DE3119959C2

DE3119959C2 - Geräuschgedämpftes Schienenrad

Info

Publication number: DE3119959C2
Application number: DE19813119959
Authority: DE
Inventors: Peter 4504 Georgsmarienhütte Kasselmann; Rolf Dipl.-Ing. 4507 Hasbergen Rittinghaus; Kurt-Horst Dipl.-Ing. 4500 Osnabrück Weber; Heinrich Witte
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Schmiedewerke Krupp Kloeckner GmbH
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1981-05-20
Publication date: 1983-07-28
Also published as: DE3119959A1

Abstract

Das Dämpfungsglied besteht aus zwei übereinander angeordneten Bändern aus Kunststoffmaterial bzw. aus Metall, die zu einer Spirale angeordnet sind. Zur Vermeidung akustischer Kurzschlüsse der Spiralbögen aus Metall untereinander und mit dem Schienenrad hat das Kunststoffband eine größere Breite als das Metallband. Das Dämpfungsglied steht zusätzlich unter einer im wesentlichen senkrecht zur Spiralwicklung gerichteten Vorspannung.

Description

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Die Erfindung betrifft ein geräuschgedämpftes Schienenrad mit mindestens einem am Radkranz (der Radfelge) befestigten Dämpfungsglied zur Schalldämpfung..

Bekannt sind geräuschgedämpfte Schienenräder mit ⁵⁽¹ mindestens einem am Radkranz bzw. der Radfelge angeordneten ringförmigen Dämpfungsglied aus konzentrisch zueinander angeordneten Elementen, die abwechselnd aus Metall und Kunststoffmaterial bestehen (DE-PS 16 05 832). Das ringförmige Dämpfungsglied besteht aus einem Metallring, der auf seiner äußeren Mantelfläche eine Kunststoffschicht aufweist und mittels dieser Kunststoffschicht in eine ringförmige Aussparung auf der Innenseite des Radreifens geklebt ist. Der Metallring kann in sich geschlossen, er kann auch geschlitzt sein. Die Kunststoffschicht besteht aus einem Zweikomponentenmaterial auf der Basis eines gefüllten Kunstharzes und weist eine hohe Steifigkeit auf, so daß er unter dem Einfluß der Schallschwingungen keine nennenswerten Formänderungen erleidet Durch die Kombination dieses Kunststoffmaterials mit dem Metallring ergibt sich überraschenderweise eine gute Geräuschdämpfung. Der Metallring steht hierbei mit der einen Stirnfläche gegen die Radscheibe an und ist folglich akustisch kurzgeschlossen.

Es ist weiterhin bekannt (DE-AS 29 22585), das ringförmige Dämpfungsglied aus kreisbogenförmig gekrümmten Metallplatten aufzubauen, die im Bereich eines sie durchsetzenden Schraubbolzens durch Unterlagscheiben miteinander verbunden sind. In die Zwischenräume zwischen den hierdurch kammartig angeordneten Metallplatten sind Platten aus Dämpfungsmaterial eingesetzt Ober die Schraubbolzen sind diese Dämpfungsgläeder mit dem Schienenrad verschraubt Die Metallplatten sind über die Unterlagsscheiben untereinander und über die Unterlagscheiben an den Schraubbolzen mit dem Schienenrad akustisch kurzgeschlossen. Diese Dämpfungsglieder bzw. Schwingungsabsorber dienen zur Dämpfung der Resonanzschwingungen von Schieneiirädern.

Es sind weiterhin ringförmige Dämpfungsglieder für Schienenräder bekannt (Seminar Umwelt Spurgeführter Fernverkehr Rad/Schiene-Technik, Kassel, Oktober 1979, Hrsg. Deutsche Eisenbahn Consulting, Frankfurt/M), die abwechselnd aus konzentrisch zueinander angeordneten Metallringen und Ringen aus Kunststoffmaterial bestehen. Die Metallringe sind ohne gegenseitige Berührung zwischen den Ringen aus Kunststoffmaterial angeordnet Diese Dämpfungsglieder weisen ein Dämpfungsverhalten auf, das in etwa den eingangs erwähnten Dämpfungsgliedern (DE-PS 16 05 832) entspricht

