DE2835020A1 - Resonanzabsorber - Google Patents

Description

Anm.: Fried. Krupp Hüttenwerke AG, 4630 Bochum

Resonanzabsorber

Die Erfindung betrifft einen aus Masse und Dämpfungsmaterial bestehenden Resonanzabsorber.

Solche Resonanzabsorber werden z.B. bei Schienenrädern verwendet, um die verschiedenartigen Geräusche zu dämpfen. Versuche, die für das Kreischgeräusch verantwortlichen axialen Schwingungen mit einem am Radkranz angebrachten Ring aus dämpfendem Material zu dämpfen, haben nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt (DE-OS 1 605 065).

Bei einem anderen, auf die Anmelderin zurückgehenden Versuch, die Fahrgeräusche durch in Ringnuten am Radkranz eingelagerte Dämpfungskörper oder Ringkörperteile, die aus einzelnen Plättchen, Kreisringausschnitten oder Ringscheiben bestehen und an ihren Anlagefläche mit einem schmiermittelartigen Werkstoff höchster Zähigkeit überzogen sind, zu dämpfen, konnte ebenfalls kein befriedigendes Ergebnis erzielt werden, so daß sich auch ein solcher Resonanzabsorber in der Praxis nicht durchsetzen konnte.

Bei einem anderen bekannten Schienenrad der eingangs genannten Art sind die Resonanzabsorber in der Nähe des Radkranzes an der Radscheibe befestigt. Jeder Resonanzabsorber besteht aus einem zylindrischen Gummipuffer, auf dessen Stirnfläche zwei

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Metallscheiben mit eingelassenen Schraubenbolzen anvulkanisiert sind. Bei diesem in der Praxis erprobten schwingungsgedämpften Schienenrad zeigte sich aber bereits nach einer verhältnismäßig kurzen Betriebszeit von einem Jahr, daß die Wirksamkeit der Dämpfung wesentlich nachließ. Aus diesem Grunde hat sich ein derart schwingungsgedämpftes Schienenrad in der Praxis nicht durchsetzen können (Zeitschrift VDI Bd. 96, Wr. 6, 21.2.1954, Seiten 171-175).

Dagegen hat ein Resonanzabsorber, der Gegenstand einer älteren Patentanmeldung ist, gute Ergebnisse in der Geräuschdämpfung gebracht. Dieser Resonanzabsorber besteht aus mehreren durch Zwischenlagen aus Dämpfungsmaterial voneinander getrennten, auf verschiedene Eigenfrequenzen des Radeö abgestimmten Zungen. Der Nachteil eines solchen Resonanzabsorbers besteht darin, daß für jede Frequenz eine eigene Zunge vorgesehen sein muß. Das bedeutet nicht nur zusätzlichen konstruktiven Aufwand, sondern erhöht auch die Bauhöhe. Wegen dieser aus konstruktiven Gründen nicht zu unterschreitenden bestimmten Bauhöhe läßt sich ein solcher Resonanzabsorber nicht überall einsetzen. Beispielsweise erfordern gummigefederte Schienenräder, bei denen die Resonanzabsorber an den auf einer Gummieinlage abgestützten Radreifen anzubringen sind, Resonanzabsorber minimaler Bauhöhe, weil andernfalls entweder die Resonanzabsorber zu weit überstehe^ würden oder beim Einbau in Ausnehmungen des Radreifens der Radreifen durch die Ausnehmungen zu sehr geschwächt würde.

