Lärmminderung bei Schienenfahrzeugen durch Maßnahmen am Rad
Erstellt am: 27.06.2003 | Stand des Wissens: 05.12.2024
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechperson
TU Dresden, Professur für Integrierte Verkehrsplanung und Straßenverkehrstechnik, Prof. Dr.-Ing. Regine Gerike
Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH
Als Ansatzpunkt für Maßnahmen zur Schallemissionsminderung am Fahrzeug stellt das Rad eine wichtige Größe dar (Stat474). Insbesondere können zwei Strategien der Lärmbekämpfung identifiziert werden:
- Reduktion der Schallabstrahlungen des Rades durch geeignete Dämpfer
- Veränderungen der Radform (schalloptimierte Räder)
Radschallabsorber
Ein rollendes Rad wird durch ständige elastische Verformung zu Eigenschwingungen angeregt, die Schallabstrahlungen zur Folge haben. So genannte Radabsorber dämpfen diese Eigenschwingungen. In verschiedenen Studien konnten Schallpegelsenkungen im Bereich von 4 bis 8 Dezibel(A) ermittelt werden. [HeRu00, S. 13; Veng99, S. 341] Bei den Versuchen im Rahmen des Projekts "Low Noise Train" konnten, bei gleichzeitiger Anwendung der K-Sohle, mit Radschallabsorbern Pegelreduktionen von lediglich unter 2 Dezibel erzielt werden. [BaPr09, S. 622]
Radabsorber bestehen aus Stapeln von festen, schweren Metallplatten, welche durch elastische, leichte Elastomerschichten voneinander getrennt werden. Abbildung 1 zeigt beispielhaft Radschallabsorber der Firma "Schrey und Veit". Das Grundprinzip ist die Umwandlung von Schwingungsenergie in Wärmeenergie, deren Resultat eine Dämpfung des Rades darstellt. Besonders das Kurvenquietschen kann durch optimal eingestellte Radabsorber deutlich verringert werden. Negative Auswirkungen ergeben sich aus der ungefederten Radsatzmasse, welche sich unter Verwendung von Radabsorbern um etwa 20 Prozent erhöht.
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Bei Wagen mit Klotzbremsen sind Radabsorber nur bedingt einsetzbar. Die im Rahmen von Bremsvorgängen hervorgerufene Raderwärmung kann das Absorptionsmaterial beschädigen. [HeRu00, S. 13] Für den Einsatz zusammen mit sogenannten Komposit-Bremssohlen wurden daher besondere Schallabsorber entwickelt, die mit einer zusätzlichen, temperaturbeständigen Isolierung ausgestattet sind [VeVe07].
Radform
Reisezug- und Güterwagen sind mit bis zu acht Rädern ausgestattet. Durch den Rad-Schiene-Kontakt zu Schall abstrahlenden Schwingungen angeregt, stellen sie eine große Geräuschemissionsfläche dar. Angesichts der Tatsache, dass sich die Anzahl der Räder zumeist nicht reduzieren lässt - beispielsweise wegen der begrenzten Radsatzlast - sind geräuscharme Radformen ein wichtiges Forschungsfeld [ScBe03, S. 42]. Bereits Anfang der 1990er Jahre konnte durch Radformoptimierung ein Potenzial zur Lärmsenkung von 6 Dezibel(A) identifiziert werden. Die Entwicklungen konzentrierte sich dabei jedoch zunächst auf Räder von Reisezugwagen [HeRu00, S. 17]
Im Rahmen des EU-Projekts "Silent Freight" wurden darüber hinaus verschiedene Gestaltungsoptionen für Räder von Güterwagen untersucht [RaVi04, S. 479 f.]. Allerdings ist die schalltechnisch optimierte Form der Räder meist konträr zu der Form, die nach Betriebsfestigkeit erforderlich ist. Klotzgebremste Räder erfordern zum Beispiel einen elastisch ausgebildeten Radscheibenverlauf, hingegen schalltechnisch optimierte Räder gerade Radscheibenformen. [FeMu11, S. 50]