DE2750743A1

DE2750743A1 - Geraeuschgedaempftes schienenrad

Info

Publication number: DE2750743A1
Application number: DE19772750743
Authority: DE
Inventors: Richard Klatt; Erwin Dr Rer Nat Raquet
Original assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Current assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Priority date: 1977-05-06
Filing date: 1977-11-12
Publication date: 1979-05-17
Also published as: DE2750743C3; DE2750743B2

Description

Geräuschgedämpftes Schienenrad
Die Er@@ndung be@rifft ein Schienenrad mit in einer Ringnut im @adkranz bzw. im Radreifeß bzw. in der Radfelge und über den Umfang verteilt ange@rdneten und am Radkranz bzw. am Radreifen bzw. an der kadfelge befestigten, geräuschdämpfenden Ringsegmenten.
Es ist bckannt, daß beim Befahren von Schienen, insbesondere in kurven, kreisc@@nde Faurgeräusche entstehen. Für diese @reischenden Fahrgeräusche sind axiale Schwingungen des Rades verantwerilich. Für das ebenfalls auftretende Rollgeräusch sind axiale und @ad@ale Schwingungen verantwortlich.
M@n hat versucht, (lie für das Kreischgeräusch verantwortlichen axialen Schwingungen mit einen am Radkranz angebrachten Ring aus dämpfendem Material zu dämpfen. Der damit erzielte Effekt @@@riedigt aber nicht (DT-OS 1 605 065).
Ferner hat man versucht, die Fahrgeräuscbe durch in Ringnuten im Radkranz eingelagerte Dämpfungsringkörper oder Ringkörpertelle, die aus einzelnen Plättcben, Kreisringausschnitten oder Ringscheiben bestehen und an ihren Anlageflächen mit einem schmiermittelartigen Werkstoff nöchster Zähigkeit überzogen sind, zu dämpfen. Auch dieser auf die Anmelderin zurückgehende Versuch @at sicb in der @raxis ni@ht durchsetzen können.
I)er Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schienenrad ilsr eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die für die Geräusche Ice verantwortlichen Schwictgungen unterdrückt werden.
hierbei sollen vor allem die Ringsegmente und das Schienenrad hinsichtlich der Herstellungskostengünstig gestaltet sein Diese Auf'gabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einzelnen Ringsegmente aus mehreren nebeneinanderliegenden und mit Abstand auf demselben Sockel aitgeordneten, in Dämpfungsmaterial eingebetteten Zungen bestehen, die auf die Eigenfrequenz des Rades abgestimmt sind, wobei der Sockel starr mit dem Rad kran bzw. der Radfelge bzw. dem Radreifen verbunden ist.
Dadurch, daß die als Schwingungstilger ausgebildeten Ringsegmente am Umfang des Rades angeordnet und auf die Eigenfrequenzen des Rades abgestimmt sind, erigbt sich eine optimale Unterdrückung der Fabrgeräusche, insbesondere der Kreischgeräusche. Die Anordnung der Ringsegmente in den Nuten ergibt nicht nur einen kompakten Aufbau sondern ermöglicht auch auf einfache gleise eine für die Ableitung der Radschwingungen günstige Kopplung zwischen Radkranz, Radreifen oder Radfelge und Ringsegmenten. Die für das Ausdrehen der Ringnuten erforderlichen zuscitzlicìlen Herstellungskosten fallen kaum ins Gewicht, weil das Rad ohnehin zum Zwecke des Überdrehens der Außertkontur in eine l)rehbank eingespannt werden muß. Die Nuten gewährleisten auch, daß die Ringsegmente im Betrieb vor äußeren Einwirkungen weitgehend geschützt sind und können dem Ringsegment außerdem einen guten Halt geben, so daß zu dessen Befestigung z.B. nur ein einziger mittiger Schraubenbolzen vorgesehen zu sein braucht. Die im Rad eingebettet angeordneten Ringsegmente erzeugen eben wegen dieser Anordnung auch keine Eigengeräusche, wie z.B. Windgeräusche.
Vorzugsweise ist auf jeder eite des Radkranzes bzw. des Radreifens bzw. der Radfelge eine Ringnut mit darin angeordneten Eingsegmenten vorgesehen, Durch diese beidseitige Anordnung wird die Dämpfung weiter verbessert.
Um den durch die @ingnut gegebenen Raum optimal auszunutzen, si.iid die Zutlgerl entsprechend dem Krümmungsradius der Ringnut gekrümmt.
Es ist nicht erforderlich, daß für jeden Zungensatz ein eigener Sockel vorgeschen iut. Nach CittCi Ausbildung der Erfindung können jeweils zwei benachbarte Sätze von Zungen einen gemeinsamen Sockel baben.
Um die Zitt0gen auf die verschiedenen Eigenfrequenzen abzustimmen, gitt es verschiedene Möglichkeiten. Vorzugsweise bestehen die einem Sockel zugeordneten Zungen aber aus Platten unterschied-@icher Stärke, insbesondere unterschiedlicher Dicke. Der die plattenförmigen Zungen @ragende Sockel kall als Paket aus den Zungenenden oder bei von einem gemeinsamen Sockel getragenen Doppelzungen aus den mittleren Zungenabschnitten und insbesondere damit verschweißten Zwischenplatten aufgebaut sein.
