NL1008966C2 - Spoorwegvoertuigwiel met verbeterde dempingseigenschappen. - Google Patents

Description

τ

Wiel met verbeterde dempingskenmerken voor een spoorwegvoertuig

De uitvinding heeft betrekking op een wiel, omvattende een naaf en een band die een flens draagt, welke naaf en band onderling zijn verbonden door middel van 5 een schijf of een aantal spaken.

In bedrijf vormen de contacten tussen de rails en het spoorwegwiel trillingsbronnen die worden overgebracht op de wielas. Deze trillingen worden daarom ook overgebracht op de lagers en uiteindelijk op de opbouw van een treinwagon of locomotief. Zij worden als onplezierig ervaren door de passagiers en 10 het treinpersoneel; verder kan de vermoeiing van het staalmateriaal van de wielen en assen daardoor verergerd worden.

Uit US-A-5183306 is een wiel voor een spoorwegvoertuig bekend omvattende een rubber ring die zich bevindt tussen de naaf en de band van het wiel. In een radiale dwarsdoorsnede bezit die ring een U-vorm, hetgeen tot radiale afschuiving 15 van het rubber materiaal leidt. De ring bezit een grote dikte, van dezelfde ordergrootte als de band.

Een nadeel van dit bekende wiel voor een spoorwegvoertuig is zijn nogal grote radiale veervermogen, en de gecompliceerde structuur met aparte verbindingsringen en bouten.

20 Het doel van de uitvinding is een wiel voor een spoorwegvoertuig te verschaffen dat verbeterde dempingseigenschappen bezit, en toch zijn stijfheid behoudt. Dit doel wordt bereikt doordat de band een dunne visco-elastische laag omvat voor het dissiperen van trillingen die afkomstig zijn uit het contact van het wiel van het spoorwegvoertuig met een spoorwegstaaf.

25 In het spoorwegwiel volgens de uitvinding, wordt visco-elastisch materiaal toegepast dat onder afschuiving de energie dissipeert. In het bijzonder wordt daardoor trillingsenergie snel uitgedempt ondanks de kleine dikte van de laag. Die dikte is een ordergrootte kleiner dan de dikte van de band.

Volgens de uitvinding wordt de visco-elastische laag belast onder afschuiving 30 in de omtreks- (tangentiale) richting, hetgeen de vereiste relatieve verplaatsingen verschaft in de rubberlaag voor het verkrijgen van de gewenste dempingseigenschappen.

10089661 2

Bij voorkeur is de visco-elastische laag cirkelvormig en concentrisch met betrekking tot de band. De laag bezit derhalve een eenvoudig en duidelijk ontwerp, waardoor een verhoudingsgewijze goedkope en eenvoudige vervaardiging van het wiel mogelijk is.

5 Teneinde de demping te optimaliseren, bevindt de visco-elastische laag zich op een afstand van de diepte waar de maximale afschuiving optreedt die voortvloeit uit het contact tussen de band en de spoorstaaf. De te kiezen positie hangt af van de wielbelasting, welke de afschuifspanning op elke diepte bepaalt, en de vermoeiingssterkte van het visco-elastische materiaal.

10 Die diepte wordt gekozen als een compromis tussen de levensduur van de lager, en de vereiste hoeveelheid gedissipeerde energie. Die dissipatie en vermoeiing worden beheerst door de afschuifspanningen waaraan de visco-elastische laag wordt onderworpen. Aldus kan de demping worden ingesteld in afhankelijkheid van het toepassingsgebied, als compromis tussen levensduur en trillingsreductie.

15 Verder kunnen tenminste twee lagen visco-elastisch materiaal worden toegepast.

De uitvinding zal verder worden beschreven onder verwijzing naar een voorbeeld van een wiel voor een spoorwegvoertuig volgens de uitvinding, zoals weergegeven in de figuren.

