DE19617684A1 - Schallgedämpftes Schienenrad - Google Patents
Schallgedämpftes SchienenradInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein schallgedämpftes Schienenrad mit an dem Steg
zwischen Nabe und Radkranz lösbar befestigter Radbremsscheibe oder
schallgedämpftes Schienenrad ohne Radbremsscheibe, wobei an den
Unterseiten des Radkranzes beidseitig vom Steg umlaufende Aussparungen
zum Einlegen von Dämpfungsringen eingearbeitet sind und zwischen
Aussparungen und Dämpfungsringen ein Dämpfungsmaterial eingebracht ist.
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 weitergeleitet.
Bekannt sind schallgedämpfte Schienenräder, bei denen auf die Radscheibe
eine Kunststoffschicht aufgetragen ist, die von der Nabe über das
Scheibenblatt bis in den inneren Rand des Felgenkranzes reicht. Auf diese
Kunststoffschicht ist ein den gleichen Bereich abdeckendes Deckblech
aufgesetzt, das durch die Klebewirkung des Kunststoffes gehalten wird.
Aus der DE 26 52 874 B2 ist eine Einrichtung zur Schalldämmung an einem
Schienenrad mittels eines den Körperschall absorbierenden Schirmes bekannt,
der an mindestens einer Seite der Radscheibe unter Bildung eines
Zwischenraumes zur Radscheibe angeordnet und mit dem Schienenrad
kraftschlüssig verbunden ist. Der Schirm wird aus in Umfangsrichtung
nebeneinander angeordneten Schwingungsdämpfern in Form von Hornteilen
gebildet.
Aus der DE 31 19 497 C2 ist ein Körperschalldämpfer für ein Laufrad,
insbesondere für ein Schienenrad, bekannt, der aus in Umfangsrichtung
nebeneinander angeordneten Wellenleitern in Form von Hornteilen, welche an
der Basisfläche mit dem Laufrad kraftschlüssig verbunden sind und zumindest
teilweise mit einer Dämpfungsmasse bedeckt sind. Die Wellenleiter bilden eine
Kreisringscheibe und sind derart ausgebildet, daß zumindest je eine Seite
eines Wellenleiters tangential an den Innenradius der Kreisringscheibe hin
verläuft.
Aus der EP 0 541 494 A1 ist ein Dämpfungssystem für Schienenräder von
Untergrundbahnen bekannt, bei dem eine Gegenplatte an der äußeren Seite
des Radkranzes angeordnet ist. Zwischen Radkranz und der Gegenplatte ist
eine viskoelastische und eine wärmeisolierende Zwischenlage angeordnet.
Ein weiteres Dämpfungssystem für Schienenräder von Untergrundbahnen ist
aus der EP 0 559 999 A1 bekannt, bei dem die Dämpfungseinrichtung aus zwei
metallischen Halbringen besteht, die einen winkelförmigen Querschnitt
aufweisen. Die Halbringe sind mit der äußeren Seite des Radkranzes verklebt,
wobei zwischen Radkranz und Halbring eine Lage aus viskoelastischem
Material eingelegt ist. Das andere Ende des Halbringes ist mittels
Befestigungselementen in der gekrümmten Radscheibe lösbar befestigt.
Die bekannten Dämpfungsvorrichtungen mit in Umfangsrichtung angeordneten
Schwingungsdämpfern in Form von Hornteilen und viskoelastischen
Zwischenlagen am inneren oder äußeren Teil des Radkranzes sind nur bei
Schienenrädern ohne Radbremsscheiben möglich.
In der DE 31 20 068 A1 ist darüber hinaus ein geräuschgedämpftes
Schienenrad beschrieben, bei dem das Dämpfungsglied aus ringförmigen
koaxial ineinander angeordneten Elementen aus Metall und Kunststoffmaterial
besteht und die ringförmigen Metallelemente weder untereinander noch mit
dem Rad akustisch kurzgeschlossen sind. Das Dämpfungsglied steht hierbei
unter einer im wesentlichen radialen Vorspannung. Über die Eigenschaft des
Kunststoffmaterials ist hierbei nichts näher ausgesagt.
Die EP 0 050 567 A1 zeigt schließlich eine Vorrichtung zur Schalldämpfung
eines Eisenbahnrades, wobei ein Schalldämpfungsring aus einem
kreisförmigen metallischen Band außen mit einer Isolierschicht überzogen ist
und die Isolierschicht sich nach dem Einbau zwischen dem Ring und dem
Radkranz befindet. Die Isolierschicht soll danach aus einem elastischen
Material bestehen, das mit dem Radkranz und dem Ring verklebt wird. Die
näheren Eigenschaften und insbesondere Abmessungen der Isolierschicht sind
in dieser Schrift nicht angegeben.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Schalldämpfungsvorrichtungen für
Schienenräder, die mit oder auch ohne Radbremsscheiben ausgerüstet sind,
zu schaffen, die den heutigen Anforderungen in bezug auf Geräuschdämmung,
Temperaturbeständigkeit und Laufruhe, vor allem bei Hochgeschwindigkeits
zügen, gerecht werden.
