DE1605832A1

DE1605832A1 - Geraeuschgedaempfte Scheibenraeder fuer Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE1605832A1
Application number: DE1968K0064600
Authority: DE
Inventors: Kurek Dr-Ing Ernst-Guenther
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Kloeckner Werke AG
Priority date: 1968-01-31
Filing date: 1968-01-31
Publication date: 1970-11-05
Also published as: FR1586371A; BE726997A; SE337038B; NL6817399A; DE1605832B2; AT292778B

Description

KLÖGKNER-WERKE AG, Duisburg

Geräuschgedämpfte Scheibenräder für Schienenfahrzeuge

Untersuchungen haben gezeigt, daß die Radsätze für Schienenfahrzeuge im wesentlichen Umfang zur Gesamtgeräuschbildung beitragen. Diese Geräusche werden einerseits durch Reibungseinflüsse an den Rad- und Schienenlaufflächen und andererseits durch Flatterschwingungen erzeugt, die sieh 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 beiderseits 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, die in regelmäßigen zeitlichen Abständen durchgeführt werden muß, um entstehende Risse o.dgl. festzustellen.

Weiterhin sind Maßnahmen zur Geräuschdämpfung an Fahrzeugrädern bekannt, bei denen mit dem Rad Ringkörper derart verbunden sind, daß sie unter dem Einfluß der Radschwingungen Relativbewegungen gegenüber 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 steigern, hat man auch schon vorgeschlagen, zwischen dem die Schwingungsenergie verzehrenden beweglichen Körper und dem Rad eine Zwischenschicht aus einem gummiartigen Werkstoff anzuordnen, der infolge der bei den

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8 Un'.drJagan (Art.7 §TAb8.2 Nr.i Satz 3 d

Schwingungen entstehenden Walkarbeit die Schwingungsenergie schneller verzehren soll. Auch dieser Vorschlag hat sich in der Praxis nicht durchsetzen können.

Unter den Versuchen zur Geräuschdämpfung bei Fahr zeugrädern ist weiterhin der Vorschlag zu erwähnen, auf die Radflächen zunächst eine Schicht aus einem schwingungsdämpfenden Werkstoff, z.B. kompaktem Gummi, aufzubringen, dessen Außenfläche zusätzlich mit einer SchJd±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 Gemischbildung 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 der Innenseite der Eadscheibe ein Überzug aus einem Kunststoff vorgesehen ist, dessen Steifigkeit ausreichend hoch bemessen ist und der unter dem Einfluß der Schwingungen keine merkliche Formänderung erleidet, und daß auf dem Kunststoffüberzug ein oder mehrere Metallbleche durch Metallklebeeffekt befestigt sind.

Als Kunststoff hat sich ein Zweikomponenten-Material auf der Basis eines gefüllten Kunstharzes bewährt. Als gefülltes Zweikomponenten-Kunstharz sollten vorzugsweise duropl as tische Kunstharze, z.B· ungesättigte Polyesterharze, vernetzte Polyurethan- oder Äthoxylinharze verwendet werden.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß ein derartiger Kunststoff im Gegensatz zu anderen Werkstoffen, die man bisher wegen der großen Walkarbeit für geeignet hielt, zu einer

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weseirbliclien Verbesserung der Geräuschdämpfung führt. Während man "bisher zwischen der Badscheibe und den die öchwingungsenergie aufnehmenden Schwingkorper eine Walkarbeit leistende Zwischenschicht vorgesehen hat, d.h. eine Zwischenschicht, die unter dem Einfluß der Schwingungen relativ große Formänderungen erleidet (z.B. Elastomere), ■beschreitet die Erfindung einen gänzlich anderen Weg und gelangt entgegen allen Erwartungen zu einer verbesserten Wirkung. Diese verbesserte Wirkung zeigt sich einerseits darin, daß es genügt, den geräuschgedämpften Kunststoffüberzug auf eine Radseite, vorzugsweise die Innenseite, zu beschränken. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Unwucht er scheinungen, die sich infolge der Formänderung des Walkarbeit leistenden Zwischenkörpers ergeben, bei der Erfindung praktisch gänzlich eliminiert werden.

Im gegenwärtigen Zeitpunkt kann für das Verhalten der erfindungsgemäßen geräuschdämpfenden Maßnahme 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 aufgenommene größere Schallenergie durch eine sehr starke, sich im mikroskopischen Bereich abspielende innere Reibung so weitgehend absorbiert, daß die Schwingung sich überhaupt nicht merklich in diesem Material aufschaukeln kann. Die Metallbleche, die in dem Kunststoffüberzug kleben, tragen wesentlich zur Erhöhung der Biegesteifigkeit des gesamten Dämpfungssystems bei und scheinen damit überhaupt nicht als Schwingorgan zu wirken, möglicherweise wird aber die Schwingung eine dureh die enorme Dämpfung des Kunststoffüberzuges derart reduzierte Amplitude, daß sie mikroskopisch kaum meßbar ist.

