Geräuschgedämpftes Scheibenrad für Schienenfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein geräuschgedämpftes Schei benrad für Schienenfahrzeuge.
Untersuchungen haben gezeigt, dass die Radsätze für Schienenfahrzeuge im wesentlichen Umfang zur Gesamt geräuschbildung beitragen. Diese Geräusche werden einerseits durch Reibungseinflüsse an den Rand- und Schienenlaufflächen und andererseits durch Flatter schwingungen erzeugt, die sich infolge der konischen Laufflächen ergeben. Ausserdem entstehen infolge der konischen Laufflächen Rotationsschwingungen infolge von Schlupferscheinungen.
Es ist bereits bekannt, die Geräuschbildung bei Scheibenrädern dadurch zu dämpfen, dass man beider seits der Radscheibe im gewissen Abstand von derselben Kunststoffolien anordnet und in den Zwischenraum zwischen der Radscheibe und den Kunststoffolien eine Glaswollfüllung vorsieht. Diese Massnahme ist mehr aufwendig und verhindert die Kontrolle der Radscheibe d"e in regelmässigen zeitlichen Abständen durchgeführt werden muss, um entstehende Risse o. dgl. festzustel len.
Weiterhin sind Massnahmen zur Geräuschdämpfung an Fahrzeugrädern bekannt, bei denen mit dem Rad Ringkörper derart verbunden sind, dass s'_e unter dem Einfluss der Radschwingungen Relativbewegungen ge genüber dem Rad ausführen können. Hierdurch soll die Schwingungsenergie des Rades :durch den beweglich angeordneten, ringförmigen Körper übernommen und anschliessend verzehrt werden.
Um die Dämpfung und damit den Grad der Vernichtung an Schwingungsenergie durch -den ringförmigen Körper zu ste_gern, hat man auch schon vorgeschlagen, zwischen dem die Schwin gungsenergie verzehrenden beweglichen Körper und dem Rad eine Zwischenschicht aus einem gummiartigen Werkstoff anzuordnen, der infolge der bei den Schwin- gungen entstehenden Walkarbeit die Schwingungsenergie schneller verzehren soll. Auch dieser Vorschlag hat sich in der Praxis nicht durchsetzen können.
Unter den Versuchen zur Geräuschdämpfung bei Fahrzeugrädern ist weiterhin der Vorschlag zu erwäh nen, auf die Radflächen zunächst eine Schicht aus einem schwingungsdämpfenden Werkstoff, z. B. kompaktem Gummi, aufzubringen, dessen Aussenfläche zusätzlich mit einer Schicht aus einem schalldämpfend wirkenden Werkstoff, z. B. Schwammgummi, belegt worden ist. Auch dieser beidseitig auf den Radscheiben vorgesehene Belag hat nicht zu einer ausreichenden Beseitigung der Geräuschbildung geführt.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einerseits eine ausreichende Geräuschdämpfung am Radsatz zu erzielen und andererseits sicherzustellen, dass die für diese Geräuschdämpfung notwendigen Schichten und anderen Teile ohne grossen Aufwand bei voller Wahrung der Betriebssicherheit erstellt werden können.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass auf einer oder beiden Seiten der Radscheibe ein Überzug aus einem Kunststoff grosser Steifigkeit aufgebracht ist, auf dem ein oder mehrere Metalldeckelbleche :befestigt sind. Ein derartiger Kunststoff hat z. B. die Eigenschaft, dass er unter der Wirkung von Schwingungen keine nennens werten Formänderungen erleidet.
Der Erfindungsgegenstand ist anhand der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
An der Radscheibe 1 des Scheibenrades ist der Kunststoffüberzug 2 vorgesehen, auf den das Metall deckblech 3 befestigt ist, was beispielsweise dadurch geschehen kann, dass das Blech 3 im noch plastischen Zustand des aufgespritzten Kunststoffes 2 in denselben eingedrückt wird. An den Radreifen 4 ist gleichfalls in einer umfänglichen Aussparung desselben auf der Innen seite ein Kunststoffüberzug 2' vorgesehen, auf den der Metallring 3' aufgebracht ist. Vorzugsweise ist der Metallring 3' an der Stelle 5 unterbrochen. Es kann auch eine mehrfache Unterteilung des Metallringes erfol gen.
