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Geräuschgedämpftes Schienenrad
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Die Erfindung betrifft ein geräuschgedämpftes Schienenrad mit mindestens
einem, am Schienenrad befestigten ringförmigen Dämpfungsglied aus axial zueinander
angeordneten Elementen, die abwechselnd aus Metall und Dämpfungsmaterial bestehen.
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Schienenräder dieser Art sind an sich bereits bekannt (DE-PS 833 362).
Das ringförmige Dämpfungsglied besteht im einfachsten Fall aus aufeinander angeordneten
Metallringen, die in einer Nut der Felge eingebaut sind. Diese Ringscheiben können
zusätzlich noch in Umfangsrichtung unterteilt sein. Ihre Anordnung ist so getroffen,
daß sie einerseits unter dem Einfluß der Radschwingungen relativ gegenüber dem Rad
ausführen können und daß andererseits noch eine zusätzliche Flächenreibung der einzelnen
Ringe aneinander möglich ist. Zusätzlich können die Anlageflächen der einzelnen
Ringscheiben mit einem Film aus einem schmiermittelartigen Werkstoff hoher Zähigkeit
überzogen sein, so daß noch zusätzliche dämpfende Zwischenschichten gebildet sind.
Diese Scheiben bilden untereinander und jeweils mit ihren Rändern mit dem Schienenrad
einen akustischen Kurzschluß.
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Es ist weiterhin bekannt (DE-PS 26 05 812), derartige ringförmige
Dämpfungsglieder dadurch auszubilden, da.B mindestens auf der einen Seite einer
Radscheibe eine Kunststoffschicht aufgebracht ist und diese Kunststoffschicht
eine
Metallscheibe als Abdeckplatte aufweist. Die Kunststoffschicht besteht aus einem
Zweikomponentenmaterial auf der Basis eines gefüllten K;unstharzes, das einerseits
eine hohe Steifigkeit aufweist und zum anderen unter Einfluß von Schwingungen keine
merklichen Formänderungen durchführt. Die Wirkungsweise dieses ringförmigen Dämpfungsgliedes
ist im einzelnen nicht geklärt, experimentell zeigte es sich, daß die Kunststoffschicht
zusammen mit der Metall scheibe in einem Frequenzbereich von 250 Hz bis 1.120 Hz
die Abklingzeiten der Schallschwingungen um 55 bis 76 % vermindert.
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Es ist weiterhin bekannt (DE-PS 19 26 312), auf der Metallscheibe
eine die Randzone abdeckende ringförmige Kunststoffschicht aufzubringen, die ihrerseits
wiederum eine im wesentlichen der Kontur der Oberfläche des Rades sich anpassende
Ringscheibe aus Metall trägt.
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Es sind weiterhin ringförmige Dämpfungsglieder für Schienenräder bekannt
(Seminar Umwelt, spurgeführter Fernverkehr, Rad/Schiene-Technik Berichte, Kassel,
Oktober 1979), die aus in axialer Richtung miteinander angeordneten Metallringen
und Ringen aus Kunststoffmaterial bestehen.
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Hierbei ist die Anordnung der Ringe so getroffen, daß die Metallringe
ohne gegenseitige Berührung zwischen den Ringen aus Kunststoffmaterial angeordnet
sind. Derartige Dämpfungssysteme weisen ein Dämpfungsverhalten auf, das etwa den
oben erwähnten Dämpfungsgliedern entspricht. Es zeigte sich überraschenderweise,
daß ein breitbandiges Dämpfungssystem geschaffen ist, wenn zusätzlich das aus derartigen
Ringen aufgebaute Dämpfungsglied in axialer Richtung vorgespannt wird.
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Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, geräuschgedämpfte
Schienenräder mit mindestens einem an dem Radkranz bzw. der Radfelge befestigten
ringförmigem Dämpfungsglied aus axial hintereinander angeordneten Elementen, die
abwechselnd aus Metall und Kunststoffmaterial bestehen, derart auszubilden, daß
eine breitbandige Geräuschdämpfung erfolgt.
