BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein geräuschgedämpftes Schienenrad, dessen Radkranz oder Radreifen am Innenumfang segmentartig aufgebaute Dämpfungsglieder aufweist.
Im Stand der Technik sind verschiedene Konstruktionen geräuschgedämpfter Schienenräder bekannt. Diese Dämpfungsglieder, auch Absorber genannt, haben insbesondere den Zweck, bei Schienenrädern die Quietschgeräusche in Kurven und die Rollgeräusche auf graden Strecken zu reduzieren.
Aus der DE-OS 3120068 sowie der DE-OS 3119959 sind Konstruktionen mit einem ringförmigen Dämpfungsglied bekannt.
In der DE-OS 3120068 bestehen die Dämpfungsglieder aus im Radkranz oder in der Radfelge koaxial angeordneten Ringen, die geschlossen oder geschlitzt sind oder aus einzelnen Segmenten zusammengesetzt werden. In das Dämpfungsglied wird innen ein geschlossener oder geschlitzter Spann- oder Spreizring eingesetzt, wobei letzterer auch aus segmentartigen Abschnitten bestehen kann.
In den Radkranz kann auch ein Haltering eingesetzt sein, so dass das Dämpfungsglied dann zwischen dem Haltering und dem Spannoder Spreizring angeordnet ist.
Die Ausführungsform gemäss der DE-OS 3119959 weicht von der zuvor beschriebenen Konstruktion im wesentlichen nur dadurch ab, dass das Dämpfungsglied aus zwei übereinander angeordneten Bändern besteht, die zu einer Spirale gewickelt werden.
Diese Konstruktionen haben jedoch den Nachteil, dass das Vorspannen der Dämpfungsglieder beim Montieren erfolgen muss, so dass die Montage relativ zeitaufwendig ist.
Aus der DE-AS 28 16561 ist ein geräuschgedämpftes Schienen- rad bekannt, bei welchem die sogenannten Resonanzabsorber segmentartig ausgebildet und auf dem Radumfang mehrere verteilt angeordnet sind. Die Befestigung der einzelnen Absorber erfolgt mit Schrauben an einem Ring, der in einer Ausdrehung des Überganges Radscheibe/Radkranz bzw. Radfelge eingeschrumpft ist. Dabei muss das Rad durch Wärmen aufgeweitet werden, um den Ring einschrumpfen zu können. Diese Konstruktion hat den Nachteil, dass zwecks Montage der Absorber sogar der ganze Radsatz aus- und wieder eingebaut werden muss, so dass die Montage ausserordentlich zeitaufwendig ist.
Aus der DE-PS 3033246 ist ferner ein schwingungsgedämpftes Schienenrad bekannt, welches ebenfalls auf dem Radumfang verteilt mehrere segmentartige Dämpfungsglieder aufweist. Zu deren Befestigung ist in dem Radkranz bzw. in der Radfelge eine umlaufende hinterschnittene Nut eingedreht, in welcher sich die Köpfe der Schrauben befinden, mit denen die Dämpfungsglieder gehalten werden. Dabei ist dann mindestens an einer Stelle des Umfangs die Nut so erweitert, dass die Schraubenköpfe in die Nut eingefädelt werden können. Diese Konstruktion hat jedoch den Nachteil, dass sie sich nur für klotzgebremste Räder einsetzen lässt, das Rad mit einer besonderen Rille versehen werden muss und die Montage und Demontage der Absorber, von denen auf dem Umfang immer mehrere angeordnet sind, zeitaufwendig ist.
Ausserdem ist die Konstruktion bei altbrauchbaren Rädern nicht ohne weiteres einsetzbar, weil an diesen Rädern die Rille fehlt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein geräuschgedämpftes Schienenrad der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Dämpfungs- und Befestigungseinrichtungen vor ihrer Montage am Rad bereits so weit vormontiert sind, dass sie am Rad nur noch gespannt zu werden brauchen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass a) die Dämpfungsglieder an Segmenten eines Ringes befestigt sind, b) die Segmente in den Innenumfang des Radkranzes oder Radreifens eingesetzt sind, und c) durch mindestens ein Spreizorgan zu einem die Dämpfungsglieder tragenden Ring verspannt sind.
