CH645441A5

CH645441A5 - Resonanzabsorber, insbesondere fuer ein laufrad, z.b. schienenrad.

Info

Publication number: CH645441A5
Application number: CH728879A
Authority: CH
Inventors: Erwin Raquet
Original assignee: Krupp Stahl Ag
Priority date: 1978-08-10
Filing date: 1979-08-08
Publication date: 1984-09-28
Also published as: US4364594A; DE2835020C2; DE2835020A1; ES483024A1; GB2027844A; NL7905793A; CA1147374A; JPS5525696A; BE878166A; FR2433136A1; IT7924992A0; ATA527779A; AT367689B; FR2433136B1; GB2027844B

Description

Die Erfindung betrifft einen aus Masse und Dämpfungsmaterial bestehenden Resonanzabsorber gemäss Anspruch 1.

Solche Resonanzabsorber werden z. B. bei Schienenrädern verwendet, um die verschiedenartigen Geräusche zu dämpfen. Versuche, die für das Kreischgeräusch verantwortlichen axialen Schwingungen mit einem am Radkranz angebrachten Ring aus dämpfendem Material zu dämpfen, haben nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt (DE-OS 1605065).

Bei einem anderen, auf die Anmelderin zurückgehenden Versuch, die Fahrgeräusche durch in Ringnuten am Radkranz eingelagerte Dämpfungskörper oder Ringkörperteile, die aus einzelnen Plättchen, Kreisringausschnitten oder Ringscheiben bestehen und an ihren Anlageflächen mit einem schmiermittelartigen Werkstoff höchster Zähigkeit überzogen sind, zu dämpfen, konnte ebenfalls kein befriedigendes Ergebnis erzielt werden, so dass sich auch ein solcher Resonanzabsorber in der Praxis nicht durchsetzen konnte.

Bei einem anderen bekannten Schienenrad der eingangs genannten Art sind die Resonanzabsorber in der Nähe des Radkranzes an der Radscheibe befestigt. Jeder Resonanzabsorber besteht aus einem zylindrischen Gummipuffer, auf dessen Stirnfläche zwei Metallscheiben mit eingelassenen Schraubenbolzen anvulkanisiert sind. Bei diesem in der Praxis erprobten schwingungsgedämpften Schienenrad zeigte sich aber bereits nach einer verhältnismässig kurzen Betriebszeit von einem Jahr, dass die Wirksamkeit der Dämpfung wesentlich nachliess. Aus diesem Grunde hat sich ein derart schwingungsgedämpftes Schienenrad in der Praxis nicht durchsetzen können (Zeitschrift VDI Bd. 96, Nr. 6,21.2.1954, Seiten 171-175).

Dagegen hat ein Resonanzabsorber, der Gegenstand einer älteren Patentanmeldung ist, gute Ergebnisse in der Geräuschdämpfung gebracht. Dieser Resonanzabsorber besteht aus mehreren durch Zwischenlagen aus Dämpfungsmaterial voneinander getrennten, auf verschiedene Eigenfrequenzen des Rades abgestimmten Zungen. Der Nachteil eines solchen Resonanzabsorbers besteht darin, dass für jede Frequenz eine eigene Zunge vorgesehen sein muss. Das bedeutet nicht nur zusätzlichen konstruktiven Aufwand, sondern erhöht auch die Bauhöhe. Wegen dieser aus konstruktiven Gründen nicht zu unterschreitenden bestimmten Bauhöhe lässt sich ein solcher Resonanzabsorber nicht überall einsetzen. Beispielsweise erfordern gummigefederte Schienenräder, bei denen die Resonanzabsorber an den auf einer Gummieinlage abgestützten Radreifen anzubringen sind, Resonanzabsorber minimaler Bauhöhe, weil andernfalls entweder die Resonanzabsorber zu weit überstehen würden oder beim Einbau in Ausnehmung des Radreifens der Radreifen durch die Ausnehmungen zu sehr geschwächt würde.

Besonders gilt es, die Geräuschentwicklung beim Befahren von Kurven zu dämpfen. Hier werden nämlich die Schienenräder zu axialen Schwingungen in ihrer Grundfrequenz und/oder ihrer ersten Oberfrequenz angeregt. Weitere Oberfrequenzen höherer Ordnung treten wegen der erforderlichen hohen Anregungsenergie praktisch nicht auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Resonanzabsorber zu bauen, der bei einer geringen Bauhöhe intensiv in zwei Resonanzfrequenzen-seiner Grundfrequenz und seiner ersten Oberfrequenz- schwingt, wobei diese beiden Schwingungen auf die beiden das Kurvenkreischen verursachenden, zu dämpfenden Radfrequenzen abgestimmt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale gemäss der Kennzeichnung des Patentanspruches 1 gelöst.

