DE2708411A1

DE2708411A1 - Geraeuschgedaempftes rad fuer schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE2708411A1
Application number: DE19772708411
Authority: DE
Inventors: Erich Beck; Willi Kasper; Helmut Ing Grad Licht
Original assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Current assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Priority date: 1977-02-26
Filing date: 1977-02-26
Publication date: 1978-08-31
Also published as: DE2708411B2; DE2708411C3

Description

Geräuschgedämpftes Rad für Schienenfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf ein geräuschgedämpftes Rad für Schienenfahrzeuge mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rades.
Durch die DT-PS 827 076 gehört es zum Stand der Technik, zur Geräuschverhinderung bei Schienenrädern geräus chmindernde Schichten auf die Radscheibe aufzubringen. In der DT-PS 827 076 wird eine kompakte Gummischicht, z.B. Schwammgummi, vorgeschlagen. Zusätzlich kann auf diese schalldämmende Schwammgummischicht ein festerer Werkstoff, z.B. Vollgummi, aufgebracht werden. Es ist auch vorgeschlagen worden (DT-OS 1 6C5 832), auf einen auf der Radscheibe befindlichen Kunststoffüberzug zusätzlich ein Metalldeckblech aufzubringen.
Die vorstehend gewürdigten Vorschläge haben aber keine Lösung für Kurvenkreischgeräusche erbracht, die nach wie vor, insbesondere beim schienengebundenen Nahverkehr, ein dringendes Problem darstellen. Die Anmelderin selbst hat umfangreiche Entwicklungen auf dem Gebiete geräuscharmer gummigefederter Schienenräder betrieben. Diese führten zu einer wesentlichen Geräuschdämmung, es hat sich aber gezeigt, daß in besonders engen Kurven und bei bestimmten Umweltbedingungen, z.B.
schmutz- und schmierfreiem Schienen zus tand nach starkem Regenfall, Schienenkreischgeräusche nicht zu vermeiden waren.
Ausgehend von den vorstehenden Probleme liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein geräuschgedämpftes Rad für Schienenfahrzeuge vorzuschlagen, das selbst bei extremen Betriebsbedingungen dem Problem der Kurvenkreis chgeräus che beikommt.
Gelöst wird diese Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß die Beschichtung aus mehreren speichenartigen Elementen besteht, die in ungerader Zahl auf dem Radscheibenumfang angeordnet sind. Es können drei, fünf oder z.B. elf speichenartige Elemente vorgesehen sein, besonders bevorzugt wird aber eine Zahl von fünf bis neun Elementen. Die speichenartigen Elemente erstrecken sich radial Uber die Radscheibe.
Die geräuschdänipfende Wirkung der beanspruchten Maßnahme ist noch nicht im einzelnen geklärt. Man kann aber aufgrund von Untersuchungen der Anmelderin folgende Feststellungen äußern.
Bei Messungen unter den eingangs genannten Betriebsbedingungen konnte festgestellt werden, daß die Kurvenkreischgerausche vorrangig von der Radscheibe abgestrahlt werden. So wurde an der Radscheibe ein Schallpegel gemessen, der um 10 dB höher liegt als am Radreifen und an der Radfelge. Diese Beobachtungen gelten für alle üblichen Schienenräder, sei es mit geräuschdämpfender Beschichtung oder ohne, wobei natUrlich die beschichteten oder die gummigefederten im Absolutwert niedriger liegen. Es hat sich gezeigt, daß sich durch eine ganz bestimmte Anzahl speichenartiger Elemente auf der Radscheibe diese Kreisohgeräusche erheblich vermindert werden können, da möglicherweise die die Kreischgeräusche veranlassende Schwingungsform und Frequenz durch diese Anzahl der Elemente gestört wird.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn sich die Beschichtung geschlossen wellenartig über die gesamte Radscheibe erstreckt, wobei die speichenartigen Elemente durch die Wellenberge gegeben sind. Durch die geschlossene Fläche wird möglicherweise eine größere Dämpfung erzielt, da die Radscheibe keine Möglichkeit hat, direkt den Schall abzustrahlen. Wesentlich ist aber auch bei dieser Konstruktion, daß eine ungerade Anzahl von speichenartigen Elementen vorgesehen ist. Die die Wellenberge bildenden speichenartigen Elemente sollen in der Schichtdicke mindestens das Dreifache, vorzugsweise mindestens das Vierfache, der Schichtdicke im Wellental ausmachen. Zu messen ist die Schichtdicke auf der Mitte der radialen Länge des speichenartigen Elementes bzw. auf der Mitte der radialen Länge des Wellentals.
Für den schwingungsdämpfenden Werkstoff empfehlen sich z.B.
bekannte Zweikomponenten-Entdröhnungsmittel auf Kunstharzbasis, wie sie als Entdröhnungsmittel bei Blech- und Stahlkonstruktionen gebräuchlich sind.
Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der geschlossenen Beschichtung mit wellenartiger Struktur besteht darin, daß der Werkstoff zunächst in plastischem Zustand in gleichmäßiger Stärke auf die Radscheibe aufgebracht wird, und die speichenartigen Elemente dann durch Aufdrücken einer mit der Wellenstruktur versehenen Schablone hergestellt werden.
