DE3136275C1 - Gummigefedertes Schienenrad - Google Patents

Description

• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Schallabsorber zur Erzielung einer besonders guten breitbandigen Dämpfung aus in radialer Richtung aufeinanderfolgenden Elementen, die abwechselnd aus Metall oder Kunststoffmaterial bestehen, wobei infolge der in Umfangsrichtung mit Abstand angeordneten Gummikörper die radial gerichtete Vorspannung vom Azimutwinkel abhängig ist.
• Die Erfindung wird in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen axialen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel, in dem das erste Lösungsprinzip verwirklicht ist, Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles in Fig 1, F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel, in dem das zweite Lösungsprinzip verwirklicht ist, F i g. 4 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels der Fig. 1.
• In Fig. 1 ist mit 1 der Radreifen und mit 2 die Radscheibe bezeichnet, die in den Schenkel 3 der Radfelge ausläuft. Der andere Schenkel der Radfelge wird von dem Schenkel 4 des Felgenrings 5 gebildet, der mit seiner umlaufenden Schulter 6 auf dem konischen Ansatz 7 der Radscheibe 2 aufliegt Die Gummikörper 8 sind in zwei Ringen zwischen der Radscheibe 2 und dem Radreifen 1 angeordnet Zu diesem Zweck weist der Radreifen 1 umlaufende Nuten 21 und 22 nach Art eines Doppelkonus auf, wobei die beiden Kegelflächen durch den umlaufenden Vorsprung 9 voneinander getrennt sind. Durch den umlaufenden Vorsprung 9 stehen die Gummikörper 8 axial im Abstand zueinander. Weiterhin sind die Gummikörper 8 eines jeden Ringes in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnet (nicht dargestellt), so daß das Gummimaterial sich bei Belastungen in die Zwischenräume hinein verformen kann.
• Solche Belastungen treten einerseits im Betrieb als Folge der Achslast auf, andererseits werden bei der Montage von Radreifen 1 und Radscheibe 2 durch das Einziehen des Felgenrings 5 die Gummikörper 8 verformt Die dabei entstehenden radialen Verspannungskräfte wirken auch als Vorspannung auf die in den Nuten 11 und 12 des Radreifens angeordneten Schallabsorber 13.
• Die Elemente des Schallabsorbers 13 in F i g. 1 bestehen aus konzentrisch zueinander angeordneten, zu Ringen gebogenen Materialstreifen 14 bzw. 15 aus Metall bzw. Kunststoff, wobei die Metallelemente 14 eine geringere Breite als die Kunststoffelemente 15 aufweisen und von ihnen übergriffen werden, so daß ein akustischer Kurzschluß zwischen den Metallelelemten 14 und dem Radreifen 1 vermieden wird.
• F i g 2 zeigt eine Ansicht gemäß dem Schnitt in F i g. 1. Aus ihr ist ersichtlich, daß die Elemente des Schallabsorbers 13 aus konzentrisch zueinander angeordneten Ringen bestehen, die in die umlaufenden Nuten 11 und 12 eingelegt sind und durch die mit Abstand in Umfangsrichtung angeordneten Gummikörper der einzelnen Ringe in die Nuten gepreßt werden.
• Dadurch, daß die Gummikörper eines jeden Ringes mit Abstand in Umfangsrichtung angeordnet sind, wird auf die Absorberelemente im Bereich der Gummikörper eine Vorspannung ausgeübt, während in den Bereichen zwischen den Gummikörpern eine solche Vorspannung im wesentlichen unterbleibt Hierdurch ist der Radreifen in einzelne akustisch gekoppelte Bereiche unterteilt, in denen die Dämpfungsglieder unter hoher Vorspannung bzw. unter geringer Vorspannung stehen, so daß die Dämpfung als Folge der Vorspannung vom Azimutwinkel abhängt und ein einheitliches Schwingungsverhalten des Radreifens vermieden ist. Durch die mit dem Azimutwinkel des Schienenrades wechselnde Vorspannung in den einzelnen Bereichen der Schallabsorber wird eine erhebliche Verbesserung des Dämpfungseffektes erzielt.
• F i g. 3 zeigt das zweite Prinzip in einer der Fig.2 entsprechenden Ansicht Die Schallabsorber 16 bzw. 17 bestehen in diesem Fall aus Kreisabschnitten aus Metall bzw. Kunststoffmaterial, die in radialer Richtung abwechselnd angeordnet sind, wobei die Metallelemente eine geringere Breite haben als die Kunststoffelemente, so daß ein akustischer Kurzschluß zwischen diesen Metallelementen und dem Radreifen vermieden ist Die in F i g. 3 dargestellten Elemente können beispielsweise in die umlaufenden Nuten 11 und 12 des Radreifens 1 nach F i g. 1 eingesetzt werden, es kann auch der Radreifen anstelle der umlaufenden Nuten Ausnehmungen 18 wie in F i g 3 aufweisen, die in Umfangsrichtung entsprechend dem Verlauf der umlaufenden Nuten angeordnet sind und in die die Schallabsorber eingesetzt sind Die Metall- bzw. Kunststoffelemente können hierbei bereichsweise eine größere Dicke aufweisen, so daß durch die gegen die Absorberelemente anstehenden Gummikörper in diesen Bereichen ein maximaler Druck ausgeübt wird. Es zeigte sich, daß hierdurch ebenfalls ein besonders gutes Dämpfungsverhalten des gesamten Schienenrades erzielt wird. Durch diese Maßnahmen wird, akustisch gesehen, der Radreifen in einzelne miteinander gekoppelte Bereiche mit unterschiedlicher Dämpfung unterteilt, so daß hierdurch ebenfalls ein einheitliches Schwingungsverhalten des Radreifens vermieden ist.
• In Fig. 1 sind die beiden umlaufenden Nuten 11,12, in die die Schallabsorber 13 eingesetzt sind, im Radreifen angeordnet Statt dessen können sie auch in der Radscheibe angeordnet sein. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die Radscheibe abweichend von F i g. 1 einteilig ausgebildet ist Anstelle der in Fig.2 dargestellten Schallabsorber 13 können in der gleichen Weise die in F i g. 3 dargestellten Schallabsorber 16, 17 in der Radscheibe angeordnet sein.
• F i g. 4 zeigt eine Abwandlung der in den F i g. 1 und 2 bzw. 3 dargestellten Ausführungsbeispiele. Zwischen den Gummikörpern und den Schallabsorbern ist ein Metallring 20 eingesetzt, der jeweils die Nuten 11 und 12 bzw. die Ausnehmungen 18 in der Breite der Gummikörper 8 übergreift - Leerseite -