Diese Austildung der Erfindung ist herstellungstechnisch besonders einfach.
Allernativ können die Zungen aber adch als Stäbe, vorzugsweise aus Rundmaterial unterschiedlicher Stärke, bestehen.
Diese Ausbildung hit den Vorzug, daß unter optimaler Materialausnutzung die Rrümmung der Ringnut durch einfaches Biegen der @täbe zu @rreie@en ist.
Die Stäbe können aus Vollmaterial bestehen. Es ist aber auch möglich, sie als @ohlstäbe mit unterschiedlichen Abmessungen, insbesondere unterschiedllchem Durchmesser und/oder unterschiedlischer Wandstärke auszubllden und mindestens teilweise koaxial zueinander und mit Abstand voneinander anzuordnen, wobei die Zwischenräume zwischen den Stäben mit Dämpfungsmaterial ausgefüllt sirjd und der innere Stab entweder ein Vollstab oder ein mit Dämpfungsmaterial ausgefüllter Hohlstab ist.
Insbesondere bei der Ausbildung mit den Stäben aus Vollmaterial kann der Sockel aus einem kompakten oder gelochten Block bestehen, an (iem bzw. in dem die Stäbe angeschweißt bzw. eingesteckt sind. Werner können die mit Distanzelementen versehenen, insbesondere verschweißten Stabenden oder bei von einem gemeinsamen Sockel getragenen Doppelzungen die mittleren Stababschnitte deii Sockel bilden.
Obgleich es grundsätzlich möglich ist, zwischen den einzelnen Zungen einzelne Stücke aus Dämpfungsmaterial einzubringen, sind nach einer weiteren Ausgestaltung die Ringnuten mit den darin angeordneten ffingsegmenten mit Dämpfungsmaterial ausgegossen.
Besonders gute Däntpfungsergebnisse erreicht man bei im Radreifen angeordneten Hingsegmenten der Radreifen, wein der Radreifen über eine Uummilage auf dr radfelge angeordnet ist.
Die Herstellung des erfindungsgernäßen Schienenrades geschieht zweckmäßigerweise dadurch, daß nach Befestigen der Ringsegmente an dem Hadkrattz bzw. dem Radreifen bzw. der Radfelge die verbleibenden Zwischenräume einerseits zwischen den Zungen und andererseits zwischen den Zungen und den Nutenseiten sowie dem Nutengrund mit Dämpfungsmaterial ausgegossen wird. Als Dämpfungsmaterial wird vorzugsweise eine vor dem Aushärten fließfähige Masse verwendet, die nach dem Aushärten eine plastische Masse mit einer Shore-Härte von 20 bis 60 Shore und hoher innerer Dämpfung ergibt, wie Silikonkautschuk.
Im folgenden wird die Erfindung anhand ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen Fig. 1 ein Schienenrad in Aufsicht von der Spurkranzseite, Fig. 2 ein Teil des Schienenrades gemäß Fig. 1 im Axialschnitt nacii Linie I - I der Fig. 1 und Fig. 3 ein Ringsegment oben in Ansicht, unten links im Schnitt nach Linie II - II und unten rechts im Schnitt nach Linie III- III.
Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Schienenrad weist im Radkranz 1 auf beiden gegenüberliegenden Seiten 2, 3 jeweils eine Ringnut 4, 5 auf. In diesen Ringnuten sind hintereinander eine Vielzahl von Ringsegmenten 6, 7, 8 angeordnet. Jedes Ringsegment besteht aus mehreren Ringsegmentplatten 6a bis 6e gleicher Form aber unterschiedlicher Dicke. Die Ringsegmentplatten 6a bis 6e werden irl der Mitte durch Distanzplatten 6h aitf Abstand gehalten. Die Ringsegmentplatten 6a bis 6e und die Distanzplatten 6h bilden ein dichtes Paket und werden von über die Außenränder gezogenen Schweißraupen 6l zusammengehalten.
Auf diese. Weise bilden die Mittelabschnitte der Ringsegmentplatten 6a bis 6e mit den Distanzplatten 6h einen Sockel für die sonst freien Ringsegmentplatten 6a bis 6e, also für die Zungen dUl Ringsegmente 6, 7, 8. Unl die derart aufgebauten Ringsegmente 6, 7, 8 am Sehietienrad zu befestigen, weisen sie eine zentrale Bohrung 6k auf.
Um mit einem einzigen Schraubenbolzen 9 dei gegenüberliegenden Ringsegmente 6, 8 verbinden zu können, weist der fladkranz 1 im Bereich der Ringnuten 4, 5 verteilt angeordnete axiale Bohrungen 10 auf. Mit seiner äußeren Distanzplatte 6h liegt jedes Ringsegment 6, 7, 8 unmittelbar auf dem Nutengrund, so daß sich durch Verspannen des Schraubenbolzens 9 eine starre Verbindung zwischen dem Sockel der Ringsegmeitte 6, 7, 8 und dem RadiLlanz 1 ergibt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, liegen die hintereinander angeordneten Ringsegmente 6, 7, 8 auf Lücke.
