DE2720333B2 - Schwingungsgedämpftes Schienenrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein schwingungsgedämpftes Schienenrad mit mehreren über dessen Umfang verteilt am Radkranz bzw. Radreifen bzw. Radfelge angeordneten, aus Masse und Dämpfungsmaterial bestehenden Resonanzabsorbern.

Es ist bekannt, daß beim Befahren von Schienen, insbesondere in Kurven, Fahrgeräusche entstehen. Für die kreischenden Fahrgeräusche sind axiale Schwingungen verantwortlich, während für das Rollgeräusch radiale Schwingungen verantwortlich sind. Radiale Schwingungen beeinflussen ferner die Haftung zwischen Rad und Schiene. Seit langem versucht man, die Fahrgeräusche durch am Rad angeordnete Teile zu dämpfen. Für den Augenblick, aber nicht auf die Dauer, befriedigende Ergebnisse hat man mit Resonanzabsorbern erreicht, die jeweils aus einem zylindrischen Gummipuffer'bestehen, auf dessen Stirnflächen zwei Metallscheiben eingelassenen Schraubenbolzen aufvulkanisiert sind. Mehrere solcher Resonanzabsorber, die auf die verschiedenen Eigenfrequenzen des Rades abgestimmt sind, hat man am Rad befestigt. Es wurde festgestellt, daß nach etwa einem Jahr Betriebszeit die Wirksamkeit dieser Resonanzabsorber verlorenging und sie erneut nachgestimmt werden mußten (VDI-Zeitschrift Band 96, Nr. 2, vom 21.2.1954, Seite 171-175).

Eine andere bekannte grundsätzlich andere Methode zur Geräuschverminderung von Schienenrädern besteht darin, den Radreifen in Umfangsrichtung mit Ringnuten zu versehen. Dieser Maßnahme liegt die Überlegung zugrunde, die Eigenfrequenz des Radreifens in einen Bereich zu verlegen, der bei der Fahrt nicht in gleichgehendem Maß angeregt wird. Eine Dämpfung der Eigenschwingung wird also bei diesem bekannten Rad nicht vorgenommen (Zeitschrift »Glasers Annalen«, 1951, Seit 247 und 248).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schwingungsgedämpftes Schienenrad zu schaffen, bei dem die das Fahrgeräusch verursachenden Schwingungen wirksamer und vor allen Dingen auch für längere Standzeit gedämpft werden, ohne daß eine Nachstimmung erforderlich ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß jeder Resonanzabsorber aus mehreren parallel zueinander auf derselben Basis angeordneten und durch Zwischenlagen aus Dämpfungsmateria] voneinander getrennten, auf verschiedene Eigenfrequenzen des Rades abgestimmten Zungen besteht

Da in jedem Umfangsabschnitt des Rades verschiedene Eigenfrequenzen auftreten, können diese durch Abstimmung der verschiedenen Zungen desselben Resonanzabsorbers unterdrückt werden. Eine Veränderung der Eigenfrequenzen des Rades während des Betriebes, z. B. infolge der Abnutzung der Radlauffläche, wirkt sich praktisch nicht negativ auf die Gesamtdämpfung des Rades aus, da jeder Resonanzabsorber wegen der auf verschiedene Eigenfrequenzen abgestimmten

is Zungen und der Zwischenlagen aus Dämpfungsmaterial Verschiebungen der Resonanzfrequenzen überdeckt

Als Material für die Zungen eignen sich Stahl oder Aluminium. Als Dämpfungsmaterial eignen sich Gummi oder Kunststoff mit großer innerer Dämpfung.

Da in jedem Umfangsabschnitt sowohl radiale als auch axiale Schwingungen verschiedener Eigenfrequenzen auftreten, können die Resonanzabsorber verschiedene Orientierungen haben, so daß sie bevorzugt auf radiale oder axiale Abschnitte ansprechen. Vorzugsweise ist in jedem Umfangsabschnitt ein auf radiale Schwingungen und ein auf axiale Schwingungen ansprechender Resonanzabsorber vorgesehen. In einem solchen Fall kann sich der eine Resonanzabsorber auf der einen und der andere Resonanzabsorber auf der anderen Seite des Rades befinden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert Im einzelnen zeigt
F i g. 1 ein als Vollrad ausgebildetes Schienenrad in