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Gummigefedertes Schienenrad, das zwischen dem Radreifen und der Radscheibe zu mindestens einem Ring angeordnete Gummikörper und mindestens einen Schallabsorber aufweist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Radreifen (1) und/ oder die Radscheibe (2) mindestens eine, von den Gummikörpern (8) übergriffene, umlaufende Nut (11; 32) aufweisen (aufweist), wobei in der umlaufenden Nut der Schallabsorber (13) angeordnet und durch die Gummikörper (8) vorgespannt ist -2. Gummigefedertes Schienenrad, das zwischen dem Radreifen und der Radscheibe zu mindestens einem Ring angeordnete Gummikörper und mindestens einen Schallabsorber aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Radreifen und/oder die Radscheibe von den Gummikörpern (8) übergriffene Ausnehmungen (18) aufweisen (aufweist), wobei in den Ausnehmungen die Schallabsorber (16, 117) angeordnet und durch die Gummikörper (s) vorgespannt sind.

   3. Gummigefedertes Schienenrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallabsorber (13 bzw. 16, 17) in radialer Richtung aufeinanderfolgende Elemente aufweisen, die abwechselnd aus Metall oder Kunststoffmaterial bestehen und daß die radial gerichtete Vorspannung vom Azimutwinkel abhängige, vorgegebene Werte hat.

   4. Gummigefedertes Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schallabsorbern (13 bzw. n6, 117) und den Gummikörpern (s3 ein Metallring (20) angeordnet ist, der die Nut bzw. Ausnehmungen übergreift.

   Die Erfindung betrifft gummigefederte Schienenräder, die zwischen dem Radreifen und der Radscheibe zu mindestens einem Ring angeordnete Gummikörper und mindestens einen Schallabsorber aufweisen.

   Gummigefederte Schienenräder an sich sind bereits bekannt (DE-PS 845961, DE-PS 6 68 127, DE-PS 12 06'006, US-PS 31 27211, FR-PS 750892, FR-PS 7 36 170, Bericht über den XXV. Internationalen Kongreß des Internationalen Vereins der Straßenbahnen, Kleinbahnen und der öffentlichen Kraftfahrunternehmen, Wien vom 27.06 1937 bis zum 03.07. 1937, S.21).

