DE2725177A1

DE2725177A1 - Schwingungsgedaempftes schienenrad

Info

Publication number: DE2725177A1
Application number: DE19772725177
Authority: DE
Inventors: Richard Klatt; Erwin Dr Rer Nat Raquet
Original assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Current assignee: Schmiedewerke Krupp Kloeckner GmbH
Priority date: 1977-05-06
Filing date: 1977-06-03
Publication date: 1978-12-14
Also published as: DE2725177C3; DE2725177B2

Description

Schwingungsgedämpftes Schienenrad
Die Erfindung betrifft ein Schienenrad mit insbesondere in Umfangsrichtung verteilt am Radkranz bzw. Radreifen bzw.
Radfelge befestigten Elementen zur Dämpfung der Radschwingungen.
Es ist bekannt, daß beim Befahren von Schienen, insbesndere in Kurven, kreischende Fahrgeräusche entstehen. Für diese kreischenden Fahrgeräusche sind axiale Schwingungen verantwortlich, während für das Rollgeräusch und für die Haftung zwischen Rad und Schiene radiale Schwingungen verantwortlich sind.
Man hat versucht, die für das Kreischgeräusch verantwortlichen axialen Schwingungen mit einem am Radkranz angebrachten Ring aus dämpfendem Materialzu dämpfen. Der damit erzielte Effekt befriedigt aber nicht (DT-OS 1 605 065).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schienenrad der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die für die Geräusche verantwortlichen Schwingungen unterdrückt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die schwingungsdämpfenden Elemente als auf die Eigenfrequenz des Rades abgestimmte, mit Dämpfungsmaterial versehene Schwingungstilger ausgebildet sind.
Dadurch, daß die Schwingungstilger am Umfang des Rades so angebracht und so abgestimmt werden können, daß die Tilgung der axialen und/oder der radialen Radschwingungen erfolgt, ist eine optimale Unterdrückung der für die unterschiedlichen Geräusche verantwortlichen Schwingungen möglich.
Nach einer ersten Ausgestaltung können in jedem Umfangsabschnitt mehrere Schwingungstilger für verschiedene Eigenfrequenzen zu einem Satz zusammengefaßt sein. Vorzugsweise sind die Schwingungstilger als Zungen ausgebildet. Sie können parallel oder in Reihe auf derselben Basis angeordnet sein. Als Material für die Schwingungstilger eignen sich Stahl oder Aluminium.
Als Dämpfungsmaterial eignen sich Gummi oder Kunststoff mit großer innerer Dämpfung.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, die sich durch konstruktive Einfachheit auszeichnet, bilden die auf derselben Basis angeordneten und als Zungen ausgebildeten Schwingungstilger jeweils einen Block, wobei die Blöcke einzeln am Radkranz bzw. Radreifen bzw. Radfelge befestigt sind. Vorzugsweise sind die Blöcke an einem Ring insbesondere durch Schraubverbindungen befestigt, der in einer Ausdrehung des Radkranzes bzw. Radreifens oder Radfelge eingeschrumpft ist. Diese Ausführung zeichnet sich dadurch aus, daß die Blöcke ohne Schwächung des Rades befestigt sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen Fig. 1 ein als Vollrad ausgebildetes Schienenrad in Seitenansicht, Fig. 2 einen Teil des Schienenrades gemäß Fig. 1 im Axialschnitt, Fig. 3 einen Teil eines als bereiftes Rad ausgebildeten Schienenrades im Axialschnitt, wobei die Schwingungstilger am Radreifen befestigt sind, Fig. 4 einen Teil eines als bereiftes Rad ausgebildeten Schienenrades im Axialschnitt, wobei die Schwingungstilger an der Felge befestigt sind, Fig. 5 einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines als Vollrad ausgebildeten Schienenrades im Bereich des Radkranzes, Fig. 6 einen Teil des Schienenrades gemäß Fig. 5 im Axialschnitt, Fig. 7 einen Teil des Schienenrades gemäß Fig. 6 im Axialschnitt mit im Vergleich zu den Schwingungstilgern der Fig. 6 anders angeordneten Schwingungstilgern und Fig. 8 einen Teil des Schienenrades gemäß Fig. 5 im Axialschnitt mit einer zu Fig. 6 und 7 abgewandelten Befestigung für die Schwingungstilger.
Das in Fig. 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 verteilt angeordneten Schwingungstilgern 6, die aus Zungen 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 und zwischen ihnen angeordnetem schwingungsdämpfendem Material 14 bestehen. Die einzelnen Schwingungstilger sind durch ringförmiges Ausdrehen aus dem vollen Material des Rades hergestellt, wobei die so entstehenden Ringe anschließend durch radiale Schnitte gemäß Fig. 1 in einzelne Sätze aufgeteilt werden. Die Länge und die Dicke der Zungen ist maßgebend für die Abstimmung auf die Eigenfrequenzen des Rades. Die Lage der Zungen ist maßgebend für die Richtung der zu tilgenden Schwingung. Zur Tilgung der axialen Schwingungen sind die Schwingungstilger 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 Schwingungstilger 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 Schwingungstilger 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 zeigen, können die Zungen entweder bei einem Vollrad (Fig. 2) aus dem Radkranz, oder bei einem bereiften Rad (Fig. 4) aus der Radfelge oder bei einem anderen bereiftenRad aus mit Schraubenbolzen am Radreifen befestigten separaten Ringen durch ringförmiges Ausdrehen herges-tellt sein.
Es versteht sich, daß in der Regel die Anordnung der Schwingungstilger im Material des Radkranzes bzw. der Radfelge oder des Radreifens zweckmäßiger ist, es sei denn, man möchte für das Rad ein spezielles Material verwenden, das für die Schwingungstilger weniger geeignet ist.
An Stelle der Sätze der hintereinander angeordneten Schwingungstilger gemäß den Fig. 2 bis 4 können auch Schwingungstilger verwendet werden, die aus mehreren mäanderförmig übereinander oder hintereinander angeordneten Zungen bestehen.
Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 5 bis 8 sind die einzelnen Sätze der zungenförmigen Schwingungstilger nicht aus einem Stück gearbeitet sondern bilden einzelne Blöcke 18.
Jeder Block besteht aus mehreren Zungen 20 bis 23, die die gleiche Höhe, die gleiche Länge aber verschiedene Dicke haben.
Die Zungen sind auf die Eigenfrequenzen des Rades durch die Auswahl ihrer verschiedenen Dicken abgestimmt. Die Zungen sind entweder parallel zueinander (Fig. 7) oder mäanderförmig hintereinander (Fig. 6 und 8) auf derselben Basis angeordnet.
Die so gebildeten Einzelblöcke 18 sind an einem Ring 16 mittels Schraubenbolzen 19 angeschraubt, der in einer Ausdrehung 17 des Radkranzes 25 eingeschrumpft ist. Entweder sind die Blöcke 18 auf der Rückseite der Ringe 16 (Fig. 5 bis 7) oder an dem Innenrand der Ringe 26 derart angeordnet, daß die Zungen 20 bis 23 in dem freien Raum des überganges vom Radkranz 25 in die Radscheibe 27 liegen. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, weist die Basis der Blöcke 18 Ansätze 18a, 18b auf, in denen die Bohrungen für die Schraubenbolzen 19 vorgesehen sind.