Ein solcher Resonanzabsorber schwingt nicht nur in der Grundschwingung, sondern auch in der ersten Oberschwingung mit grosser Intensität. Er lässt sich auf die zu dämpfende Grundschwingung und erste Oberschwingung des Rades vor allem durch die Dimensionierung der Masse und der Teillänge abstimmen. Natürlich kann die Abstimmung auch durch andere Faktoren, wie durch die Dimensionen und das Material der Zunge sowie des Dämpfungsmaterials, beeinflusst werden. Da nur eine einzige Zunge zur Dämpfung der für die Geräuschbildung eines Gegenstandes hauptverantwortlichen Grundschwingung und ersten Oberschwingung erforderlich ist, ist die Bauhöhe eines solchen Resonanzabsorbers vergleichsweise klein.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Laufrad mit den Resonanzabsorbern. Das Laufrad kann mit mehreren über dessen Umfang verteilt am Radkörper, insbesondere in dessen äusserem Bereich, z. B. am Radkranz bzw. Radreifen bzw. Radfelge angeordneten, aus Masse und Dämpfungsmaterial bestehenden, erfindungsgemässen Resonanzabsorbern versehen sein. Vorzugsweise sind die Resonanzabsorber bei einem gummigefederten Schienenrad an Ringen, die in Ausdrehungen des auf einer Gummieinlage abgestützten Radreifens eingeschrumpft sind, insbesondere durch Schraubverbindungen befestigt. Zur Tilgung der für die Kreisgeräusche verantwortlichen axialen Schwingungen liegen die Zungen in einer durch den radialen und tangentialen Vektor gegebenen Ebene, so dass sie in axialer Richtung schwingen können. Für die Tilgung der für die Rollgeräusche verantwortlichen radialen Schwingungen liegen die Zungen in einer durch den radialen und axialen Vektor gegebenen Ebene, so dass sie in radialer Richtung schwingen können. Entweder werden an dem Ring im Wechsel Resonanzabsorber zur Tilgung radialer und axialer Schwingungen angeordnet, oder aber auf beiden Seiten werden Resonanzabsorber mit bevorzugter Tilgung radialer und axialer Schwingungen angeordnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1-3 jeweils einen Resonanzabsorber in isometrischer Darstellung;

Fig. 4 ein Schienenrad im äusseren Bereich im Radialschnitt I-I der Fig. 5 und

Fig. 5 das Schienenrad gemäss Fig. 4 in Seitenansicht.

Der in Fig. 1 dargestellte Resonanzabsorber weist einen Sockel 1 aus Stahl-Flachmaterial auf, ferner eine Zunge 2 aus federelastischem Flachmaterial, wie Stahl oder Aluminium. Mit einem Ende 2a ist die Zunge 2 unter Zwischenlage einer Distanzplatte 3 mit dem Sockel 1 verbunden. Die Verbindung kann aus über die Kanten gezogenen Schweissraupen 4 bestehen. Am anderen Ende 2b trägt die Zunge 2 eine zusätzliche Masse 5. Zwischen der

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Zunge 2 und dem Sockel 1 befindet sich auf einer von dem eingespannten Ende 2a ausgehenden Teillänge der Zunge 2 eine Einlage 6 aus Dämpfungsmaterial, wie Silikon-Kautschuk. Zur Befestigung weist der Resonanzabsorber im Bereich der Distanzplatte 3 eine Bohrung 7 und an einem Ohr la des Sockels 1 eine Ausnehmung 8 jeweils für Schraubenbolzen auf.

Durch Verändern der Länge und der Lage des die Zunge 2 abstützenden Dämpfungsmaterials 6 und der Grösse und Lage der zusätzlichen Masse 5 lässt sich die Abstimmung der Zunge 2 auf die zu dämpfende Grundschwingung und zu dämpfende erste Oberschwingung des zu dämpfenden Gegenstandes abstimmen. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 geht beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 die Einlage 6 aus Dämpfungsmaterial nicht unmittelbar von dem eingespannten Ende 2a aus, sondern zwischen dem eingespannten Ende 2a und dem Anfang der Einlage 6 befindet sich ein freier Raum. Darüber hinaus endet die Einlage 6 am Zungenende 2b. Das Ausführungsbei3 645 441

spiel der Fig. 3 unterscheidet sich von dem der Fig. 2 darin, dass die Einlage 6 aus Dämpfungsmaterial wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 vor dem Zungenende 2b endet.

Bei dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Schienenrad ist der 5 Radreifen 9 über eine gummielastische Einlage 10 aus einzelnen, hochvorgespannten Gummiklötzen auf der Radfelge 11 abgestützt. An einer Stirnseite des Radreifens 9 ist eine Ausdrehung 12 vorgesehen, in die ein Ring 13 eingeschrumpft ist. An dem Ring 13 sind die Resonanzabsorber angeschraubt. Die Reso-io nanzabsorber sind in Umfangsrichtung verteilt und stossen mit ihren Ohren aneinander, wobei die Ausnehmungen 8 gemeinsam den Befestigungsbolzen aufnehmen. Zur Anpassung an die Radgeometrie sind die Resonanzabsorber gekrümmt.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 haben die Reso-15 nanzabsorber eine Orientierung, bei der sie bevorzugt die axialen Schwingungen tilgen.

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2 Seiten Zeichnungen

Claims

645 441 PATENTANSPRÜCHE

1. Aus Masse und Dämpfungsmaterial gebildeter Resonanzabsorber, insbesondere für ein Laufrad, z.B. Schienenrad, dadurch gekennzeichnet, dass eine federelastische Zunge (2) als Masse unter Zwischenlage des Dämpfungsmaterials (6) auf einem starren Sockel (1) im Abstand von mindestens einem freien Ende (2b) der Zunge eingespannt ist und an dem mindestens einen freien Ende je eine zusätzliche Masse (5) trägt, wobei die Zunge (2), ausgehend von der Einspannstelle, nur auf einem Teil ihrer Länge durch die Zwischenlage aus Dämpfungsmaterial (6) abgestützt ist.

2. Resonanzabsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannstelle an einem Ende der federelastischen Zunge (2) vorgesehen ist.

3. Resonanzabsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannstelle im Mittelbereich der federelastischen Zunge (2) vorgesehen ist.

4. Laufrad mit Resonanzabsorbern nach Anspruch 1.

5. Laufrad nach Anspruch 4, das ein gummigefedertes Schienenrad ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzabsorber an Ringen (13), die in Ausdrehungen (12) des auf einer Gummiunterlage (10) abgestützten Radreifens (9) eingeschrumpft sind, insbesondere durch Schraubverbindungen befestigt sind.