Es ist zwar an sich bereits bekannt, bei geräuschgedämpften Schienenrädern aus Segmenten bestehende Spreizringe zu verwenden (DE-OS 3119959 und DE-OS 3120068), doch sind die Spreizringe bei diesen Konstruktionen innen in das ringförmig umlaufende Dämpfungselement eingesetzt, und sie haben die Aufgabe, die radiale Vorspannung des Dämpfungsgliedes zu erzeugen.
Bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgedankens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Befestigungs- und Dämpfungsglieder vorzugsweise aus zwei etwa halbkreisförmigen Bauelementen bestehen können, so dass schon durch die zweigeteilte Ausbildung besondere Montagevorteile gegeben sind, die Bauelemente können nämlich fertig vormontiert und dabei sehr genau auf die ge wünschten Dämpfungswerte eingestellt werden, so dass auch die Einstellbarkeit wesentlich verbessert ist. Die einzelnen Elemente der Dämpfungsglieder brauchen lediglich auf entsprechenden Vorrichtungen mit den Segmenten unter Vorspannung vernietet zu werden.
Ausserdem werden die Dämpfungsglieder mit der Befestigungseinrichtung vorher praktisch bereits als komplette segmentartige Bausätze hergestellt, so dass das Anbringen an den Fahrzeugen innerhalb kürzester Zeit und somit mit relativ geringen Kosten möglich ist. Die Anbringung am Fahrzeug bedarf auch keinerlei Änderungen bzw. Vorbereitungsarbeiten an den Rädern, was die Montagezeiten ebenfalls wesentlich reduziert.
Die Segmente des Spreizringes müssen auch nicht mehr abgedreht werden, sondern es genügt, wenn diese aus gezogenem Material bestehen und auf einer Kaltwalze gebogen werden, was ebenfalls zu einer erheblichen Kostenreduzierung beiträgt. Dadurch konnten allein die Fertigungskosten schon um ca. 40% reduziert werden.
Durch die besonders vorteilhafte Montage entstehen für die Fahrzeuge praktisch auch keine Stillstandszeiten mehr, und es ist auch eine Montage bzw. Demontage bzw. ein Auswechseln auf offener
Strecke in kürzester Zeit möglich.
Die Dämpfungseinrichtung kann auch entweder nur aussen oder nur innen oder sowohl aussen als auch innen am Rad angeordnet werden, weil die Einrichtung geteilt ist, so dass sie also auch auf der Seite der Achse völlig problemlos anbringbar ist.
Durch die im wesentlichen etwa tangentiale Krafteinwirkung der Kloben auf die Spreizringsegmente wird ereicht, dass diese etwa wie nach einer Einschrumpfung durch Unterkühlen am Radkranz bzw.
am Radreifen mit radialen Druckspannungen anliegen.
Der Kunststoff für die Dämpfungsglieder besteht in an sich bekannter Weise aus nicht dauerelastischen Thermoplasten.
Die schnelle Montierbarkeit der Absorbervorrichtungen an den Rädern erweist sich insbesondere auch bei Messversuchen als sehr vorteilhaft, weil diese praktisch ohne Stillstandszeiten durchführbar sind. Mit dem geteilten Absorber ist es zum Beispiel möglich, bei Messverfahren morgens Basismessungen und infolge der schnellen Montagemöglichkeit der Absorber am eingebauten Radsatz bereits nachmittags Schallminderungsmessungen durchzuführen. Dadurch werden die Kosten für Messungen ebenfalls erheblich reduziert.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsfonn der Erfindung wird die Konstruktion nur auf einer Seite des Rades angebracht.
Da an den Rädern keinerlei Vorbereitungsarbeiten erforderlich sind, kann die erfindungsgemässe Konstruktion auch ohne weiteres an altbrauchbaren Rädern eingesetzt werden. Ausserdem ist diese Konstruktion auch für hohe Geschwindigkeit gut geeignet.
Die Form der Kloben hat weiterhin den Vorteil, dass die Kraft übertragung nicht über eine Schweissnaht erfolgt, sondern der Kloben die Segmente des Spreizringes drückt.