Sowohl zwischen dem Nutengrung und den Zungen als auch zwischen den Seitenwänden der Nuten 4, 5 und den Ringsegmenten 6, 8 ist Abstand gelassen. Sobald die Ringsegmente 6, 8 mit dem Schraubenbolzen 9 verspannt sind, werden die Ringnuten mit [)Rmpfungsmaterial ausgegossen, das durch die Abstandslücken fließen karin und die Zwischenräume zwischeii den einzelnen Ringsegmentplatten 6a bis 6e und alle weiteren Ilohlräume in den Nuten 4, 5 ausfüllt, so daß endlich die Ringsegmentplatten 6a bis 6e und die Ringsegmente völlig eingebettet in Dämpfungsmaterial sich befinden.
L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche: 1. Schienenrad mit in einer Ringnut im Radreifen bzw. in der Radfelge und über den Umfang verteilt angeordneten und am Rad kranz bzw. Radreifen bzw. an der Radfelge befestigten, geräuschdämpfenden Ringsegmenten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die einzelnen Ringsegmente (6,7,8) aus mehreren nebeinanderliegenden und mit Abstand voneinarlder auf demse)ben Soclcel angeordneten, in Dämpfungsmaterial eingebetteten Zungen (6a - 6e) bestehen, die auf die Ejgenfrequenz des Rades abgestimmt sind, wobei der Sockel (6s) starr mit dem Radkranz (1) bzw. der Radfelge bzw. dem Radreifen verbunden ist.
2. Schienenrad nach Anspruch 1, dadurch gekenllzeichnet, daß auf jeder Seite des Radkranzes (1) bzw. Radreifens bzw. Radfelge eine Ringnut (11,5) mit darin angeordneten Ringsegmenten (6,7,8) vorgesehen ist.
3. Schienenrad nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zungen (6a - 6e) entsprechend dem Krümmungsradius der Ringnut (4,5) gekrümmt sind.
4. Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Sätze von Zungen (6a- 6e) einen gemeinsamen Sockel (6s) haben.
5. Schienen 1 @ach einem der Ausprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n nzeichnet, daß die Ei iern Sockel (los) zugeordneten Zungen (6a - 6e) aus Platten unterschiedlicher Abmessungen, insbesondere unterschiedlicher Dicke, bestehen.
6. Sc@@enenr@d tacfl Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die plattenförmige Zungen (6a - 6e) tragende Sockel (6s) als raket; aus der Zungenenden oder bei vom gemeinsamen Sockel (fis) getragenen Doppelzungen aus den mittleren Zungenabschnitten und insbesondere damit verschweißten Zwischenplatten (6b) aufgebaut ist.
7. Scbienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Zungen als Stäbe, vorzugsweise aus Rundmaterial, unterschiedlicber Ab@essungen, insbesondere Durchmesser, bestehen.
8. Schienenrad nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stäbe als @ohlstäbe mit unterschiedlichen Abmessungen, insbesondere unterschiedlichem Durchmesser und/oder unterschiedlichter Wandstärke ausgebildet sind, und mindestens teilweise koaxial zueinander und mit Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Zwischenräume zwischen den Stäben mit Dämpfungsrnaterial ausgefüllt sind und der innere Stab entweder ein Vollstab oder ein mit Dämpfungsmaterial ausgefüllter Hohlstab ist.
9. Sc}-iienentad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel aus einem kojllpakten oder gelochten Block besteht, an dem bzw. in dem die Stäbe angeschweißt bzw. eingesteckt sind.
10. Schienenrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Distanzelementen versehenen, insbesondere verschweißten, Stabenden oder bei vc,m gemeinsamen Sockel getragenen Doppelzungen die mittleren Stababschnitte den Sockel bilden.
11. Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten (4,5) mit den darin angeordneten Hingsegrnenten (6,7,8) mit dem Dämpfungsmaterial ausgegossen sind.
12. ScIlienCI0j'ad nach einem der AnsprÜche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei im Radreifen angeordneten Ringsegmenten der Radreifen über eine Gummieinlage mit der Radfelge verbunden ist.
13. Verfahren zum Herstellen eines Schienenrades nach Anspruch 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß nach Befestigen der Ringsegmente (6,7,8) an dem Radkranz (1) bzw. dem Radreifen bzw.

der Radfelge die verbleibenden Zwischenräume einerseits zwischen Zungen (6a - 6e) und andererseits zwischen den Zungen (6a - 6e) und den Nutenseiten und dem Nutengrund mit Dämpfungsmaterial ausgegossen wird.
14. Verfahren nach Anspruch nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungsmaterial eine vor dem Aushärten fließfähige Masse verwendet wird, die nach Aushärten eine plastische Masse mit einer Shore-Härte von 20 bis 60 Shore und hoher innerer Dämpfung ergibt, wie Silikonkautschuk.