DE19542342A1

DE19542342A1 - Noise damping rings for railway wheel

Info

Publication number: DE19542342A1
Application number: DE1995142342
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hesselmann; Dieter Hoffmann; Wolfgang Weber; Georg Dr Hoelzl
Original assignee: Gutehoffnungshutte Oberhausen AG; Gutehoffnungshutte Radsatz GmbH
Current assignee: Gutehoffnungshutte Oberhausen AG; Gutehoffnungshutte Radsatz GmbH
Priority date: 1995-11-14
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 1997-05-15

Abstract

The railway wheel may be made with the rim (1) with the coned running surface and flange, the web or spokes (3) and the hub (4) all in one piece. Sound-damping rings (6) are fastened to the rim near the place on the wheel tread or running surface where the unwanted noise is generated. Shoulders (9) are cut into the inside portions of the rim on either side of the web to accommodate square or rectangular-section rings (6). A variety of different fastening systems may be used, and the rings may be made of a soft vibration-absorbing material. The shoulders engage the entire width of the outer surface of each ring.

Description

Die Erfindung betrifft ein schallgedämpftes Scheibenrad für Schienenfahrzeuge, das als klotzgebremstes Vollrad oder als klotzgebremstes bereiftes Rad eingesetzt wird.The invention relates to a soundproofed disc wheel for rail vehicles, as a block-braked full wheel or used as a block-braked tire.

Bei der Fortbewegung von Schienenfahrzeugen im Gleis treten Geräusche auf, die in den Berührungsflächen zwischen Rädern und Schienen entstehen. Die Geräusche resultieren im wesentlichen aus einer Überlagerung von Roll- und Gleitvorgängen und aus Rotationsschwingungen. Die derart entstandenen Geräusche werden einmal als Luftschall von dem System Rad - Schiene abgestrahlt, zum anderen werden sie als Körperschall von der Ursprungsstelle durch die Schiene und das Rad weiter geleitet.When locomotives move on the track occur noises in the contact surfaces arise between wheels and rails. The noises essentially result from an overlay of Rolling and sliding processes and from rotational vibrations. The noises created in this way are once called Airborne sound radiated from the wheel - rail system, on the other hand, they are caused by structure-borne noise Point of origin through the rail and the wheel headed.

Aus der DE 26 52 874 ist eine Einrichtung zur Schall dämmung an einem Schienenrad mittels eines den Körper schall absorbierenden Schirmes bekannt, der an min destens einer Seite der Radscheibe unter Bildung eines Zwischenraumes zur Radscheibe angeordnet und mit dem Schienenrad kraftschlüssig verbunden ist. Der Schirm wird aus nebeneinander angeordneten Hornteilen gebildet.DE 26 52 874 is a device for sound Insulation on a rail wheel using a body sound-absorbing screen known to min at least one side of the wheel disc to form one Intermediate to the wheel disc arranged and with the Rail wheel is non-positively connected. The screen is made up of horn parts arranged side by side educated.

Aus der DE 31 19 497 ist ein Körperschalldämpfer für ein Schienenrad bekannt, der aus in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Wellenleitern in Form von Hornteilen besteht, welche an der Basisfläche mit dem Laufrad kraftschlüssig verbunden sind und eine Kreis ringscheibe bilden.From DE 31 19 497 is a structure-borne silencer for a rail wheel known from the circumferential direction juxtaposed waveguides in the form of Horn parts exist, which on the base surface with the Impeller are non-positively connected and a circle form washer.