Besonders gilt es, die Geräuschentwicklung beim Befahrexi von Kurven zu dämpfen. Hier werden nämlich die Schienenräder zu axialen Schwingungen in ihrer Grundfreguenz und/ode», ihrer ersten Oberfrequenz angeregt. Weitere Oberfrequenzen höherer Ordnung treten wegen der erforderlichen hohen Anregungsernergie praktisch nicht auf.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Resonanzabsorber zu bauen, der bei einer geringen Bauhöhe intensiv in zwei Resonanzfrequenzen - seiner Grundfrequenz und seiner ersten Oberfrequenz - schwingt, wobei diese beiden Schwingungen auf die beiden das Kurvenkreischen verursachenden, zu dämpfenden Radfrequenzen abgestimmt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß r>ine Zunge auf einem starren Sockel unter Zwischenlagen des Dämpfungsmaterials mit ihrem einen Ende eingespannt ist und an iürem anderen freien Ende eine zusätzliche Masse trägt, wobei die Zunge nur auf einem Teil ihrer Länge durch Dämpfungsmaterial abgestützt ist.

Ein solcher Resonanzabsorber schwingt nicht nur in der Grundschwingung, sondern auch in der ersten Oberschwingung mit großer Intensität. Er läßt sich auf die zu dämpfende Grundschwingung und erste Oberschwingung des Rades vor allem durch die Dimensionierung der Masse und der Teillänge abstimmt λ. Natürlich kann die Abstimmung auch durch andere Faktoren, wie durch die Dimensionen und das Material der Zunge sowie des Dämpfungsmaterials, beeinflußt werden. Da nur eine einzige Zunge zur Dämpfung der für die Geräuschbildung eines Gegenstandes hauptverantwortlichen Grundschwingung und ersten überschwingung erforderlich ist, ist die Bauhöhe eines solchen Resonanzabsorbers vergleichsweise klein.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Laufrad, insbt .,ndere ein Schienenrad, mit mehreren über dessen Umfang verteilt am Radkörper, insbesondere in dessen äußerem Bereich, z.B. am Radkranz bzw. Radreifen bzw. Radfelge angeordneten, aus Masse und Dämpfungsmaterial bestehenden Resonanzabsorbern, der durch den erfindungsgemäßen Resonanzabsorber gekennzeichnet ist. Vorzugsweise sind die Resonanzabsorber uei einem gummigefederten Schienenrad an Ringen, die in Ausdre hungen des auf einer Gummieinlage abgestützten Radreifens

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eingeschrumpft sind, insbesondere durch Schraubverbindungen befestigt. Zur Tilgung der für die Kreischgeräusche verantwortlichen axialen Schwingungen liegen die Zungen in einer durch den radialen und tangentialen Vektor gegebenen Ebene, so daß sie in axialer Richtung schwingen können. Für die Tilgung der für die Rollgeräusche verantwortlichen radialen Schwingungen liegen die Zungen in einer durch den radialen und axialen Vektor gegebenen Ebene, so daß sie in radialer Richtung schwingen können. Entweder werden an dem Ring im Wechsel Resonanzabsorber zur Tilgung radialer und axialer Schwingungen angeordnet, oder aber auf beiden Seiten werden Resonanzabsorber mit bevorzugter, Tilgung radialer und axialer Schwingungen angeordnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen

Fig. 1-3 jeweils einen Resonanzabsor-ber in isometrischer Darstellung,

Fig. 4 ein Schienenrad im äußeren Bereich im Radialschnitt I - I der Fig. 5 und

Fig. 5 das Schienenrad gemäß Fig. 4 in Seitenansicht.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Gegenstand handelt es sich eigentlich um zwei Resonanzabsorber, die zu einem gemeinsamen Körper zusammengefaßt sind. Die beiden Resonanzabsorber sind mit einem Ende gemeinsam eingespannt» Sie weisen einen Sockel 1 aus Stahl-Flachmaterial auf. Jeder Resonanzabsorber besteht ferner aus einer Zunge 2 aus federelastischem Flachmaterial, wie Stahl oder Aluminium. Mit einem Ende 2a ist die Zunge 2 unter Zwischenlage einer Distanzplatte 3 mit dem

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Sockel 1 verbunden. Die Verbindung kann aus über die Kanten gezogenen Schweißraupen 4 bestehen. Am anderen Ende 2b trägt die Zunge 2 eine zusätzliche Masse 5. Zwischen der Zunge und dem Sockel 1 befindet sich auf einer von dem eingespannten Ende 2a ausgehenden Teillänge der Zunge 2 eine Einlage 6 aus Dämpfungsmaterial, wie Silikon-Kautschuk. Zur Befestigung weist der Resonanzabsorber im Bereich der Distanzplatte 3 eine Bohrung 7 und an einem Ohr 1 a des Sockels 1 eine Ausnehmung 8 jeweils für Schraubenbolzen auf.