Die Erfindung ist anhand dreier Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, im einzelnen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Vollrad,
Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein( bereiftes Rad,
Fig. 3 eine teilweise Ansichts-/Querschnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Befestigung eines Dämpfungsgliedes am Schienenrad,
Fig. 3a einen Querschnitt durch die Darstellung in Fig. 3 entsprechend der Schnittlinie III-III,
Fig. 4 eine teilweise Ansichts-/Querschnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Befestigung eines Dämpfungsgliedes am Schienenrad,
Fig. 4a einen Querschnitt durch die Darstellung in Fig. 4 gemäss Schnittlinie IV-IV,
Fig. 5 eine teilweise Ansichts-/Querschnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Befestigung eines Dämpfungsgliedes am Schienenrad,
Fig.
5a einen Querschnitt durch die Darstellung in Fig. 5 gemäss Schnittlinie V-V.
Gemäss Fig. list der Radkranz 1 des Vollrades mit einer Ausdrehung 2 versehen, die zum Spannen des Rades beim Bearbeiten dient und in welche die zu einem Ring zu verspannenden Segmente 3 eingelassen sind. An den Segmenten 3 ist innen jeweils das ringsegmentförmige Dämpfungsglied 4 befestigt, welches abwechselnd aus Metall und Kunststoffmaterial besteht. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgedankens befindet sich eine derartige Dämpfungseinrichtung nur an einer Seite des Schienenrades, was im wesentlichen dadurch begründet ist, dass die Anbringung auf beiden Seiten praktisch keine nennenswerten Vorteile in bezug auf die Geräuschdämpfung bringt, jedoch eine Verdoppelung der Kosten bedeutet.
Technisch ist es jedoch kein Problem, die Dämpfungseinrichtung entweder nur aussen oder nur innen oder sowohl aussen als auch innen am Rand zu befestigen, weil die Einrichtung geteilt ist, so dass sie also auch innen, wo sich die Achse befindet, völlig problemlos anbringbar ist. Die Befestigung der geschichteten Dämpfungsglieder 4 an den Segmenten 3 erfolgt mit Hilfe von Nieten 5. Diese Nieten besorgen auch die Vorspannung der Schichten der Dämpfungsglieder.
In Fig. 2 ist der Radreifen mit 6 und der Scheibenradkörper mit 7 bezeichnet. Der Radreifen weist auf einer Seite eine ringförmige Schulter 8 auf, an welcher sich der Scheibenradkörper 7 abstützt, der auf der anderen Seite wiederum von einem Sprengring 9 formschlüssig gehalten wird. An der ringförmigen Schulter 8 des Reifens 6 werden die Segmente 3 gehalten, an denen innen wiederum das Dämpfungselement 4 mit Nieten 5 befestigt ist.
In Fig. 3 ist nur ein Teil der beiden Segmente des Spreizringes sowie der beiden Segmente des Dämpfungsgliedes dargestellt, welche insgesamt zu einem Kreisring verspannt werden. In dieser Zeichnung sowie in der Fig. 4 ist jedoch im wesentlichen lediglich der Bereich dargestellt, in welchem die Befestigung der Segmente 3 am Radkranz bzw. am Radreifen erfolgt.
Die Darstellung in diesen Fig. 3 und 4 zeigt den Radkranz bzw.
den Radreifen selbst nicht, um die Übersichtlichkeit der Darstellung zu wahren. Die Anordnung am Radkranz bzw. am Radreifen ist auch besonders anschaulich bereits aus den Fig. 1 und 2 zu sehen.
Das Segment des Spreizringes ist mit 3 und das Dämpfungsglied mit 4 bezeichnet. Jedes Segment 3 des Spreizringes weist an seinen Enden einen Kloben 10 auf, der ein wesentlicher Bestandteil der Be festigungseinrichtung ist, weil er mehrere Aufgaben übernimmt. Der Kloben 10 hat eine etwa trapezförmige Grundform, wobei die schmale Seite 11 innen und die breite Seite 12 aussen angeordnet ist.
An der breiten Seite 12 ist im Bereich des Segmentes 3 eine Aussparung 13 vorgesehen, in welche das Segment 3 formschlüssig eingreift.
Das Segment ist am Kloben 10 innen mit der Schweissnaht 14 und aussen mit der Schweissnaht 15 befestigt.