Claims

Ansprüche: 1. Schienenrad mit insbesondere in Umfangsrichtung verteilt am Radkranz bzw. Radreifen bzw. Radfelge befestigten Elementen zur Dämpfung der Radschwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungsdämpfenden Elemente als auf die Eigenfrequenzen des Rades abgestimmte, mit Dämaungsmaterial (14) versehene Schwingungstilger (7 bis 13) ausgebildet sind.
2. Schienenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Umfangsabschnitt mehrere Schwingungstilger (7 bis 13) für verschiedene Eigenfrequenzen zu einem Satz (6) zusammengefaßt sind.
3. Schienenrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungstilger (7 bis 13) als Zungen ausgebildet sind.
4. Schienenrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen parallel oder in Reihe auf derselben Basis angeordnet sind.
5. Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungstilger (7 bis 13) aus Stahl oder Aluminium bestehen.
6. Schienenrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf derselben Basis angeordneten und als Zungen (20 bis 23) aus gebildete Schwingungstilger jeweils einen Block (18) bilden, und daß die Blöcke (18) einzeln am Radkranz (25) bzw. Radreifen bzw. Radfelge befestigt sind.
7. Schienenrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (18) an einem Ring (16) insbesondere durch Schraubverbindungen (19) befestigt sind, der in einer Ausdrehung (17) des Radkranzes (25) bzw. Radreifen bzw. Radfelge eingeschrumpft ist.