Es zeigte sich, daß überraschenderweise ein breitbandiges Dämpfungssystem geschaffen ist, wenn anstelle der konzentrisch zueinander angeordneten Ringe aus Kunststoffmaterial und aus Metall zwei übereinander angeordnete Bänder aus Metall bzw. Kunststoffmaterial verwendet werden, die übereinander angeordnet in Spiralform gebracht sind. Dieses Dämpfungssystem ist darüber hinaus sehr raumsparend ausgebildet.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein geräuschgedämpftes Schienenrad mit mindestens einem am Radkranz bzw. (der Radfelge befestigten breitbandigen Dämpfungsglied zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Dämpfungsglied aus zwei übereinander angeordneten Bändern aus Kunststoffmaterial bzw. Metall besteht, wobei das Metallband eine geringere Breite hat als das Band aus Kunststoffmaterial und beide Bänder eine Spirale bilden. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die einzelnen Windungen aus Metall weder untereinander noch mit dem Schienenrad metallischen Kontakt haben, d. h., daß keine akustischen Kurzschlüsse gebildet sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Dämpfungsglied tritt in überraschender Weise eine erhebliche weitere Verbesserung der Schalldämpfung dann ein, wenn die Spirale unter einer im wesentlichen senkrecht zur Spiralrichtung gerichteten Vorspannung steht.

Gemäß einem ersten Ausführungsprinzip ist die Spirale in eine Ausdrehung des Radkranzes bzw. der

Radfelge eingesetzt, wobei die Vorspannung durch einen konzentrisch zur Nut in die Spirale eingesetzten Spannring bzw. Spreizring erzeugt wird. Der Spannring kann in sich geschlossen sein, wobei er aufgrund seiner Elastizität nach dem Prinzip der Schnappverbindung in die Spirale eingesetzt wird. Der Spannring kann auch nach Art eines Sprengringes geschlitzt sein, wobei er dann zum Einsetzen auf einen kleineren Durchmesser gebracht wird und nach dem Einsetzen seine ursprüngliche Gestalt wieder einnimmt und hierdurch die im wesentlichen zur Spiralrichtung senkrechte Vorspannung erzeugt. Der Spannring kann auch durch in radialer Richtung in den Radkranz (die Radfelge) eingedrehte Schrauben mit dem Radkranz bzw. mit der Radfelge verspannt sein, wobei der Spannring aufgrund seiner federelastischen Eigenschaften beim Vorspannen der Schrauben geweitet wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht der Spreizring aus segmentartigen Abschnitten, die durch Spreizschrauben miteinander verbunden sind. Diese Spreizschrauben wirken in Umfangsrichtung des Spreizringes, so daß durch eine entsprechende Verdrehung der Spreizschrauben der Spreizring einen größeren Durchmesser nach seinem Einsetzen in das Dämpfungsglied einnimmt und hierdurch das Dämpfungsglied verspannt

Um einen metallischen Kontakt zwischen den radial gerichteten Schrauben und dem Metallband zu vermeiden, sind in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung diese Schrauben in Kunststoffhülsen geführt

Gemäß einem zweiten Ausführungsprinzip ist das Dämpfungsglied auf einer am Radkranz bzw. der Radfelge befestigten Halteplatte angeordnet und mittels einer Spanhscheibe in einer Aufnahmehülse der Halteplatte verspannt. Der besondere Vorteil dieses Ausführungsprinzips besteht darin, daß das Dämpfungsglied vor der Montage vorgespannt werden kann.

Es zeigte sich, daß das Kunststoffmaterial die Dämpfungseigenschaftefi günstig beeinflußt, wenn hierfür ein nicht dauerelasthcher Thermoplast eingesetzt wird. Zusätzlich können freide Bänder erfindungsgemäß durch Klebstoff miteinander verbunden sein, der ebenfalls eine dämpfende Wirkung hat und zum anderen die Bildung von vorgefertigten Baueinheiten ermöglicht, die vor dem Aushärten des Klebstoffs in die Schienenräumer eingebaut werden.

