<Desc/Clms Page number 1>
L'invention est relative à une suspension hydro-pneumatique pour véhicules, tout particulièrement véhicules sur raila.
Il est connu de suspendre à l'aide de lames de ressort et de maiL- lons élastiques des véhicules sur rails à deux axes de manière à s'opposer aux chocs verticaux et horizontaux et il eat également connu de disposer des véhicules sur rails à, plusieurs axes sur des bogies qui sont suspendus de ma- nière appropriée. Lorsqu'il s'agit de déviations horizontales de la partie suspendue du véhicule sur rails, il se forme des forces de rappel actives dans les maillons élastiques en raison de ce type do suspension.
La durée des oscillations de la partie suspendue du véhicule est approximativement indépendante de la masse du véhicule et presque uniquement fonction de la
<Desc/Clms Page number 2>
longueur du maillon élastique. En. outre, on connaît des ressorts à air pour des véhicules dans lesquels des matelas d'air sont disposés en forme d'anneau qui, en raison de leur forme, amortissent les forces verticales et, dans une cer- taine mesure, également les forces horizontales, afin d'amortir les chocs ho- rizontaux et de limiter les mouvements transversaux de la partie suspendue.
Les suspensions connues exigent un espace condidérable. Leurs pointa d'articulation sont souvent très éloignés les uns des autres. Cependant, lors- qu'il s'agit de roues de roulement de petit diamètre qui, actuellement, sont utilisées tout particulièrement pour des trains à plateforme, il est essentiel que les suspensions n'occupent qu'un espace restreint.
Si, avec des ressorts mécaniques et afin d'accroître le comfort du roulement, il faut obtenir des caractéristiques doucement élastiques, la course du ressort doit être considérablement plus grande que celle admise par la zone maximum du réglage en hauteur.
De plus, lorsqu'il s'agit de véhicules sur rails modernes, il faut ajouter le fait qu'en raison de la construction légère, la différence de poids entre des véhicules vides et des véhicules chargés s'accroît de plus en plus par rapport au poids total, de manière que lorsqu'il s'agit d'oscillations dé- pendant de la masse, ces dernières présentent dans les deux cas cités une fré- quence extrêmement différente.
L'invention vise à faire varier la valeur de suspension dp/ds de la suspension verticale et horizontale et de la rendre largement proportionnelle à la masse suspendue afin d'obtenir une action élastique maximum sous n'importe quelle charge, tout particulièrement également en ce qui concerne la suspension horizontale souvent négligée jusqu'à présent, ainsi qu'à procurer un comfort de roulement maximum tout en obtenant une petite course du ressort.
En outre, la suspension doit être exécutée d'une manière aussi peu encombrante et fermée que possible, tout en étant robuste et en procurant un maximum de sécurité de service. Sous forme d'un ensemble encastré, elle doit pouvoir être logée tant dans le palier de l'axe que dans le châssis même du véhicule; la disposition mentionnée en premier lieu présentant l'avantage que le palier même de l'axe reçoit tous les éléments élastiques nécessaires, tan- dis que la seconde disposition présente l'avantage que les éléments de la sus. pension même forment partie de la masse.suspendue.
<Desc/Clms Page number 3>
Le but visé par 1'invention est atteint du fait qu'une suspension hydro-pneumatique pour véhicules, tout particulièrement véhicules ferroviaires} est exécutée de manière que l'on prévoit des cellules de refoulement qui trans- forment les pression et chocs horizontaux et verticaux en pression de fluide qui est amenée à des éléments élastiques appropriés agissant progressivement, -tandis que les circuits de pression des cellules sont couplés. Le couplage des circuits de pression est réalisé de manière qu'il ne soit actif que dans Une z8ne de fréquence, choisie au préalable, des oscillations du véhicule.
Les cellules.de refoulement sont, de préférence, formées par des cylindres à pistons et sont reliées, de préférence, à deux emmagasineurs d'élasticité à courbe caractéristique élastique de-manière que dans la z8ne des faibles oscillations, la rigidité élastique dépende de la charge et, par conséquent, que la durée des oscillations soit approximativement indépendante de la masse, tandis que des amortisseurs sont prévus qui agissent fortement lorsqu'il s'agit d'oscillations plus importantes. Les amortisseurs peuvent être formés par des étrangleurs à section transversale réglable.
On peut pré- voir un amortisseur additionnel, sous forme de piston différentiel disposé dans la canalisation conduisant du cylindre vertical au cylindre horizontal et qui, au côté le plus grand, est soumis à la pression du ressort vertical et, au côté plus petit, à la pression du ressort horizontal. Le piston diffé- rentiel est maintenu dans la position centrale par des moyens appropriés. Une compensation lente de la pression est possible par l'intermédiaire de forages longitudinaux de diamètre relativement petit, et ce, tant que le piston dif- férentiel ne s'applique pas contre la face supérieure ou inférieure du cylindre qui l'entoure, application provoquée par une pression exagérée dans l'un des deux circuits de pression. Avantageusement les mouvements du piston différen- tiel sont amortis par des moyens quelconques, afin d'éviter tout flottement.