Die Schräge 16 des Klobens, an welcher das geschichtete Dämpfungsglied anliegt, ist so geneigt, dass die einzelnen Lagen des Dämpfungsgliedes 4 alle eine gleiche Länge aufweisen, so dass diese also nicht durch den kleiner bzw. grösser werdenden Radius bedingt in verschiedenen Längenabmessungen zur Verfügung stehen müssen, sondern eine einzige Länge für jede beliebige Lage passend ist. Der Unterschied im Umfang auf den verschiedenen Radien wird also durch diese Abschrägung ausgeglichen. In der Schnittdarstellung im unteren Bereich der Fig. 3 ist dieses besonders erkennbar.
Wie sich aus Fig. 3a ergibt, wird das geschichtete Dämpfungsglied 4 mit Hilfe eines Niets am Segment 3 gehalten. Ausserdem dient der Niet 5 zur Erzeugung der Vorspannung des Dämpfungsgliedes 4.
Die beiden, einander gegenüberliegenden Flächen der benachbarten Kloben 10 sind so abgeschrägt, dass der Zwischenraum zwischen den beiden Kloben in Richtung auf die Mitte des Rades keilförmig erweitert wird. In diesen Zwischenraum wird als Spreizorgan 17 ein Keil hineingedrückt, der die Segmente 3 des Spreizringes im wesentlichen tangential spannt, so dass diese radial gegen das Rad oder den Reifen des Schienenrades gedrückt werden. Dieser Keil weist zwei seitliche Flansche 18 auf, die die Kloben 10 überlappen.
Die Flansche 18 sind mit Durchgangsbohrungen 19 zum Durchführen von Schrauben 20 versehen. Diese Schrauben 20 sind im Gewinde der Durchgangsbohrungen 21 der Kloben 10 verankert.
Unter den Köpfen der Schrauben 20 befindet sich jeweils z. B. eine Unterlegscheibe 30.
Das in Fig. 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel weicht von dem in Fig. 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen nur durch die Art des Spreizens der Segmente 3 des Spreizringes ab. Aus diesem Grunde sind die mit Fig. 3 identischen Bestandteile hier im einzelnen nicht noch einmal beschrieben, sondern lediglich mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Die Beschreibung gilt hier also entsprechend. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die einander gegenüberliegenden Flächen der Kloben 10 so abgeschrägt, dass der von beiden Kloben gebildete Zwischenraum sich in Richtung auf die Mitte des Rades verjüngt, und die beiden Kloben 10 sind innen jeweils mit einer Aussparung 22 versehen, in der sich eine Platte 23 abstützt.
In der keilförmigen Öffnung befindet sich auch hier als Spreizorgan 17 ein Keil, in welchem die durch die Durchgangsbohrung der Platte 23 hindurchgeführte Schraube 24 verankert ist, was durch Einschrauben in die Gewindebohrung 25 erfolgt. Die Platte 23 selbst ist an den Kloben mit Hilfe von Schrauben 26 befestigt, die durch die Durchgangsbohrungen der Platte 23 hindurchgreifen und in mit Gewinde versehenen Bohrungen 27 der Kloben verankert sind. Die Köpfe der Schrauben 24 und 26 sind gegen Lösen mit formschlüssigen Sicherungen 28 versehen. Bei dieser Konstruktion wird der Keil also in den keilförmigen Zwischenraum zwischen den beiden benachbarten Kloben 10 hineingezogen.
In Fig. 4 ist die zweite Schraube 26 für die Befestigung der Platte 23 am oberen Kloben 10 lediglich symbolisch durch eine Mittellinie 29 dargestellt.
Fig. 4a zeigt auch hier wiederum, wie das geschichtete Dämpfungsglied 4 am Segment des Spreizringes mit Hilfe von Nieten 5 befestigt ist. Mit dieser Befestigung zusammen erfolgt auch hier das Vorspannen.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 5 kann ebenfalls sowohl bei Vollrädern gemäss Fig. 1 als auch bei bereiften Rädern gemäss Fig. 2 zur Anwendung kommen.
In Fig. 5 ist ebenfalls nur ein Teil der beiden Segmente 3 des Spreizringes sowie der beiden Segmente des Dämpfungsgliedes 4 dargestellt, welche insgesamt zu einem Kreisring verspannt werden.