Die Erfindung wird in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Schienenrad im Ausschnitt mit einem A'isführungsbeispiel des ersten Ausführungsprinzips,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 1.

F i g. 3a und 3b einen Spreizring,

Fig.4 ein Ausführungsbeispiel des zweiten Ausführungsprinzips in der Fig. 1 entsprechender Darstellung und

F i g. 5 eine Draufsicht in Pfeilrichtung der F i g. 4.

F i g. 1 zeigt einen axialen Schnitt eines Schienenrades in Teilansicht. Mit 1 ist der Radkranz bezeichnet, der in Richtung zur Radscheibe 2 auf der einen Seite eine umlaufende Ausdrehung 3 mit seiner Schulter 4 hai. In diese Ausdrehung ist das erfindungsgemäße Dämpfungsglied 6 eingesetzt. Es besteht aus einem Band 7 aus Kunststoffmaterial und einem Metallband 8, die beide übereinanderliegen und zu einer Spirale gewickelt sind (vgl. Fig. 2). Die Breite des Metallbandes ist hierbei geringer als die Breite des Bandes aus Kunststoffnuiterial. so daß die SDiralabschnittc des Metallbandes wtxirr untereinander noch mit dem Schienenrad metallischen Kontakt haben, d. h, daß keine akustischen Kurzschlüsse gebildet sind. Zur Erzeugung der im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Spirale (d.h. radial) gerichteten Vorspannung ist konzentrisch in den Radkranz der Spannring 9 eingesetzt, der im einfachsten Falle ein in sich geschlossener Metallring ist, der zusätzlich eine umlaufende Schulter 10 aufweist, die der Schulter 4 gegenübersteht

ίο Der Spannring 9 ist im einfachsten Falle in sich geschlossen, er kann auch einen Schlitz aufweisen, so daß er vor dem Einsetzen auf einen kleineren Durchmesser gebracht werden und nach dem Einsetzen seine ursprüngliche Form wieder annehmen kann.

t5 Aus Fig.2 ist ersichtlich, daß der Anfang und das Ende der beiden Bänder zueinander versetzt angeordnet sind. Dies wiFd auch dann vorgenommen, wenn beispielsweise anstelle eines Metailbandes einzelne Metallbandabschnitte verwendet werden, die distanziert zueinander angeordnet sind.

Die F i g. 3a zeigt einen Spreizring ii in Draufsicht Er besteht aus segmentartigen Abschnitten 12, 13 und 14, die jeweils radial innen an ihren Enden Gewindehülsen 15 und 16 tragen. In die benachbarten Gewindehülsen der aufeinanderfolgenden segmentartigen Abschnitte sind Gewindebolzen 17 eingeschraubt, die durch entsprechendes Verdrehen den Spreizring 11 auf einen größeren Durchmesser bringen. Der Spreizring 11 kann anstelle des Spannringes 9 in das Dämpfungsglied 6

jo eingesetzt und mit diesem verspannt werden.

Fig.3b zeigt einen Gewindebolzen 17, der in Gewindehülsen 15 und 16 eingeschraubt ist

F i g. 4 zeigt in der F i g. 1 entsprechender Darstellung das zweite Ausführungsprinzip des erfindungsgemäßen

i~> Dämpfungsgliedes anhand eines Ausführungsbeispiels, F i g. 5 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles in F i g. 4. Mit den vorhergehenden Figuren übereinstimmende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen beziffert Das Dämpfungsglied 18 besteht aus zwei zu einer Spirale

4D gewickelten Bändern 19 und 20 aus Kunststoffmaterial bzw. aus Metall. Der Radkranz 1 weist in Richtung zur Radnabe Halteplatten 21 auf, die jeweils mittels zweier Haltebolzen 22 am Radkranz 1 befestigt sind. Die Halteplatten 21 weisen jeweils einen Spannbolzen 23

4"i auf, auf den die Spirale aufgeschoben ist Die Spirale sitzt in der Aufnahmehülse 24 und sitzt weiterhin zwischen den beiden Isolierscheiben 25 und 26, damit akustische Kurzschlüsse zwischen dem Metallband 20 der Spirale und der Aufnahmehülse 24 und der

vi Aufnahmehülse 24 und dem Schienenrad unterbunden sind. Zur Erzeugung der im wesentlichen radialen Vorspannung des Dämpfungsgliedes hat das Band aus Kunststoffmaterial eine etwas größere Breite als das MetäTband. Zum Verspannen dient die die Spirale und

v, die Isolierscheibe 26 überdeckende Spannscheibe 27. Beim Vorspannen wird Kunststoffmaterial aus der axialen Richtung in die radiale Richtung verdrängt und so die Vorspannung aufgebaut.