Die Aufgabe wird in der Weise gelöst, wie es im Anspruch 1 angegeben ist. Die
Unteransprüche dienen der vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung.
Das schallgedämpfte Schienenrad weist einerseits beidseitig am Steg zwischen
Nabe und Radkranz lösbar befestigte Radbremsscheiben auf, andererseits
können auch Schienenräder ohne Radbremsscheiben verwendet werden.
Erfindungsgemäß besteht das Dämpfungsmaterial aus einem selbstklebenden
viskoelastischen temperaturbeständigen Material, das im eingebauten Zustand
nur eine maximale Dicke von 1 mm vorzugsweise nur eine Dicke von 0,1 bis
0,5 mm besitzt. Es hat sich gezeigt, daß mit diesen sehr dünnen Schichten eine
optimale Schalldämmung erreicht werden kann. Dazu wird vor der Montage des
metallischen Dämpfungsringes nur eine dünne Folie oder ein homogener
Klebstoff in ein oder mehreren Schichten in den Radkranz eingebracht. Es
kann auch ein Zweikomponentenklebstoff in die Aussparung im Radkranz
eingebracht werden. Zur Gewährleistung einer späteren gleichmäßigen Dicke
des Dämpfungsmaterials können in den noch weichen
Zweikomponentenklebstoff gleichmäßig am Umfang verteilt Abstandshalter mit
einer Dicke von maximal 1 mm eingedrückt werden.
Die Dämpfungsringe weisen in Querschnittsrichtung eine Teilung auf, damit
diese während des Einbaus gleichmäßig gegen Dämpfungsmaterial und
Abstandshalter in die Aussparungen des Radkranzes gedrückt werden können.
Befestigt werden die geteilten Dämpfungsringe durch über den Teilquerschnitt
verteilte Schweißpunkte.
Die Dämpfungsringe können einen rechteckigen, runden oder quadratischen
Querschnitt aufweisen. Auch dreieckige oder ovale Querschnitte sind
grundsätzlich einsetzbar.
Die Radbremsscheiben werden nach der Anbringung der Dämpfungsringe
mittels Befestigungselementen auf dem Steg des Schienenrades lösbar
befestigt. Es hat sich darüber hinaus als günstig erwiesen, als
Dämpfungsmaterial eine Folie zu verwenden. Außerdem sollte das
Dämpfungsmaterial eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 200°C
besitzen.
Die Erfindung wird anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Hälfte eines schallgedämpften Schienenrades,
das für die Anbringung einer Radbremsscheibe vorbereitet ist
Fig. 2 einen weiteren Schnitt durch das gesamte schallgedämpfte
Schienenrad einschließlich Radbremsscheibe
Fig. 3 eine Seitenansicht des schallgedämpften Schienenrades einschließlich
Radbremsscheibe
Fig. 4 einen Schnitt durch eine Hälfte eines schallgedämpften Schienenrades
ohne Radbremsscheibe
Fig. 5 Diagramm der mittleren Restamplitudenerhöhung bei einem
Schienenrad, einem Schienenrad mit Radbremsscheibe und einem
Schienenrad mit Radbremsscheibe und Dämpfungsring.
Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Hälfte eines schallgedämpften
Schienenrades, das aus den Grundelementen Nabe (4), Steg (3) mit Bohrung
(6) zur Befestigung von nicht dargestellten Radbremsscheiben und Radkranz
(1) mit einem äußeren umlaufenden Spurkranz (2) besteht. An der Unterseite
des Radkranzes (1) sind beidseitig vom Steg (3) Aussparungen (9)
eingearbeitet.
In die beidseitigen Aussparungen (9) werden an der Innenseite des
Radkranzes (1) zunächst das Dämpfungsmaterial (8) und die Abstandshalter
(13) eingebracht. Danach werden geteilte Dämpfungsringe (7) eingedrückt, die
an der Teilung (11) mittels Schweißpunkten (12) zusammengeheftet werden.