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Unter ringförmigen Dämpfungsgliedern aus in axialer Richtung hintereinander
angeordneten Elementen sind im Sinne der Erfindung zum einen in sich geschlossene
ringförmige Elemente zu verstehen, zum-anderen auch solche ringscheibenförmige Elemente,
die geschlitzt sind, wobei nach dem Zusammenbau des Dämpfungsgliedes die Schlitze
in den einzelnen Lagen zueinander versetzt angeordnet sind. In der gleichen Weise
sind unter Elementen auch kreissegmentartige Ausschnitte aus derartigen axial miteinander
verbundenen ringscheibenförmigen Elementen zu- verstehen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aus Metall
bestehenden Elemente ohne gegenseitige metallische Berührung zwischen den Elementen
aus Kunststoffmaterial angeordnet sind und daß das ringförmige Dämpfungsglied im
wesentlichen axial vorgespannt ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das ringförmige Dämpfungsglied
zwischen einem am Schienenrad befestigten Haltering und einem mit dem Haltering
verbundenen Spailnring angeordnet. Der Haltering und der Spannring können erfindungsgemäß
durchSchra%bolzen miteinander verbunden sein, wobei der Durchmesser der Bohrungen
der Elemente für die Spannbolzen größer ist als der Durchmesser der Schraubbolzen,
so daß über die Schraubbolzen zwischen den einzelnen
Metallringen
und den Metallringen und dem Rad kein akustischer Kurzschluß ausgebildet ist. Gemäß
einer vorteilhaften Weiterbildung sind in die miteinander fluchtenden Bohrungen
der Elemente jeweils Isolierhülsen für die Schraubbolzen eingesetzt. Die Schraubverbindungen
haben den Vorteil, daß die axiale Vorspannung feinfühlig eingestellt und auch nachgestellt
werden kann. Anstelle der Schraubverbindungen können auch Nieten vorgesehen sein.
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Als Kunststoffmaterial hat sich besonders ein nicht dauerelastischer
Thermoplast als besonders vorteilhaft erwiesen. Gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung
der Erfindung sind die Elemente aus Kunststoffmaterial und Metall durch Klebstoff
miteinander verbunden, so daß sie vor dem Einbau am Schienenrad eine leicht montierbare
Baueinheit bilden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von zwei Ausführungsbeispielen
erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Schienenrad im Ausschnitt
mit dem ersten Ausführungsbeispiel ebenfalls im Ausschnitt, Fig. 2 eine Darstellung
des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1.
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In Fig. 1 ist mit 1 der Radkranz und mit 2 die Radscheibe eines Schienenrades
bezeichnet. Der Radkranz weist beidseitig jeweils eine ringförmige Ausdrehung 3
als Anlagenflächen für das Dämpfungsglied 4 auf. Dieses besteht aus den in axialer
Richtung hintereinander angeordneten Ringen 5 aus Kunststoffmaterial und Metallringen
6. Das Dämpfungsglied ist auf den Schraubbolzen 7 angeordnet, die über den Spannring
8 das Dämpfungsglied gegen die ringförmige Ausdrehung 3 pressen und so die axiale
Vorspannung erzeugen. Die Metallringe haben
einen kleineren Außendurchmesser
als die Ringe aus Kunststoffmaterial. Weiterhin sind in die jeweils fluchtenden
Bohrungen der Ringe Hülsen 9 aus Kunststoffmaterial eingesetzt, die eine metallische
Berührung mit den Schraubbolzen unterbinden. Infolge des kleineren Außendurchmessers
der Metallscheiben, sind sie gegeneinander und zum Radkranz gegen metallische Berührung
gesichert.
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In der Fig. 2 ist mit 1 der Radkranz und mit 2 die Radscheibe eines
Schienenrades bezeichnet. Der Radkranz weist beidseitig jeweils eine umlaufende
Ausdrehung 10 auf, in die ein Haltering 11 eingesetzt wird, der kranzartig-in Umfangsrichtung
verteilt Bohrungen 12 mit Innengewinden 13 für Spannbolzen 14 aufweist. Auf den
Spannbolzen sind Ringscheiben 15 aus Kunststoffmaterial sowie Ringscheiben 16 aus
Metall in axialer Richtung aufeinanderfolgend aufgeschoben, wobei auf den letzten
Ring aus Kunststoffmaterial ein Spannring 17 aus Metall folgt. Die Innendurchmeser
der Bohrungen der Ring scheiben aus Metall sind größer als der Außendurchmesser
der Spannbolzen 14, so daß ein akustischer Kurzschluß durch die Spannbolzen der
einzelnen Metallringe untereinander und der Metallringe mit dem Schienenrad unterbunden
ist. Um auch bei geringfügigen Verschiebungen der einzelnen Ringe zueinander einen
akustischen Kurzschluß zu vermeiden, können in die fluchtenden Bohrungen der Ringe
jeweils Hülsen 18 aus Kunststoffmaterial eingesetzt sein, die die Gewindebolzen
14 führen. Die einzelnen Ringe können miteinander durch nicht dargestellte Klebschichten
verbunden sein, so daß vor der Montage die Ringe zu einer Baueinheit miteinander
verklebt werden können.
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Als Kunststoffmaterial haben sich insbesondere nicht dauerelastische
Thermoplaste erwiesen.
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Bezugszeicinliotc 1 Radkranz 2 Rad scheibe 3 ringförmige Ausdrehung
4 Dämpfungsglied 5 Ring aus Kunststoffmaterial 6 Ring aus Metall 7 Schraubbolzen
8 Spannring 9 Hülsen 10 Ausdrehung 11 Haltering 12 Bohrung 13 Innengewinde 14 Spannbolzen
15 Ringscheibe aus Kunststoffmaterial 16 Ringscheibe aus Metall 17 Spannring 18
Hülse
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