F i g. 5 zeigt e^ne Stirnansicht in Richtung des Pfeiles

w in F i g. 4. Der besondere Vorteil dieser erfindungsgeinftßen Aihführungsform besteht darin, daß das Dämpfungsglied einerseits vor seiner Montage abgestimmt werden kann und daß es andererseits auch gleichzeitig />:m Ausgleich der Unwucht herangezogen werden kann./u diesem Zweck ist es vorteilhaft, daß die ! iiilU'plMcr! tin die Schraubbolzen in Umfangsrichtung verLiiileridi ! -nglocher aufweisen, so daß die gebilde-I.τι H;i!ieinr,i- in zum Ausgleich der Unwucht geringfü-

5

gig in Umfangsrichtung während des Anschrauben 13 segmentartiger Abschnitt

verschoben werden können. 14 segmentartiger Abschnitt

. , .. 15 Gewindehülse

Bezugszeichenhste: _{16 Gew}indehülse

1 Radkranz '> 17 Gewindebolzen

2 Radscheibe 18 Dämpfungsglied

3 Ausdrehung " 19 Band aus Kunststoffmaterial

4 Schulter 20 Metallband

5 — 21 Halteplatte

6 Dämpfungsglied in 22 Haltebolzen

7 Band aus Kunststoffmaterial 23 Spannbolzen

8 Metallband 24 Aufnahmehülse

9 Spannring 25 Isolierscheibe

10 Schulter 26 Isolierscheibe

11 Spreizring r> 27 Spannscheibe

12 segmentartiger Abschnitt

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

! Patentansprüche: '■

1. Garäuschgedämpftes Schienenrad mit; mindestens einem am Radkranz (der Radfelge) befestigten Dämpfungsglied zur Schalldämpfung, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (6) aus zwei übereinander angeordneten Bändern (7 und 8) aus Kunststoffmaterial bzw. Metall besteht, das Metallband (8) eine geringere Breite als das Band (7) ^!0 aus Kunststoffmaterial und beide Bänder eine Spirale bilden.

2. Geräuschgedämpftes Schienenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale unter einer im wesentlichen senkrecht zur Spiralwicklung gerichteten Vorspannung steht.

3. Geräuschgedämpftes Schienenrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale in eine Ausdrehung (3) des Radkranzes (1) bzw. der riadfelge eingesetzt ist und daß die die ^M Vorspannung durch einen konzentrisch zur Ausdrehung (3) in die Spirale eingesetzten Spannring (9) bzw. Spreizring (11) erzeugt wird.

4. Geräuschgedämpftes Schienenrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (9) durch radial gerichtete Schrauben mit dem Radkranz (1) bzw. der Radfelge verspannt ist

5. Geräuschgedämpftes Schienenrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben in Kunststoffhülsen geführt sind. ^M

6. Geräuscfigedämpftes Schienenrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizring (11) aus segmentartigen Abschnitten (12; 13; 14) besteht, die durch Gewindebolzen (17) miteinander verbunden sind (F i g. 3a, 3b).

7. Geräuschgedämpftes Schienenrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (18) auf einer am Radkranz (an der Fiadfelge) befestigten Halteplatte (21) angeordnet ist und mittels einer Spannscheibe (27) in einer ^⁰ Aufnahmehülse (24) der Halteplatte verspannt ist (IF ig. 4,5).

8. Geräuschgedämpftes Schienenrad nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial ein nicht dauerelastischer Thermoplast ist.

9. Geräuschgedämpftes Schienenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (8) und das Band aus Kunststoffmaterial (7) durch Klebstoff miteinander verbunden sind.