DE3119960A1

DE3119960A1 - Noise-damped rail wheel

Info

Publication number: DE3119960A1
Application number: DE19813119960
Authority: DE
Inventors: Heinz-Dieter 4500 Osnabrück Brockmann; Kurt-Horst Dipl.-Ing. Weber
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Schmiedewerke Krupp Kloeckner GmbH
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1981-05-20
Publication date: 1982-12-23
Also published as: DE3119960C2

Abstract

The noise-damped rail wheel has a damping element which consists of metal and plastic annular elements which are arranged in the axial direction alternating one behind the other. The damping element is essentially axially prestressed and the metal elements have no metallic contact either with one another or with the rail wheel.

Description

Geräuschgedämpftes SchienenradNoise-dampened rail wheel

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.The invention relates to a noise-damped rail wheel with at least an annular damping member attached to the rail wheel axially to one another arranged elements, which consist alternately of metal and damping material.

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.Rail wheels of this type are already known per se (DE-PS 833 362). In the simplest case, the annular attenuator consists of one on top of the other Metal rings that are built into a groove in the rim. These washers can can also be subdivided in the circumferential direction. Your arrangement is so made that they are on the one hand under the influence of the wheel vibrations relative to the wheel can perform and that on the other hand, an additional surface friction of the individual Rings to each other is possible. In addition, the contact surfaces of the individual Ring discs with a film made of a lubricant-like material of high toughness be coated so that additional cushioning intermediate layers are formed. These disks form with each other and with their edges with the rail wheel an acoustic short circuit.

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.It is also known (DE-PS 26 05 812), such an annular Train attenuators in that there are at least one on one side Wheel disc is applied a plastic layer and this plastic layer one Has metal disc as a cover plate. The plastic layer consists of one Two-component material based on a filled synthetic resin, which on the one hand has a high rigidity and, on the other hand, none under the influence of vibrations performs noticeable changes in shape. How this ring-shaped attenuator works is not clarified in detail, it was experimentally shown that the plastic layer together with the metal disc in a frequency range from 250 Hz to 1,120 Hz the decay times of the sound vibrations are reduced by 55 to 76%.

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.It is also known (DE-PS 19 26 312) on the metal disc to apply an annular plastic layer covering the edge zone, which in turn again one which essentially conforms to the contour of the surface of the wheel Metal ring washer.

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.There are also known annular dampers for rail wheels (Environment seminar, track-guided long-distance traffic, wheel / rail technology reports, Kassel, October 1979), which consists of metal rings arranged with one another in the axial direction and rings are made of plastic material.

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.Here the arrangement of the rings is made so that the metal rings arranged without mutual contact between the rings of plastic material are. Such damping systems have a damping behavior that is about corresponds to attenuators mentioned above. Surprisingly, it turned out that a broadband damping system is created, if in addition to such Rings constructed attenuator is biased in the axial direction.

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.The invention is therefore based on the object, noise-damped Rail wheels with at least one attached to the wheel rim or the wheel rim annular attenuator made of axially one behind the other elements that consist alternately of metal and plastic material to be designed in such a way that broadband noise attenuation takes place.

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.Under annular attenuators from one behind the other in the axial direction arranged elements are self-contained within the meaning of the invention to understand annular elements, on the other hand also such annular disk-shaped elements, which are slotted, wherein after the assembly of the attenuator the slits are arranged offset from one another in the individual layers. In the same way are among elements also segments of a circle from such cutouts axially with one another to understand connected annular disk-shaped elements.

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.According to the invention, this object is achieved in that the metal existing elements without mutual metallic contact between the elements are arranged from plastic material and that the annular attenuator in the is substantially axially biased.

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.According to a preferred embodiment, the annular attenuator is between a retaining ring attached to the rail wheel and one with the retaining ring connected Spailnring arranged. The retaining ring and the clamping ring can according to the invention be connected to each other by screw bolts, the diameter of the holes the elements for the clamping bolts is larger than the diameter of the screw bolts, so that about the bolts between each Metal rings and no acoustic short circuit is formed in the metal rings and the wheel. According to an advantageous development are in the aligned holes of the elements, insulating sleeves are used for the screw bolts. The screw connections have the advantage that the axial preload is sensitively set and also readjusted can be. Instead of the screw connections, rivets can also be provided.