In dieser Zeichnung ist jedoch im wesentlichen lediglich der Bereich dargestellt, in welchem die Befestigung des Segmentes 3 des Spreizringes am Radkranz bzw. am Radreifen erfolgt.
Die Darstellung in Fig. 5 zeigt den Radkranz bzw. den Radreifen selbst nicht, um die Übersichtlichkeit der Darstellung zu wahren.
Die Anordnung am Radkranz bzw. am Radreifen ist auch besonders anschaulich bereits aus den Fig. 1 und 2 zu sehen.
Das Segment des Spreizringes ist mit 3 und das Dämpfungsglied mit 4 bezeichnet. Jedes Segment 3 des Spreizringes weist an seinem Ende einen Kloben 10 auf, der ein wesentlicher Bestandteil der Befe stigungseinrichtung ist, weil er mehrere Aufgaben übernimmt. Der Kloben 10 hat eine etwa trapezförmige Grundform, wobei die schmale Seite 11 innen und die breite Seite 12 aussen angeordnet ist.
An der breiten Seite 12 ist im Bereich des Segmentes 3 des Spreizringes eine Aussparung 13 vorgesehen, in welche das Segment 3 des Spreizringes formschlüssig eingreift. Das Segment 3 ist am Kloben 10 innen mit der Schweissnaht 14 und aussen mit der Schweissnaht 15 befestigt.
Die Schräge 16 des Klobens, an welcher das geschichtete Dämpfungsglied anliegt, ist so geneigt, dass die einzelnen Lagen des Däm pfungsgliedes 4 alle eine gleiche Länge aufweisen, so dass diese also nicht durch den kleiner bzw. grösser werdenden Radius bedingt in verschiedenen Längenabmessungen zur Verfügung stehen müssen, sondern eine einzige Länge für jede beliebige Lage passend ist. Der Unterschied im Umfang auf den verschiedenen Radien wird also durch diese Abschrägung ausgeglichen. In der Schnittdarstellung im oberen Bereich der Fig. 5 ist dieses besonders erkennbar.
Die beiden, einander gegenüberliegenden Flächen der benachbarten Kloben 10 sind im wesentlichen parallel ausgebildet, wobei ein Zwischenraum belassen wird. In diesem Zwischenraum befindet sich das Spreizorgan 17, welches die Segmente 3 des Spreizringes im wesentlichen tangential spannt, so dass dessen Elemente radial gegen den Radkranz oder den Radreifen des Schienenrades gedrückt werden.
Das Spreizorgan 17 besteht aus folgenden Elementen: Schrauben mit Zapfen am Kopf 31, Mutter 32 und Sicherungsblechen mit Lappen 33.
In die Bohrung 34 des einen Klobens 10 ist ein Zapfen eingelassen, der auf dem Kopf der Schraube 31 sitzt und zusammen mit der Schraube 31 ein gemeinsames Teil bildet, so dass es sich bei der Schraube 31 also nicht um eine Normschraube handelt. Dieser Zapfen soll die Schraube 31 an diesem Ende formschlüssig am Kloben 10 halten. Es muss aufjeden Fall vermieden werden, dass das Spreizorgan 17 herausfallen kann, weil dann der gesamte Absorber vom Rad abfallen würde. Unter dem Kopf der Schraube 31 befindet sich ein mit der Bezugszahl 33 versehenes Sicherungsblech mit Lappen.
Die Bohrung 35 in dem gegenüberliegenden Kloben 10 ist tiefer gebohrt als die Bohrung 34 und mit Gewinde versehen, weil der Bolzen der Schraube 31 hier zum Spannen der Segmente 3 des Spreizringes eingeschraubt wird. Vor dieser Bohrung befindet sich eine Mutter 32 und ein Sicherungsblech 33, welches mit einem Lappen versehen ist.
Wie sich aus Fig. 5a ergibt, wird das geschichtete Dämpfungsglied 4 mit Hilfe eines Niets am Segment 3 des Spreizringes gehalten.
Ausserdem dient der Niet 5 zur Erzeugung der Vorspannung des Dämpfungsgliedes 4.