Aus der DE 31 20 068 ist ein geräuschgedämpftes Schienenrad mit mindestens einem am Radkranz bzw. der Radfelge angeordneten ringförmigen Dämpfungsglied aus konzentrisch zueinander angeordneten Elementen bekannt, die abwechselnd aus Metall und Kunststoffmaterial bestehen, wobei das ringförmige Dämpfungsglied in den Radkranz bzw. die Radfelge eingesetzt wird. Die radiale Vorspannung wird durch einen in das ringförmige Dämpfungsglied eingesetzten Spannring bzw. Spreizring erzeugt. Dabei wird zunächst das Dämpfungsglied aus den einzelnen Elementen aufgebaut und als Baueinheit in den Radkranz bzw. die Radfelge eingesetzt, abschließend wird in das ringförmige Dämpfungsglied der Spannring eingesetzt.DE 31 20 068 is a noise-damped Rail wheel with at least one on the wheel rim or the Wheel rim arranged annular attenuator known concentrically arranged elements, which alternate between metal and plastic material exist, with the annular attenuator in the Wheel rim or the wheel rim is used. The radial one Bias is created by one in the ring Damping element used tension ring or expansion ring generated. First, the attenuator from the built up individual elements and as a unit in the Wheel rim or wheel rim inserted, finally the clamping ring is in the ring-shaped attenuator used.

Aus der bisher unveröffentlichten DE 195 17 387.2 ist ein schallgedämpftes Schienenrad bekannt, bei dem die Schalldämpfung durch Dämpfungsringe erfolgt, die beid seitig vom Steg an den Unterseiten des Radkranzes in umlaufende Aussparungen eingebracht werden. Zwischen den Dämpfungsringen und den Aussparungen wird ein zusätzliches Dämpfungsmaterial angeordnet. Zwischen Aussparung und Dämpfungsring sind Abstandshalter eingelegt.From the previously unpublished DE 195 17 387.2 a soundproofed rail wheel known, in which the Sound absorption takes place through damping rings, both on the underside of the web on the undersides of the wheel rim circumferential recesses are introduced. Between the damping rings and the recesses additional damping material arranged. Between The recess and the damping ring are spacers inserted.

Die Dämpfungsringe weisen in Querschnittsrichtung eine Teilung auf, damit diese während des Einbaus gleich mäßig gegen Dämpfungsmaterial und Abstandshalter in die Aussparungen des Radkranzes gedrückt werden können. Befestigt werden die geteilten Dämpfungsringe durch über den Teilungsquerschnitt verteilte Schweißpunkte.The damping rings have a cross-sectional direction Division so that they are the same during installation moderate against damping material and spacers in the Recesses of the wheel rim can be pressed. The split damping rings are attached by welding spots distributed over the cross-section.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Schall dämpfungsvorrichtungen für klotzgebremste Scheibenräder für Schienenfahrzeuge zu schaffen, die den heutigen Anforderungen in Bezug auf Geräuschdämmung und Laufruhe gerecht werden und bei denen eine direkte Übertragung der Geräusche und Rotationsschwingungen auf die Schalldämmelemente erfolgt. The object of the invention is sound Damping devices for block braked disc wheels for rail vehicles that create today's Noise reduction and quietness requirements meet and where direct transmission of noise and rotational vibrations on the Soundproofing elements are made.

Die Aufgabe wird in der Weise gelöst, wie es im Anspruch 1 angegeben ist. Die Unteransprüche dienen der vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung.The task is solved in the way it is in the Claim 1 is specified. The subclaims serve advantageous embodiment of the device.

Das schallgedämpfte Schienenrad wird einerseits als Vollrad, andererseits als bereiftes Schienenrad verwendet.The soundproofed rail wheel is on the one hand as Solid wheel, on the other hand as a frosted rail wheel used.

Erfindungsgemäß sind bei beiden Radtypen an der Unter seite des Radkranzes bzw. des Radreifens mindestens eine umlaufende Aussparung zum Einbringen von eintei ligen Dämpfungsringen mit viereckigem Querschnitt eingearbeitet.According to the invention, both types of bikes are on the lower side of the rim or tire at least a circumferential recess for the insertion of parts damping rings with a square cross-section incorporated.

Untersuchungen zur Verminderung des Schalldruckpegels dB (A) in Schienenrädern haben gezeigt, daß eine Redu zierung des Schallpegels erfolgt, wenn anstelle eines kompakten Radkranzes bei Vollrädern bzw. Radreifen bei bereiften Rädern ein Teil der Masse an der Unterseite des Radkranzes bzw. Radreifens am Übergang zum Steg durch eine mechanische Bearbeitung entfernt und anschließend durch schalldämmende Elemente von gleicher oder größerer Masse wieder eingebracht wird.Studies on reducing the sound pressure level dB (A) in rail wheels have shown that a Redu The sound level is displayed if instead of a compact wheel rim for solid wheels or wheel tires frosted wheels part of the mass at the bottom of the wheel rim or wheel tire at the transition to the web removed by machining and then by soundproofing elements of the same or greater mass is reintroduced.