Für die erfindungsgemäßen Zwecke eignen sich alle Kunststoffe der vorgenannten Art, die einer äußeren Kraft einen relativ großen Formänderungswiderstand entgegensetzen,

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aber in einfacher Weise durch Aufgießen auf eine metallische Radscheibe verarbeitet werden können. Schließlich ist zu erwähnen, daß natürlich auch Folien dieser Art auf die Radscheibe aufgeklebt werden können, weil die dünne Hetallkunststoffkleberschicht nicht zu merklichen Schallreflektionen führen kann.

Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung kann auch zusätzlich der Radreifen dadurch gedämpft werden, daß in eine umfängliche Aussparung desselben ein Überzug aus einem Kunststoff der vorgenannten Eigenschaften eingegossen wird, auf den ein vorzugsweise metallisches Teil aufgebracht wird.

Es hat sich gezeigt",* daß es zweckmäßig ist, wenn die Abdeckbleche als Kumpel- oder Kreisringe ausgebildet sind, die in etwa der Radscheibenform entsprechen. Hierbei sollten die Abdeckbleche aus Sicherheitsgründen einen solchen Innendurchmesser haben, daß der Außenrand des Deckbleches nicht über den Außendruchmesser 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 dem erfindungsgemäßen Rad konnten Verminderungen der Abklingzeiten der Schwall schwingung en von 55 bis 76% festgestellt werden. Bemerkenswert ist, daß diese Verminderung sich über ein breites Fisjuenzspektrum 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° 0 im warmen Ofen wurden die Räder anschließend bei einem anderen Versuch 20 Hill. Lastwechsel mit einem Moment unterworfen, welches 15 t Achslast ent-

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sprach. Auch diese Belastungen wurde ohne Schaden am Bad oder am Belag überstanden.

Die Erfindung ist an Hand der anliegenden Figur beispielsweise veranschaulicht.

An der Radscheibe 1 des Scheibenrades ist der Kunststoffüberzug 2 vorgesehen, auf den das Metalldeckblech 3 befestigt ist, was beispielsweise dadurch geschehen kann, daß das Blech 3 im noch plauschen Zustand des aufgespritzten Kunststoffes 2 in denselben eingedrückt wird. An den Radreifen 4 ist gleichfalls in einer umfänglichen Aussparung desselben auf der Innenseite ein Kunststoffüberzug 2¹ vorgesehen, auf den der Metallring 3¹ aufgebracht ist. Vorzugsweise ist der Metallring 3' an der Stelle 5 unterbrochen. Es kann auch eine mehrfache Unterteilung des Metallringes erfolgen.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche 16 0 5 632

1. Geräuschgedämpftes Scheibenrad für Schienenfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer oder beiden Seiten der Radscheibe (1) ein Überzug (2) aus einem unter der Wirkung von Schwingungen keine nennenswerten Formänderungen erleidenden Kunststoff aufgebracht ist, auf den ein oder mehrere Metalldeckbleche (3) befestigt sind.

2. Geräuschgedämpftes Scheibenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffüberzug (2) aus einer auf die Radscheibe (1) aufgeklebten Kunststoffolie besteht.

3. Geräuschgedämpftes Scheibenrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffüberzug (2,2') aus einem Zweikomponenten-Material auf der Basis eines gefüllten Kunstharzes besteht, als welches z.B. ein gefülltes duroplastisches Kunstharz, vorzugsweise ein ungesättigtes Polyesterharz, ein verhetztes Polyurethanoder ithoxylinharz dient.

4. Geräuschgedämpftes Scheibenrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Radreifens eine ringförmige Aussparung vorgesehen ist, in die ein Überzug aus einem unter der Wirkung von Schwingungen keine nennenswerten Formänderungen erleidenden Kunststoff aufgebracht ist, und daß auf den Kunststoffüberzug (2) ein vorzugsweise aufgeteilter Metallring (3¹) angeordnet ist.

5. Geräuschgedämpftes Scheibenrad nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Kunststoffüberzuge (2) vorgesehenen Metallbleche (3) und Metallriage (3¹) durch Aufkleben oder durch. Eindrückao im noch plastischen Zustand des Kunststoffes aufgebracht sind.

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Unterlagen (Art 7 S1 Ab·. 2 Nr. 1 SaU

6. Geräuschgedämpftes Scheibenrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbleche bzw. Metallringe unterteilt sind und sich als Kümpelteile der Radscheibenform anpassen.

7. Geräuschgedämpftes Scheibenrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit des verwendeten Kunststoffes wesentlich größer als die Steifigkeit von gummiartigen Werkstoffen ist.

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