Hierbei kann z.B. eine einfache Holzschablone verwendet werden, wobei es zweckmäßig ist, in die Holzschablone eine Folie einzulegen, damit die Holzschablone sicher von der Radscheibe entfernt werden kann. Der Kunststoff wird zweckmäßigerweise so ausgewählt, daß er.selbstklebend ist.
Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind darin zu sehen, daß das langanstehende Problem der Kurvenkreischgeräusche durch eine wenig aufwendige Maßnahme gelöst werden kann. Diese Lösung kann bei gängigen Schienenrädern jederzeit angewendet werden, d.h. sowohl bei den bereits eingesetzten Schienenrädern als auch bei neu zu liefernden Schienenrädern. Die geschlossene wellenartige Beschichtung hat gegenüber einzeln aufzubringenen speichenartigen Elementen den Vorteil, daß keine Angriffsfläche der Radscheibe freiliegt, die ein vorzeitiges Ablösen der speichenartigen Elemente bewirken könnte.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Radialschnitt durch einen Scheibenradkörper und Fig. 2 eine Draufsicht auf den Radscheibenkörper.
Das Ausführungsbeispiel zeigt in Form des Scheibenradkörpers 1 eines gummigefederten Schienenrades die besonders bevorzugte Ausführungsform. Gezeigt ist in der Figur der Scheibenradkörper 1, bestehend aus der Radfelge 2, der Radscheibe 3 und der Radnabe 4. Nicht gezeigt sind in der Figur die auf der Radfelge 2 sitzenden Gummikörper und der Radreifen. Für andere Fälle wurde an die Stelle der Gummikörper und des Radreifens ein warmaufgeschrumpfter Radreifen oder ein einstückig mit der Radfelge erzeugter Radkranz kommen.
Erfindungswesentlich ist für alle diese Möglichkeiten, daß auf der Radscheibe 3 in tangentialer Richtung eine ungerade Zahl von speichenartigen Elementen 6 vorgesehen ist. Die Fig. 2 zeigt fünf speichenartige Elemente 6. Diese speichenartigen Elemente werden durch eine insgesamt mit der Bezugsziffer 5 versehene Kunststoffbeschichtung gegeben. Im gezeigten Beispiel ist die Beschichtunce 5 als geschlossene Beschichtung ausgebildet, wobei die einzelnen speichenartigen Elemente 6 (Wellenberge) durch Wellentäler 7 miteinander verbunden sind.
Die gewählten Ausdrücke Wellenberg und Wellental lassen erkennen, daß es sich praktisch um kantenlose übergänge in tangentialer Richtung handelt. im gezeigten Beispiel betrug die Höhe der Beschichtung - gemessen jeweils in der Mitte der radialen Länge - 5 mm im Wellental 7 und 20 mm auf dem Wellenberg (speichenartiges Element 6). Derartige Abmessungen lassen sich erhalten, wenn auf den in Fig. 1 gezeigten Scheibenradkörper eine gleichmäßige Ausgangsdicke von etwa 16 mm Kunststoff aufgetragen wird, welche anschließend mit einem Schablonenkörper zur Ausbildung der speichenartigen Elemente (Wellenberge und Wellentäler) umgeformt wird.
Es leuchtet ein, daß in radialer Richtung gesehen die Dicke der speichenartigen Elemente von der jeweiligen Form des Scheibenradkörpers abhängt. Aus der Fig. 1 erkennt man, daß sich das speichenartige Element an die Grundform des Scheibenradkörpers anschmiegt. Das Wellental 7 folgt mit seiner Schichtdicke dabei im wesentlichen der Grundform des Scheibenradkörpers, während das speichenartige Element 6 (Wellenberg) an der Oberfläche eine plane Ausbildung hat.
Abschließend bleibt hervorzuheben, daß es sich gezeigt hat, daß bereits die Anordnung der speichenartigen Elemente auf einer Seite der Radscheibe, vorzugsweise der Außenseite, ausreicht, um die gewünschte Geräuschdämpfung herbeizuführen.
Die Bevorzugung der Außenseite ergibt sich dadurch, daß die erfindungsgemäße Konstruktion bei einem gefertigten Radsatz leichter auf der Außenseite anzubringen ist.
Ansprüche:

Claims

Ansprüche: 1.Geräuschgedämpftes Rad für Schienenfahrzeuge, welches auf einer oder beiden Seiten der Radscheibe eine Beschichtung aus schwingungsdämpfendem Werkstoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (5) aus mehreren speichenartigen Elementen (6) besteht, die in ungerader Zahl auf der Radscheibe (3) angeordnet sind.
2. Geräuschgedämpftes Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß fünf bis neun speichenartige Elemente (6) vorgesehen sind.
3. Geräuschgedämpftes Rad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Beschichtung (5) geschlossen wellenartig über die gesamte Radscheibe (3) erstreckt, wobei die speichenartigen Elemente (6) durch Wellenberge gegeben sind.
4. Geräuschgedämpftes Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der speichenartigen Elemente (6) auf der Höhe der Wellenberge mindestens das Dreifache gegenüber der Dicke der Beschichtung (5) im Wellental (7) ausmacht.
5. Verfahren zur Herstellung des Schienenrades nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,daB der schwingungsdämpfende Werkstoff im plastischen Zustand in gleichmäßiger Stärke auf die Radscheibe (3) aufgebracht wird und die speichenartigen Elemente (6) durch Aufdrücken einer mit der Wellenstruktur versehenen Schablone hergestellt werden.