Die bei der Fortbewegung von Schienenfahrzeugen zwischen Rädern und Schienen entstehenden Geräusche und Schwingungen werden als Luft- bzw. Körperschall von der Schiene auf das Rad und damit auf die Fahrgestelle übertragen.The one in the movement of rail vehicles noise between wheels and rails and Vibrations are as airborne or structure-borne noise from the Rail on the bike and thus on the chassis transfer.

Durch Einbringen eines oder mehrerer Dämpfungsringe werden die Schwingungen sowohl durch die Verbindung zwischen Rad- und Dämpfungsring als auch durch den Dämpfungsring selbst, auch in Abhängigkeit von der Gestaltung dieses Dämpfungsringes, absorbiert. By inserting one or more damping rings the vibrations are both through the connection between the wheel and damping ring as well as through the Damping ring itself, also depending on the Design of this damping ring, absorbed.

Die Herstellung der schallgedämpften, klotzgebremsten Scheibenrädern erfolgt in der Weise, daß die Dämpfungs ringe in die Aussparungen eingeschrumpft werden. Zu diesem Zweck werden die Dämpfungsringe unterkühlt und das Rad erwärmt.The production of the silenced, block-braked Disc wheels are made in such a way that the damping rings can be shrunk into the recesses. To for this purpose, the damping rings are supercooled and the wheel warms up.

Die Dämpfungsringe ziehen sich dabei geringfügig zusammen, während sich das Rad geringfügig ausdehnt. Nach Einlegen der Dämpfungsringe in die Aussparungen des Radkranzes bzw. des Radreifens findet ein Temperaturausgleich in der Form statt, daß eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Dämpfungsringen und dem Scheibenrad erfolgt.The damping rings pull slightly together while the wheel is expanding slightly. After inserting the damping rings into the recesses of the wheel rim or the wheel tire takes place Temperature compensation in the form that a non-positive connection between the damping rings and the disc wheel.

Bevorzugte Dämpfungsringe weisen eine rechteckige bzw. quadratische Querschnittsform auf, es können jedoch auch rechteckige bzw. quadratische Dämpfungsringe verwendet werden, die innen kreisbogenförmig abgerundet sind.Preferred damping rings have a rectangular or square cross-sectional shape, but it can also rectangular or square damping rings are used, which are rounded in a circular arc are.

Zwecks Gewichtsreduzierung können in beide Arten von Dämpfungsringen Bohrungen in regelmäßigen Abständen eingebracht werden, die Dämpfungsringe können auch als Hohlprofil ausgeführt und mit einem Verbundwerkstoff ausgefüllt werden, der erheblich leichter als Stahl ist, jedoch bessere Dämpfungsmerkmale aufweist.In order to lose weight, both types of Damping rings bores at regular intervals be introduced, the damping rings can also be used as Hollow profile executed and with a composite material be filled out, which is considerably lighter than steel is, but has better damping characteristics.

Schließlich können die Dämpfungsringe auch einen winkelförmigen Querschnitt mit Bohrungen aufweisen, um zusätzliche Körperschalldämpfer nach der DE 26 52 874 sowie nach der DE 31 19 497 zu befestigen.Finally, the damping rings can also be one have an angular cross section with holes to additional structure-borne silencers according to DE 26 52 874 and to attach according to DE 31 19 497.

Die Befestigung der Dämpfungsringe in den Aussparungen des Radkranzes bzw. des Radreifens kann auch durch Kleben erfolgen. The fastening of the damping rings in the recesses the wheel rim or the tire can also by Gluing done.

