dämpfungsringen und dem Scheibenrad erfolgt.

Bevorzugte Dämpfungsringe weisen eine rechteckige bzw. quadratische Querschnittsform auf, es können jedoch auch rechteckige bzw. quadratische Dämpfungsringe verwendet werden, die innen kreisbogenförmig abgerundet sind.

Zwecks Gewichtsreduzierung können in beide Arten von Dämpfungsringen Bohrungen in regelmäßigen Abständen eingebracht werden, die Dämpfungsringe können auch als Hohlprofil ausgeführt und mit einem Verbundwerkstoff ausgefüllt werden, der erheblich leichter als Stahl ist, jedoch bessere Dämpfungsmerkmale aufweist.

Schließlich können die Dämpfungsringe auch einen winkelförmigen Querschnitt mit Bohrungen aufweisen, um zusätzliche Körperschalldämpfer nach der DE 26 52 874 sowie nach der DE 31 19 497 zu befestigen.

Die Befestigung der Dämpfungsringe in den Aussparungen des Radkranzes bzw. des Radreifens kann auch durch Kleben erfolgen.

Letztlich können auch Dämpfungsringe mit rundem Querschnitt in die Aussparungen eingeschrumpft werden, wobei die Aussparungen dann jedoch einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen müssen, der dem Querschnitt der runden Dämpfungsringe entspricht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Hälfte eines schallgedämpften Vollrades,

Fig. 2-6 Ausführungsbeispiele von Dämpfungsringen,

Fig. 7 einen Schnitt durch eine Hälfte eines schallgedämpften bereiften Scheibenrades.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Hälfte des schallgedämpften Scheibenrades, das als Vollrad ausgeführt ist und aus den Grundelementen Nabe (4), Steg (3) sowie Radkranz (1) mit Spurkranz besteht.

In der Nabe (4) ist eine Bohrung (19) eingebracht, in die eine Achse zur Herstellung eines Schienenradsatzes eingesetzt wird.

An der Unterseite des Radkranzes (1) sind beidseitig des Steges (3) Aussparungen (9) eingearbeitet, in die rechteckige, umlaufende Dämpfungsringe (6) einge schrumpft werden. Befestigungsmittel für die Dämpfungs ringe (6) in den umlaufenden Aussparungen sind nicht erforderlich.

Die Fig. 2 bis Fig. 6 zeigten Varianten der Dämpfungs ringe (6). Nach Fig. 2 können in den Dämpfungsring (6) Bohrungen (11) zwecks Gewichtseinsparungen eingearbei tet werden, wobei die Bohrungen (11) in gleichen Ab ständen im Dämpfungsring (6) angeordnet werden sollten, um Unsymmetrien zu vermeiden.

Fig. 3 zeigt einen rechteckigen Dämpfungsring (6), dessen Innenseite einen kreisbogenförmigen Querschnitt (7) aufweist.

Entsprechend Fig. 4 können in den Dämpfungsring (6, 7) Bohrungen (12) zwecks Gewichtseinsparung in gleichen Abständen eingearbeitet werden.

Fig. 5 zeigt einen Dämpfungsring (6) mit winkelförmigem Querschnitt (13). In dem nach innen gerichteten Schenkel (21) sind Bohrungen (14) eingearbeitet. An diesem Schenkel (21) können mittels Befestigungs elementen (18) weitere Schalldämpfungselemente, beispielsweise Segmente eines Schallabsorbers (15), angebracht werden.

Fig. 6 zeigt einen Dämpfungsring (6), der als Hohl profil (16) ausgeführt ist. In das Innere des Hohl profiles (16) wird als Dämpfungsmaterial ein Verbundwerkstoff (8) eingebracht, falls erforderlich kann der Dämpfungsring (6) durch umlaufende Segmente (17) verschlossen werden.

Fig. 7 zeigt einem Schnitt durch eine Hälfte eines schallgedämpften Scheibenrades, das als bereiftes Schienenrad ausgeführt ist und aus Nabe (4), Steg (3), Felgenkopf (5) und Radreifen (2) mit Spurkranz besteht.

Der Radreifen (2) wird an dem Felgenkopf (5) durch eigene seitliche Nasen (10) und einen Sicherungsring (20) formschlüssig gehalten.

An der Unterseite des Radreifens (2) ist gegenüber dem Sicherungsring (20) an der Außenseite des Steges (3) eine Aussparung (9) eingearbeitet, in die ein recht eckiger umlaufender Dämpfungsring (6) eingeschrumpft wird.

Bezugszeichenliste

1 Radkranz
2 Radreifen
3 Steg
4 Nabe
5 Felgenkopf
6 Dämpfungsring, viereckiger Querschnitt
7 Dämpfungsring, innen kreisbogenförmiger Querschnitt
8 Dämpfungsmaterial/Verbundwerkstoff
9 Aussparung von 2
10 Nase von 2
11 Bohrung in 6
12 Bohrung in 7
13 Dämpfungsring, winkelförmiger Querschnitt
14 Bohrung in 13
15 Schallabsorber
16 Dämpfungsring als Hohlprofil
17 Umlaufendes Segment
18 Befestigungselemente
19 Bohrung in 4
20 Sicherungsring
21 Schenkel

Claims

1. Schallgedämpftes Scheibenrad, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Radkranzes (1) bzw. des Radreifens (2) mindestens eine umlaufende Aus sparung (9) zum Einschrumpfen eines Dämpfungs ringes (6) mit viereckigem Querschnitt eingearbeitet ist.

2. Schallgedämpftes Scheibenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (6) mit axialen Bohrungen (11) versehen ist.

3. Schallgedämpftes Scheibenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (6) innen Richtung Nabe (4) einen kreisbogenförmigen Querschnitt (7) aufweist.

4. Schallgedämpftes Scheibenrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (6, 7) mit axialen Bohrungen (12) versehen ist.

5. Schallgedämpftes Scheibenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (6) einen winkelförmigen Querschnitt (13) aufweist und mit axialen Bohrungen (14) versehen ist.

6. Schallgedämpftes Scheibenrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bohrungen (14) Befestigungselemente (18) zum Befestigen von Schallabsorbern (15) eingebracht sind.

7. Schallgedämpftes Scheibenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (6) als Hohlprofil (16) ausgebildet ist, mit einem Verbundwerkstoff (8) gefüllt und durch umlaufende Segmente (17) verschlossen ist.