Ein seitlich in der Nabe (4) angeordneter Hydraulikanschluß (14) und eine
umlaufende Nut (18) in der Bohrung (15) dienen dazu, um das gesamte
Schienenrad in bekannter Weise hydraulisch von der Radsatzwelle (16) zu
lösen.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt und Fig. 3 eine Seitenansicht durch das gesamte
schallgedämpfte Schienenrad nach Einlegen der Dämpfungsringe (7) und nach
Befestigung der Radbremsscheiben (5) mittels Befestigungselementen (17) am
Steg (3) des schallgedämpften Schienenrades. In der Nabe (4) befindet sich
eine Bohrung (15), in die die Welle des Radsatzes eingebracht wird.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine Hälfte eines schallgedämpften
Schienenrades entsprechend Fig. 1, das ohne Radbremsscheibe verwendet
wird. Auch dieses Schienenrad besteht aus den Grundelementen Nabe (4),
Steg (3), Radkranz (1) und Spurkranz (2). Auch hier werden in die
beiderseitigen Aussparungen (9) zunächst Dämpfungsmaterial (8) und
Abstandshalter (13) eingebracht, danach werden geteilte Dämpfungsringe (7)
eingebracht, die an der Teilung (11) mittels Schweißpunkten (12)
zusammengeheftet werden.
Fig. 5 zeigt einen Vergleich von Messeauswertungen der mittleren
Restamplitudenerhöhung eines Schienenrades ohne Dämpfungsringe und
ohne Radbremsscheibe, eines Schienenrades mit Radbremsscheibe und eines
Schienenrades mit Radbremsscheibe und Dämpfungsringen.
Die Meßwerte beziehen sich insbesondere auf die Amplituden der
energiereichsten unteren Eigenfrequenzen und zeigen, daß bei
schallgedämpften Schienenrädern mit Radbremsscheibe eine Verbesserung
von ca. 30% der Restamplitudenerhöhung gegenüber einem nicht
schallgedämpften Schienenrad mit Radbremsscheibe erzielt wurde.
Bezugszeichenliste
1 Radkranz
2 Spurkranz
3 Steg
4 Nabe
5 Radbremsscheibe
6 Bohrung in 3
7 Dämpfungsring
8 Dämpfungsmaterial
9 Aussparung an 1
11 Teilung des Dämpfungsringes
12 Schweißpunkte
13 Abstandshalter
14 Stutzen für Ölpreßverfahren
15 Bohrung in 4
16 Radsatzwelle
17 Befestigungselemente
18 Umlaufende Nut.
2 Spurkranz
3 Steg
4 Nabe
5 Radbremsscheibe
6 Bohrung in 3
7 Dämpfungsring
8 Dämpfungsmaterial
9 Aussparung an 1
11 Teilung des Dämpfungsringes
12 Schweißpunkte
13 Abstandshalter
14 Stutzen für Ölpreßverfahren
15 Bohrung in 4
16 Radsatzwelle
17 Befestigungselemente
18 Umlaufende Nut.
Claims (7)
1. Schallgedämpftes Schienenrad mit am Steg zwischen Nabe und
Radkranz lösbar befestigter Radbremsscheibe oder schallgedämpftes
Schienenrad ohne Radbremsscheibe, wobei an den Unterseiten des
Radkranzes beidseitig vom Steg umlaufende Aussparungen zum Einlegen
von Dämpfungsringen eingearbeitet sind und zwischen Aussparungen
und Dämpfungsringen ein Dämpfungsmaterial eingebracht ist, dadurch
gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmaterial (8) aus einem
selbstklebenden, viskoelastischen, temperaturbeständigen Material
besteht, das im eingebauten Zustand eine Dicke von max. 1 mm,
vorzugsweise 0,1 bis 0,5 mm besitzt.
2. Schallgedämpftes Schienenrad nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen Dämpfungsring (7) und Aussparung (8)
Abstandshalter (13) eingelegt sind.
3. Schallgedämpftes Schienenrad nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dämpfungsringe (7) mit einer Teilung (11)
ausgebildet sind und nach Einbau durch Schweißpunkte (12) verbunden
werden.
4. Schallgedämpftes Schienenrad nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmaterial (8) ausschließlich aus
einem homogenen Klebstoff besteht.
5. Schallgedämpftes Schienenrad nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmaterial (8) ausschließlich aus
einem Zweikomponenten Klebstoff besteht.
6. Schallgedämpftes Schienenrad nach mindestens einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Dämpfungsmaterial (8) aus einer Folie besteht.
7. Schallgedämpftes Schienenrad nach mindestens einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Dämpfungsmaterial (8) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens
200°C besitzt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19617684A DE19617684A1 (de) | 1995-05-11 | 1996-05-03 | Schallgedämpftes Schienenrad |
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Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19517387 | 1995-05-11 | ||
DE19617684A DE19617684A1 (de) | 1995-05-11 | 1996-05-03 | Schallgedämpftes Schienenrad |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19617684A1 true DE19617684A1 (de) | 1996-12-12 |
Family
ID=7761709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19617684A Withdrawn DE19617684A1 (de) | 1995-05-11 | 1996-05-03 | Schallgedämpftes Schienenrad |
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Country | Link |
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