Letztlich können auch Dämpfungsringe mit rundem Querschnitt in die Aussparungen eingeschrumpft werden, wobei die Aussparungen dann jedoch einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen müssen, der dem Querschnitt der runden Dämpfungsringe entspricht.Ultimately, damping rings with round Cross section into which recesses are shrunk, the recesses then being circular Must have cross-section that the cross-section of round damping rings.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are based on schematic drawings explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Hälfte eines schallgedämpften Vollrades, Fig. 1 shows a section through one half of a silenced solid wheel,

Fig. 2-6 Ausführungsbeispiele von Dämpfungsringen, Fig. 2-6 embodiments of damping rings,

Fig. 7 einen Schnitt durch eine Hälfte eines schallgedämpften bereiften Scheibenrades. Fig. 7 shows a section through half of a soundproofed frosted disc wheel.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Hälfte des schallgedämpften Scheibenrades, das als Vollrad ausgeführt ist und aus den Grundelementen Nabe (4), Steg (3) sowie Radkranz (1) mit Spurkranz besteht. Fig. 1 shows a section through half of the soundproof disc wheel, which is designed as a full wheel and consists of the basic elements hub ( 4 ), web ( 3 ) and wheel rim ( 1 ) with wheel flange.

In der Nabe (4) ist eine Bohrung (19) eingebracht, in die eine Achse zur Herstellung eines Schienenradsatzes eingesetzt wird.A bore ( 19 ) is made in the hub ( 4 ) into which an axle is used to produce a rail wheel set.

An der Unterseite des Radkranzes (1) sind beidseitig des Steges (3) Aussparungen (9) eingearbeitet, in die rechteckige, umlaufende Dämpfungsringe (6) einge schrumpft werden. Befestigungsmittel für die Dämpfungs ringe (6) in den umlaufenden Aussparungen sind nicht erforderlich. On the underside of the wheel rim ( 1 ), recesses ( 9 ) are incorporated on both sides of the web ( 3 ) into which rectangular, circumferential damping rings ( 6 ) are shrunk. Fasteners for the damping rings ( 6 ) in the circumferential recesses are not required.

Die Fig. 2 bis Fig. 6 zeigten Varianten der Dämpfungs ringe (6). Nach Fig. 2 können in den Dämpfungsring (6) Bohrungen (11) zwecks Gewichtseinsparungen eingearbei tet werden, wobei die Bohrungen (11) in gleichen Ab ständen im Dämpfungsring (6) angeordnet werden sollten, um Unsymmetrien zu vermeiden.The Fig. 2 through Fig. 6 show variants of the damping rings (6). According to FIG. 2 may be in the damping ring (6) bores (11) for the purpose of weight reduction tet turned processing, said bores (11) in the same Ab stands in the damping ring (6) should be arranged in order to avoid asymmetries.

Fig. 3 zeigt einen rechteckigen Dämpfungsring (6), dessen Innenseite einen kreisbogenförmigen Querschnitt (7) aufweist. Fig. 3 shows a rectangular damping ring ( 6 ), the inside of which has an arcuate cross section ( 7 ).

Entsprechend Fig. 4 können in den Dämpfungsring (6, 7) Bohrungen (12) zwecks Gewichtseinsparung in gleichen Abständen eingearbeitet werden.According to FIG. 4 may be incorporated for the purpose of weight saving at equal intervals in the damping ring (6, 7) has bores (12).

Fig. 5 zeigt einen Dämpfungsring (6) mit winkelförmigem Querschnitt (13). In dem nach innen gerichteten Schenkel (21) sind Bohrungen (14) eingearbeitet. An diesem Schenkel (21) können mittels Befestigungs elementen (18) weitere Schalldämpfungselemente, beispielsweise Segmente eines Schallabsorbers (15), angebracht werden. Fig. 5 shows a damping ring ( 6 ) with an angular cross-section ( 13 ). Bores ( 14 ) are machined in the inwardly directed leg ( 21 ). On this leg ( 21 ) by means of fastening elements ( 18 ), additional sound damping elements, for example segments of a sound absorber ( 15 ), can be attached.