20 Figuur 1 toont een radiale dwarsdoorsnede van het wiel voor een spoorwegvoertuig volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een axiaal aanzicht van een deel van het wiel volgens figuur 1.

Het in figuur 1 weergegeven wiel 1 voor een spoorwegvoertuig omvat een naaf 2 en een band 3 die onderling zijn verbonden door middel van een 25 verbindingsschijf 13. De band 3 bezit een naar binnen stekende richel 4, die samen met een klemring 5 de vereiste bevestiging verschaft tussen de band 3 en de verbindingsschijf 13.

De band 3 draagt een flens 6, ter geleiding van het wiel voor het spoorwegvoertuig met betrekking tot de rail 7.

30 Volgens de uitvinding bezit de band 3 een dunne laag uit een visco-elastisch materiaal, op een afstand van zijn roloppervlak 9.

1008966 i 3

In de weergegeven uitvoering is de visco-elastische laag 8 bedekt door middel van een stalen ring 10, die met één zijvlak rust op een verlengingsoppervlak 11 van flens 6.

In het axiale aanzicht van figuur 2 is een deel van het wiel voor een 5 spoorwegvoertuig weergegeven, samen met een deel van de spoorstaaf 7. Tevens is een schematische weergave 12 opgenomen van de schuifspanningsverdeling in de dikte van het wiel, beginnend bij zijn roloppervlak 9. Op de diepte dl, is de afschuifspanning op een maximum, doch de visco-elastische laag 9 bevindt zich op een afstand d2.

10 Op de positie d2 zijn de afschuifspanning iets lager, en daardoor is het dempingeffect, dat resulteert uit de vervormingen van de visco-elastische lager 8 tengevolge van de afschuifspanningen, is daardoor wat lager. Aan de andere kant wordt het visco-elastische materiaal 8 blootgesteld aan minder zware afschuifbelastingen, hetgeen gunstig is voor een langere levensduur.

15 Aldus is de diepte d2 waarop zich de laag visco-elastisch materiaal 8 bevindt, gekozen als een compromis tussen optimale demping en vermoeiingslevensduur.

1QCCSGÜ i

Claims (7)

1. Wiel (1) voor een spoorwegvoertuig, omvattende een naaf (2) en een band (3) die een flens (6) draagt, welke naaf (2) en band (3) onderling zijn verbonden door 5 middel van een schijf (13) of een aantal spaken, met het kenmerk, dat de band (3) een dunne visco-elastische laag (8) omvat voor het dissiperen van trillingen die afkomstig zijn uit het contact van het wiel (1) van het spoorwegvoertuig met een spoorwegstaaf (7).

2. Wiel voor een spoorwegvoertuig volgens conclusie 1, waarbij de visco- elastische laag (8) cirkelvormig en concentrisch is met betrekking tot de band (3).

3. Wiel voor een spoorwegvoertuig volgens conclusie 1 of 2, waarbij de visco-elastische laag (8) zich op een afstand bevindt van de diepte waar de maximale 15 afschuiving optreedt die voortvloeit uit het contact tussen de band (3) en de spoorwegstaaf (7).

4. Wiel voor een spoorwegvoertuig volgens conclusie 3, waarbij de afstand van de visco-elastische laag (8) tot het roloppervlak (9) van de band is gekozen in 20 afhankelijkheid van de wielbelasting.

5. Wiel voor een spoorwegvoertuig volgens conclusie 3 of 4, waarbij de afstand tussen de visco-elastische laag (8) en het roloppervlak (9) van de band (3) is gekozen in afhankelijkheid van de vermoeiingssterkte van het visco-elastische 25 materiaal.

6. Wiel voor een spoorwegvoertuig volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij tenminste twee lagen visco-elastisch materiaal zijn toegepast.

7. Wiel voor een spoorwegvoertuig volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de dikte van de visco-elastische laag (8) van een kleinere ordegrootte is dan de dikte van de band (3). 1008966 1