Seitenansicht aus Richtung des Pfeils in F i g. 2,

F i g. 2 einen Teil des Schienenrades gemäß F i g. 1 im Axialschnitt,

F i g. 3 einen Teil eines als bereiftes Rad ausgebildeten Schienenrades im Axialschnitt, wobei die Resonanzabsorber am Radreifen befestigt sind,

F i g. 4 einen Teil eines als bereiftes Rad ausgebildeten Schienenrades im Axialschnitt, wobei die Resonanzabsorber an der Felge befestigt sind.
Das in F i g. 1 und 2 dargestellte Schienenrad ist als Vollrad ausgebildet und besteht im wesentlichen aus Nabe 1, Radscheibe 2 und Radkranz 3. Die Ausführungsbeispiele der Fig.3 und 4 zeigen Schienenräder, bei denen der Radkranz in Radreifen 4 und Radfelge 5 aufgeteilt ist.

Der Radkranz 3 bzw. der Radreifen 4 bzw. die Radfelge 5 tragen auf der der Nabe 1 zugekehrten Innenseite eine Vielzahl von über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Resonanzabsorbern 6, die aus Zungen 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 und zwischen ihnen angeordnetem schwingungsdämpfendem Material 14 bestehen. Die einzelnen Resonanzabsorber 6 sind durch ringförmiges Ausdrehen aus dem vollen Material des Rades hergestellt, wobei die so entstehenden Ringe anschließend durch radiale Schnitte gemäß F i g. 1 in einzelne Sätze aufgeteilt werden. Die Länge und die Dicke der Zungen 7 bis 13 ist maßgebend für die Abstimmung auf die Eigenfrequenzen des Rades. Die Lage der Zungen 7 bis 13 ist maßgebend für die Richtung der zu tilgenden Schwingung. Zur Tilgung der axialen Schwingungen sind die Zungen 7, 8, 9 vorgesehen, die in hintereinanderliegenden radialen Ebenen angeordnet sind und in axialer Richtung schwingen können. Für die Tilgung der radialen

Schwingungen sind die Resonanzabsorber mit den Zungen 10 bis 13 vorgesehen, die in koaxialen Flächen übereinander angeordnet sind. Da in jedem Umfangsabschnitt sowohl auf radiale als auch auf axiale Schwingungen verschiedener Eigenfrequenzen ansprechende Resonanzabsorber vorgesehen sind, werden sowohl die axialen als auch die radialen Radschwingungen am Ort ihres Entstehens, nämlich am Radkranz und am Radreifen getilgt, so daß die Geräuschdämpfung optimal ist
Wie die Fig.2 bis 4 zeigt, können die Zungen

entweder bei einem Vollrad (Fig.2) aus dem Radkranz 3 oder bei einem bereiften Rad (F i g. 4) aus der Radfelge 5 oder bei einem anderen bereiften Rad aus mit Schraubenbolzen am Radreifen befestigten separaten Ringen durch ringförmiges Ausdrehen hergestellt sein. Es versteht sich, daß in der Regel die Anordnung der Zungen 7 bis 13 im Material des Radkranzes 3 bzw. der Radfelge 5 oder des Radreifens 4 zweckmäßiger ist, es sei denn, man möchte für das Rad ein spezielles Material verwenden, das für die Resonanzabsoiber weniger geeignet ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schwingungsgedämpftes Schienenrad mit mehreren fiber dessen Umfang veiteilt am Radkranz bzw. Radreifen bzw. Radfelge angeordneten, aus Masse und Dämpfungsmaterial bestehenden Resonanzabsorbern, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Resonanzabsorber (6) aus mehreren parallel zueinander auf derselben Basis angeordneten und durch Zwischenlagen aus Dämpfungsmaterial voneinander getrennten, auf verschiedene Eigenfrequenzen des Rades abgestimmten Zungen (7 bis 13) besteht

Z Schienenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (7 bis 13) aus Stahl oder Aluminium bestehen.

3. Schienenrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Rades, insbesondere in jedem Umfangsabschnitt sowohl bevorzugt auf radiale Schwingungen als auch bevorzugt auf axiale Schwingungen ansprechende Resonanzabsorber (6) vorgesehen sind.