Durch Verändern der Länge und der Lage des die Zunge 2 abstützenden Dämpfungsmaterials 6 und der Größe und Lage der zusätzlichen Masse 5 läßt sich die Abstimmung der Zunge 2 auf die zu dämpfende Grundschwingung und zu dämpfende erste OberSchwingung des zu dämpfenden Gegenstandes abstimmen. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 geht beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 die Einlage 6 aus Dämpfungsmaterial nicht unmittelbar von dem eingespannten Ende 2a aus, sondern zwischen dem eingespannten Ende 2a und dem Anfang der Einlage 6 befindet sich ein freier Raum. Darüberhinaus endet die Einlage 6 am Zungenende 2b. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unterscheidet sich von dem der Fig. 2 darin, daß die Einlage 6 aus Dämpfungsmaterial wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 vor dem Zungenende 2b endet.

Bei dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Schienenrad ist der Radreifen 9 über eine gummielastische Einlage 10 aus einzelnen, hochvorgespannten Gummiklötzen auf der Radfelge 11 abgestützt. An einer Stirnseite des Radreifens 9 ist eine Ausdrehung 12 vorgesehen, in die ein Ring 13 eingeschrumpft ist. An dem Ring 13 sind die Resonanzabsorber angeschraubt. Die Resonanzabsorber sind in Umfangsrichtung verteilt und stoßen mit ihren Ohren aneinander, wobei die Ausnehmungen gemeinsam den Befestigungsbolzen aufnehmen. Zur Anpassung

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an die Radgeometrie sind die Resonanzabsorber gekrümmt.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 haben die Resonanzabsorber eine Orientierung, bei der sie bevorzugt die axialen Schwingungen tilgen.

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Claims (1)

1. COHAUSZ &■

   Ht'lIUMANNSTH. 1)7 . D-4OOO

   -. l,:ldlun. (02 11)68 33 46 lelbx: U85805I3 cop d

   PArüNTANWAUE:
   Di(.l.-Incj. W. COHAlJSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Di.-Ing. Dipl.-Wirtsch-Ing. A. GfRBER · Dipl.-Iny H. B. COHAUSi

   8. August 1978

   Ansprüche:

   Aus Masse und Dämpfungsmaterial bestehender Resonanzabsorber, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zunge (2) unter Zwischenlage des Dämpfungsmaterials (6) auf einem starren Sockel (1) mit ihrem einen Ende (2a) eingespannt ist und an ihrem anderen freien Ende (2b) eine zusätzliche Masse (5) trägt, wobei die Zunge (2), ausgehend von ihrem eingespannten Ende (2a) nur auf einem Teil ihrer Länge durch die Zwischenlage aus Dämpfungsmaterial (6) abgestützt ist.

   Laufrad, insbesondere Schienenrad, mit mehreren über dessen Umfang verteilt am Radkörper, insbesondere in dessen äußerem Bereich, z.B. am Radkranz bzw. Radreifen bzw. Radfelge angeordneten, aus Masse und DämpfungsmaterM bestehenden Resonanzabsorbern, gekennzeichnet durch die Resonanzabsorber nach Anspruch 1,

   Laufrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet r' daß bei einem gummigefederten Schienenrad die Resonanzabsorber an Ringen (13), die in Ausdrehungen (12) des auf einer Gummieinlage (10) abgestützten Radreifens (9) eingeschrumpft sind, insbesondere durch Schraubverbindii'-jen, befestigt sind.

   K/Tn.- 78/421

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   ORIGINAL INSPECTED