DE2708411C3

DE2708411C3 - Geräuschgedämpftes Rad für Schienenfahrzeuge und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rades

Info

Publication number: DE2708411C3
Application number: DE19772708411
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing.(Grad.) Licht
Original assignee: Krupp Stahl AG
Current assignee: Krupp Stahl AG
Priority date: 1977-02-26
Filing date: 1977-02-26
Publication date: 1984-04-26
Also published as: DE2708411A1; DE2708411B2

Description

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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 DE-PS 8 27 076 gehört es zum Stand der Technik, zur Geräuschverminderung bei Schienenrädern geräuschmindernde Schichten auf die gesamte Fläche der Radscheibe aufzubringen. Für eine derartige Schicht kann gemäß der DE-PS 8 27 076 eine kompakte Gummischicht, z. B. Schwammgummi, vorgesehen sein. Zusätzlich kann auf diese schalldämmende Schwammgummischicht ein festerer Werkstoff, z. B. Vollgummi, aufgebracht werden. Es ist auch bekannt (DE-OS 16 05 832), auf einen auf der Radscheibe befindlichen Kunststoffüberzug zusätzlich ein Metalldeckblech aufzubringen.

Bei einem geräuschgedämpften Rad für Schienenfahrzeuge der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art besteht die Beschichtung aus einer zentralen Scheibe und einem äußeren Ring, wobei die Scheibe und der Ring über Epeicherähnliche Streifen verbunden sind (US-PS 38 43 188).

Die vorstehend gewürdigten bekannten Maßnahmen 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 ί>^Γ> 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 Schienenzustand nach starkem Regenfall, Schienenkreischgeräusche nicht zu vermeiden waren.

Ausgehend von den vorstehenden Problemen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein geräuschgedämpftes Rad für Schienenfahrzeuge zu schaffen, das selbst bei extremen Betriebsbedingungen dem Problem der Kurvenkreischgeräusche beikommt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Gegenstand nach der Gattung durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die Beschichtung erstreckt sich jeweils in geschlossener Form über die gesamte Fläche der Radscheibe,

b) die speicherartigen Elemente sind durch Wellenberge in der Beschichtung gegeben,

c) es ist eine ungerade Zahl speicherartiger Elemente vorgesehen.

Es können drei, fünf oder z. B. elf speichenartige Elemente vorgesehen sein besonders bevorzugt wird aber eine Zahl von fünf bis neun Elementen.

Die geräuschdämpfende 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 Kurvenkreischgeräusche vorrangig von der Radscheibe abgestrahlt werden. So wurde an der Radscheibe ein Schallpegel gemessen, der um 1OdB höher liegt als am Radreifen und an der Radfelge. Diese Beobachtungen gelten für alle üblichen Schienenräder, sei es mit geräuschdämpfender Beschichtung oder ohne, wobei natürlich die beschichteten oder die gummigefederten im Absolutwert niedriger liegen. Es hat sich gezeigt, daß durch eine ganz bestimmte Anzahl speichenartiger Elemente auf der Radscheibe diese Kreischgeräusche erheblich vermindert werden können, da möglicherweise die die Kreischgeräusche veranlassende Schwingungsform und Frequenz durch diese Anzahl der Elemente gestört wird.

Durch die sich geschlossen wellenartig über die gesamte Radscheibe erstreckende Beschichtung wird möglicherweise deshalb eine größere Dämpfung erzielt, weil die Radscheibe keine Möglichkeit hat, direkt den Schall abzustrahlen. Die die Wellenberge bildenden speicherartigen Elemente sollen in der Schichtdicke mindestens das Dreifache der Schichtdicke im Wellental ausmachen. Zu messen ist die Schichtdicke auf di.-r 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 Zweikornponenten-Entdröhnungsmittel auf Kunstharzbasis, wie sie als Entdröhnungsmittel bei Blech- und Strahlkonstruktionen 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 ein mit der Wellen· struktur versehenen Schablone hergestellt werden. Hierbei kann z. B. eine einfache Holzschablone verwendet werden, wobei in die Holzschablone eine Folie eingelegt sein kann, damit die Holzschablone sicher von der Radscheibe entfernt werden kann. Als Kunststoff kann ein selbstklebender Kunststoff verwendet werden.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind darin zu sehen, daß das langanstehende Problem der Kur^enkreischgeräusche durch eine wenig aufwendige Maßnahme gelöst werden kann. Diese Lösung kann bei gängigen Schienenräoern 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 aufzubringenden speichenartigen Elementen den Vorteil, daß keine Angriffsfläcne der Radscheibe freiliegt, die ein vorzeitiges Ablösen der speichenartigen Elemente bewirken könnte.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausfühmngsbeispieles erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Radialschnitt durch einen Scheibenradkörper und

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Radscheibenkörper.
Das Ausführungsbeispiel zeigt den Scheibenradkörper 1 eines gummigefederten Schienenrades. Gezeigt ist der Scheibenradkörper 1, bestehend aus der Radfelge 2, der Radscheibe 3 und der Radnabe 4. Die auf der Radfelge 2 sitzenden Gummikörper und der Radreifen sind nicht dargestellt. Anstelle der Gummikörper und des Radreifens kann auch ein warmaufgeschrumpfter Radreifen oder ein einstückig mit der Radfelge erzeugter Radkranz verwendet werden.

Auf der Radscheibe 3 ist in radialer Richtung eine ungerade Zahl von speichenartigen Elementen 6 vorgesehen. F i g. 2 zeigt fünf speichenartige Elemente 6. Diese speichenartigen Elemente werden durch :ine insgesamt mit der Bezugsziffer 5 versehene Kunststoffbeschichtung gegeben. Die Beschichtung 5 ist 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 beträgt 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 ergeben sich, wenn auf den in F i g. 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 F i g. 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.

Es hat sich gezeigt, daß bereits die Anordnung der speichenartigen Elemente auf einer Seite der Radscheibe, ζ. B. der Außenseite, ausreicht, um die gewünschte Geräuschdämpfung herbeizuführen. Die Bevorzugung der Außenseiie ergibt sich dadurch, daß die erfindungsgemäße Konstruktion bei einem gefertigten Radsatz leichter auf der Außenseite anzubringen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Geräuschgedämpftes Rad für Schienenfahrzeuge, welches auf einer oder beiden Seiten der Radscheibe eine Beschichtung aus schwingungsdämpfendem Werkstoff mit mehreren radialen speicherartigen Elementen aufweist, gekennzeichnet d u r c h die Kombination folgender Merkmale:

a) die Beschichtung erstreckt sich jeweils in ge- - schlossener Form über die gesamte Fläche der Radscheibe,

c) es ist eine ungerade Zahl speicherartiger EIemente vorgesehen.

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 die Dicke der speichenartigen Elemente (6) auf der Höhe der Wellenberge mindestens das Dreifache gegenüber der Dicke der Beschichtung (5) im Wellental (7) ausmacht.

4. Verfahren zur Herstellung des Schienenrades nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß 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.