Fig. 6 zeigt einen Dämpfungsring (6), der als Hohl profil (16) ausgeführt ist. In das Innere des Hohl profiles (16) wird als Dämpfungsmaterial ein Verbundwerkstoff (8) eingebracht, falls erforderlich kann der Dämpfungsring (6) durch umlaufende Segmente (17) verschlossen werden. Fig. 6 shows a damping ring ( 6 ) which is designed as a hollow profile ( 16 ). In the interior of the hollow profile ( 16 ), a composite material ( 8 ) is introduced as the damping material, if necessary, the damping ring ( 6 ) can be closed by circumferential segments ( 17 ).

Fig. 7 zeigt einem Schnitt durch eine Hälfte eines schallgedämpften Scheibenrades, das als bereiftes Schienenrad ausgeführt ist und aus Nabe (4), Steg (3), Felgenkopf (5) und Radreifen (2) mit Spurkranz besteht. Fig. 7 shows a section through half of a soundproof disc wheel, which is designed as a frosted rail wheel and consists of hub ( 4 ), web ( 3 ), rim head ( 5 ) and wheel tires ( 2 ) with a flange.

Der Radreifen (2) wird an dem Felgenkopf (5) durch eigene seitliche Nasen (10) und einen Sicherungsring (20) formschlüssig gehalten.The wheel tire ( 2 ) is held on the rim head ( 5 ) by its own side lugs ( 10 ) and a locking ring ( 20 ) in a form-fitting manner.

An der Unterseite des Radreifens (2) ist gegenüber dem Sicherungsring (20) an der Außenseite des Steges (3) eine Aussparung (9) eingearbeitet, in die ein recht eckiger umlaufender Dämpfungsring (6) eingeschrumpft wird.On the underside of the wheel tire ( 2 ), opposite the locking ring ( 20 ) on the outside of the web ( 3 ), a recess ( 9 ) is machined, into which a rectangular damping ring ( 6 ) is shrunk.

BezugszeichenlisteReference list

1 Radkranz
2 Radreifen
3 Steg
4 Nabe
5 Felgenkopf
6 Dämpfungsring, viereckiger Querschnitt
7 Dämpfungsring, innen kreisbogenförmiger Querschnitt
8 Dämpfungsmaterial/Verbundwerkstoff
9 Aussparung von 2
10 Nase von 2
11 Bohrung in 6
12 Bohrung in 7
13 Dämpfungsring, winkelförmiger Querschnitt
14 Bohrung in 13
15 Schallabsorber
16 Dämpfungsring als Hohlprofil
17 Umlaufendes Segment
18 Befestigungselemente
19 Bohrung in 4
20 Sicherungsring
21 Schenkel 1 wheel rim
2 wheel tires
3 bridge
4 hub
5 rim head
6 damping ring, square cross-section
7 damping ring, inside a circular cross-section
8 damping material / composite material
9 recess of 2
10 nose of 2
11 hole in 6
12 hole in 7
13 damping ring, angular cross-section
14 hole in 13
15 sound absorbers
16 damping ring as a hollow profile
17 Circulating segment
18 fasteners
19 hole in 4
20 circlip
21 legs

Claims

1. Silenced disc wheel, characterized in that on the underside of the wheel rim ( 1 ) or the wheel tire ( 2 ) at least one circumferential recess ( 9 ) for shrinking a damping ring ( 6 ) with a square cross section is incorporated.

2. Sound-damped disc wheel according to claim 1, characterized in that the damping ring ( 6 ) is provided with axial bores ( 11 ).

3. Sound-damped disc wheel according to claim 1, characterized in that the damping ring ( 6 ) inside towards the hub ( 4 ) has an arcuate cross section ( 7 ).

4. A silenced disc wheel according to claim 3, characterized in that the damping ring ( 6 , 7 ) is provided with axial bores ( 12 ).

5. Sound-damped disc wheel according to claim 1, characterized in that the damping ring ( 6 ) has an angular cross-section ( 13 ) and is provided with axial bores ( 14 ).

6. Sound-damped disc wheel according to claim 5, characterized in that in the bores ( 14 ) fastening elements ( 18 ) for fastening sound absorbers ( 15 ) are introduced.

7. Sound-damped disc wheel according to claim 1, characterized in that the damping ring ( 6 ) is designed as a hollow profile ( 16 ), filled with a composite material ( 8 ) and closed by circumferential segments ( 17 ).