Als Kunststoff hat sich ein Zweikomponenten-Mate- rial auf der Basis eines gefüllten Kunstharzes bewährt. Als gefülltes Zweikomponenten-Kunstharz sollten vor zugsweise duroplastische Kunstharze, z. B. ungesättigte Polyesterharze, vernetzte Polyurethan- oder Aethoxylin- harze verwendet werden.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass ein derartiger Kunststoff im Gegensatz zu anderen Werk stoffen, die man bisher wegen der grossen Walkarbeit für geeignet hielt, zu .einer wesentlichen Verbesserung der Geräuschdämpfung führt. Während man bisher zwischen der Radscheibe und den die Schwingungsenergie aufneh menden Schwingkörper eine Walkarbeit leistende Zwi schenschicht vorgesehen hat, die unter dem Einfluss der Schwingungen relativ grosse Formänderungen erleidet (z. B. Elastomere), beschreitet die Erfindung einen gänz lich anderen Weg und gelangt entgegen allen Erwartun gen zu einer verbesserten Wirkung.
Diese verbesserte Wirkung zeigt sich einerseits darin, dass -es genügt, den geräuschdämpfenden Kunststoffüberzug auf einer Rad seite, vorzugsweise die Innenseite, zu beschränken. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Unwuchterscheinun- gen, die sich infolge der Formänderung des Walkarbeit leistenden Zwischenkörpers ergeben, praktisch gänzlich eliminiert werden.
Im gegenwärtigen Zeitpunkt kann für das Verhalten der geräuschdämpfenden Mittel nur folgende Erklärung gegeben werden: Der biegesteife Kunststoff nimmt vermittels dieser Eigenschaft auf der Schwingenden Radscheibe eine weitaus grössere Schallenergie auf als die bekannten Zwischenschichten, die durch merkliche Formänderung Walkarbeit leisten. Möglicherweise wird die aufgenom mene grössere Schallenergie durch eine sehr starke, sich im mikroskopischen Bereich abspielende innere Reibung so weitgehend absorbiert, dass in diesem Material keine Schwingungen mit grossen Amplituden entstehen.
Die Metallbleche, die in dem Kunststoffüberzug kleben, tragen wesentlich zur Erhöhung der Biegesteifigkeit der gesamten Dämpfungsenrichtung bei und scheinen damit überhaupt nicht als Schwingorgan zu wirken, möglicher weise wird aber die Schwingung eine durch die enorme Dämpfung d.-s Kunststoffüberzuges derart reduzierte Aplitude, dass sie kaum messbar ist.
Es eignen sich alle Kunststoffe der vorgenannten Art, die einer äusseren Kraft einen relativ grossen Formänderungswiderstand entgegensetzen, aber in einfa cher Weise durch Aufgiessen auf eine metallische Rad scheibe verarbeitet werden können. Schliesslich ist zu erwähnen, dass natürlich auch Folien dieser Art auf die Radscheibe aufgeklebt werden können, weil die dünne Metallkunststoffkleberschicht nicht zu merklichen Schallreflektionen führen -kann.
Der Radreifen kann auch zusätzlich dadurch ge dämpft werden, ass in eine umfängliche Aussparung desselben ein Überzug aus einem Kunststoff der vorge nannten Eigenschaften eingegossen wird, auf den ein vorzugsweise metallisches Teil aufgebracht wird.
Es hat sich gezeigt, dass es zweckmässig ist, wenn die Abdeckbleche als gekümpelte Kreisringe ausgebildet sind, die in etwa der Radscheibenform entsprechen. Hierbei sollten die Abdeckbleche aus Sicherheitsgründen einen solchen Innendurchmesser haben, dass der Aus senrand des Deckbleches nicht über den Aussendurch messer der Radreifen hinausragt.
Es hat sich weiterhin als zweckmässig erwiesen, die Abdeckbleche mehrfach aufzuteilen, weil offensichtlich die Kunststoffzwischenschicht zwischen den Radteilen und den Abdeckblechen nicht an allen Stellen ein einheitliches Schwingungsverhalten hat.
Bei einem erfindungsgemässen Rad konnten Ver minderungen der Abklingzeiten der Sehallschwingungen von 55 bis 76 % festgestellt werden. Bemerkenswert ist, dass diese Verminderung sich über ein breites Frequenz spektrum von 250 bis 1120 Hertz erstreckte. Die Räder wurden mit einem Biegemoment entsprechend 15 t Achslast 20 Mill. Lastwechsel unterzogen, ohne dass sich die geringsten Beschädigungen der Radscheiben oder des Belags ergaben.
Nach 7tägiger Alterung der Kunststoffschicht bei 70 C im warmen Ofen wurden die Räder anschliessend bei einem anderen Versuch 20 Mill. Lastwechseln mit einem Moment unterworfen, welches 15 t Achslast entsprach. Auch diese Belastungen wurden ohne Schaden am Rad oder am Belag überstanden.