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.A plastic material that is not permanently elastic has proven to be particularly good Thermoplastic proved to be particularly advantageous. According to yet another embodiment of the invention, the elements are made of plastic material and metal by adhesive connected to each other, so that they can be easily mounted before installation on the rail wheel Form unit.

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.The invention is shown in the drawing using two exemplary embodiments explained. They show: FIG. 1 an axial section through a rail wheel in detail with the first exemplary embodiment also in detail, FIG. 2 shows a representation of the second embodiment according to FIG. 1.

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.In Fig. 1, 1 is the wheel rim and 2 is the wheel disc of a rail wheel designated. The wheel rim has an annular recess 3 on both sides as contact surfaces for the attenuator 4. This consists of the in axial Direction of rings 5 arranged one behind the other made of plastic material and metal rings 6. The attenuator is arranged on the screw bolt 7, which is over the clamping ring 8 press the attenuator against the annular recess 3 and so the axial Generate preload. The metal rings have a smaller outside diameter than the rings made of plastic material. Furthermore are in the aligned Holes of the rings sleeves 9 made of plastic material used, which have a metallic Prevent contact with the screw bolts. As a result of the smaller outer diameter of the metal disks, they are against each other and against metallic contact with the wheel rim secured.

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.In FIG. 2, 1 is the wheel rim and 2 is the wheel disc Rail wheel designated. The wheel rim has a circumferential one on each side Turning 10 into which a retaining ring 11 is inserted, the ring-like in the circumferential direction distributed bores 12 with internal threads 13 for clamping bolts 14. On the Clamping bolts are ring disks 15 made from plastic material and ring disks 16 made from Metal pushed one after the other in the axial direction, with the last Ring made of plastic material followed by a clamping ring 17 made of metal. The inside diameter the bores of the ring washers made of metal are larger than the outer diameter the clamping bolt 14, so that an acoustic short circuit through the clamping bolt of the individual metal rings with each other and the metal rings with the rail wheel is. In order to achieve one even with slight shifts of the individual rings to one another To avoid an acoustic short circuit, you can use the aligned holes in the rings each sleeve 18 made of plastic material can be used, which the threaded bolts 14 lead. The individual rings can be connected to one another by adhesive layers (not shown) be connected, so that the rings together to form a structural unit prior to assembly can be glued.

Als Kunststoffmaterial haben sich insbesondere nicht dauerelastische Thermoplaste erwiesen.In particular, non-permanently elastic ones have proven to be the plastic material Thermoplastics proved.

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 Leerseite Reference number 1 wheel rim 2 wheel disk 3 annular recess 4 Attenuator 5 Ring made of plastic material 6 Ring made of metal 7 Screw bolts 8 clamping ring 9 sleeves 10 recess 11 retaining ring 12 bore 13 internal thread 14 clamping bolt 15 washer made of plastic material 16 washer made of metal 17 clamping ring 18 Sleeve Blank page

Claims

Noise-dampened rail wheel Please note Noise-dampened rail wheel with at least one ring-shaped one attached to the wheel rim (the wheel rim) Attenuator made of elements arranged one behind the other in the axial direction, which consist alternately of metal and damping material, characterized in that the elements (6, 16) made of metal without mutual metallic contact are arranged between the elements (5 or 15) made of plastic material and that the annular damping member (14) is essentially axially biased.

2. Noise-damped rail wheel according to claim 1, characterized in that that the annular damping member between a retaining ring attached to the rail wheel (11) and a clamping ring (17) connected to the retaining ring is arranged.

3. Noise-damped rail wheel according to claim 2, characterized in that that the retaining ring and the clamping ring are connected to one another by screw bolts (7) and the diameter of the holes in the metal rings for the bolts are larger is than the diameter of the bolts.

4. Noise-damped rail wheel according to claim 3, characterized in that that in the bores of the elements insulating sleeves (/ 18) for passing the screw bolts are used.

5. Noise-damped rail wheel according to one of claims 1 to 4, characterized in that the plastic material is a non-permanently elastic thermoplastic is.

6. Noise-damped rail wheel according to one of claims 1 to 5, characterized in that the elements made of plastic material and of metal by Adhesive bonded together.