   Derartige gummigefederte Schienenräder sind gegenüber den üblichen Vollrädern geräuscharm. In engen Kurven und unter extremen Wetterbedingungen sind jedoch die Schienenkreischgeräusche nicht zu vermeiden.

   Bei gummigefederten Schienenrädern der eingangs erwähnten Art ist es bereits bekannt (DE-AS 27 08411), als Abhilfe den Schallabsorber als mindestens die eine Seite der Radscheibe abdeckende Schicht auszubilden, die aus schwingungsdämpfendem Werkstoff besteht und deren Schichtdicke in Umfangsrichtung sich wellenförmig ändert.

   Es sind geräuschgedämpfte, nicht gummigefederte Schienenräder bekannt (DE-PS 8 33 362), mit mindestens einem, am Schienenrad (Vollrad) befestigten ringförmigen Schallabsorber aus axial zueinander angeordneten Elementen, die abwechselnd aus Metall und Dämpfungsmaterial bestehen. Die Elemente sind als Ringscheiben ausgebildet, die zusätzlich noch in Umfangsrichtung unterteilt sein können. Ihre Anordnung ist so getroffen, daß sie einerseits unter dem Einfluß der Radschwingungen Relativbewegungen gegenüber dem Rad ausführen können und daß andererseits noch eine zusätzliche Flächenreibung der einzelnen Elemente 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.

   Es ist weiterhin bekannt (DE-PS 26 05 812), derartige ringförmige Schallabsorber als mindestens auf der einen Seite einer Radscheibe eines Vollrades angeordnete I(unststoffschicht auszubilden, die eine Metallscheibe als Abdeckplatte aufweist. Die Kunststoffschicht besteht aus einem Zweikomponentenmaterial auf der Basis eines gefüllten Kunstharzes, das einerseits eine hohe Steifigkeit aufweist und zum anderen unter dem Einfluß von Schwingungen keine merklichen Formänderungen durchführt. Derartige Dämpfungsglieder vermindern in einem Frequenzbereich von 250 Hz bis 1120 Hz die Abklingzeiten der Schallschwingungen um 75 bis 76%.

   Es sind weiterhin ringförmige Dämpfungsglieder für Schienenräder (Vollräder) 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. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Metallringe ohne gegenseitige Berührung zwischen den Ringen aus Kunststoffmaterial angeordnet sind.

   Es sind auch Schienenräder bekannt (Technische Mitteilungen Krupp, Werksberichte Band 37 (1979), Heft 3, S. off.), deren Schallabsorber aus kammartig ausgebildeten Elementen aus Metall bestehen, wobei in die Zwischenräume Kunststoffmaterial eingebracht ist.

   Derartige Schallabsorber werden am Radreifen von Vollrädern befestigt.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gummigefederte Schienenräder der eingangs erwähnten Art derart auszubilden, daß eine möglichst breitbandige Geräuschdämpfung im Frequenzbereich des Geräuschspektrums eintritt.

   Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Lösungsprinzip dadurch gelöst, daß der Radreifen und/oder die Radscheibe mindestens eine von den Gummikörpern übergriffene umlaufende Nut aufweisen (aufweist), wobei in der umlaufenden Nut der Schallabsorber angeordnet und durch die Gummikörper vorgespannt ist.

   Gemäß einem zweiten Lösungsprinzip weisen (weist) der Radreifen und/oder die Radscheibe von den Gummikörpern übergriffene Ausnehmungen auf, wobei in den Ausnehmungen die Schallabsorber angeordnet und durch die Gummikörper vorgespannt sind.

   Bei beiden Lösungsprinzipien tritt eine breitbandige Geräuschdämpfung ein, so daß für die einzelnen Frequenzbereiche keine unterschiedlichen Maßnahmen zu treffen sind. Es werden in beiden Fällen die bei gummigefederten Schienenrädern auftretenden Geräusche noch weiter gedämpft und gleichzeitig die Schienenkreischgeräusche stark verringert. Insbesondere läßt sich bei einer Geräuschdämpfungseinrichtung nach dem zweiten Lösungsprinzip eine extrem starke Dämpfung der Schienenkreischgeräusche erreichen.