Les cylindres horizontaux et verticaux peuvent agir sur un ommagasineur d'élas- ticité commun ou séparé; cependant il faut toujours prévoir des commnications entre lea canalisations qui doivent être munies do moyens amortisseurs. En rai.- son des forces plus faibles qui se Manifestent, les cylindres horizontaux sont d'un diamètre réduit, tandis que les pistons, agissant dans ces cylindres, sont exécutés sous la forme de pistons étages afin d'obtenir un accroissement rapide de la rigidité élastique.
<Desc/Clms Page number 4>
Les éléments élastiques peuvent être formés par des matelas d'air.
EMI4.1
Additioilnellement on peut prévoir des ressorts à corps solide, sous forme de ressorts de compression ou de ressorts annulaires; cependant il faut veiller
EMI4.2
que la courbe caractéristique des .7pensions agissant en commun corresponde aux exigences posées. En tenant @@@@e d'une construction présentant un mini- mum d'encombrement, il est possible de prévoir un ressort à corps solide se présentant avantageusement, par exemple, sous la forme d'une colonne à res- sorts annulaires, entourant les cylindres verticaux.
Afin que la course du ressort soit.réduite malgré une suspension douce et afin de compenser des pertes dues aux fuites, on prévoit une poupe qui est, de préférence, actionnée depuis l'axe par l'intermédiaire d'un excen-
EMI4.3
trique, mais qui peut également avoir uu aotionneuent indépendant. Si la pompa est actionnée depuis l'axe, on peut prévoir additionneller:ent des récip¯¯enta sous pression afin de comr-cruer ravissement du véhicule par rapport 8.U 'b';r6 supérieur des rails lors d' w.c. charge croissante pendant les arrêta 1 p;r exem- ple lorsqu'il s'agit d'un trafic onlli1ms.
Lorsqu'il s'agit de transports de marchandises, une telle disposition nc sera généralement pas néceGG.:J.:i:"et ±'1J1:t.)ui. si la pompe est exécutée de iiai.-iire qu'elle puisse déjà âpres un court tr"ljut soulever le châssis du véhicule, même si Le dit châssis devait s'appliquer sur les rails après le chargement. La pompe est commandée par l'intermédiaire d'un
EMI4.4
tiroir qui est mû par le moavejicn.t relatif axe-châssis. Afin d'empêcher une in- version rapide dd la commande lors de chocs occasionnels, le tiroir de commande est avantageusement amorti par rapport au mouvement du châssis.
EMI4.5
Plusieurs formes d'exécution, dei;i:à,es à titre d'exemple non limita- tif, sont représentées aux decsi:3 annexés, dans lesquels! La fig. 1 est une 00U:]:'8 scuénrttrus d'une disposition suivant l'in- vention; pour des raisons de clarté, lus 1;;; IZ.Jacrasineu:rs d'élasticité étant dé- placés vers l'extérieur et le piston horizontal étant basculé de 90"
La fige 2 est une coupe horizontale de la disposition suivant l'in- vention au-dessus du support-axe.
EMI4.6
La fig. 3 est une coupa suivant la li,à.ne 111-111 de la fie. z.,
La fig. 4 est une coupe verticale dans le sens longitudinal du wagon d'une autro forme d'exécution de la disposition suivant l'invention.
<Desc/Clms Page number 5>
L'axe 27 s(appuie contre le châssis 1 du véhicule par l'intermédiaire d'un nombre approprié de ressorts en caoutchouc 2 et, de préférence, de deux bielles 3 à têtes à rotules. Les dites bielles reposent sur les pistons 0 qui glissent dans les cylindres 6 qui sont disposés sur le boîtier de palier de l'axe ou une partie de ce dernier. Afin d'obtenir une obturation étanche entre -les cylindres et les bielles 3, on prévoit les manchettes en accordéon 4 (fig.3).
Les pistons 5 portent des coussinets en caoutchouc qui empêchent tout endomma- gement lorsque le piston s'applique contre'le cylindre 6. Les cylindres 6 sont raccordés aux canalisations 8 qui sont reliées, par l'intermédiaire des étran- gleurs 9 à une canalisation commune 10. Depuis la canalisation 10 s'embranchent les canalisations 11 qui conduisent à des chambres de pression 12,, en forme de cylindre creux, dans le quelles des tiroirs à piston 13, munis de joints appro- priés, agissent sur des colonnes à ressorts 14 dont l'extrémité opposée s'appuie contre des obturations fixes des parois des cylindres.
La canalisation 10 ali-, mente également les canalisations 15 qui conduisent aux emmagasineurs d'éasti- cité 16 qui sont également remplis de fluide sous pression et contiennent, en outre, un volume d'air 17 qui, de préférence, est séparé par une vessie 18 du fluide sous pression.
Chaque cote longitudinal du véhicule porte, au moins, un cylindre horizontal, disposé perpendiculairement¯ par rapport au sens du roulement.. Le châssis 1 porte des bras 19, de rigidité appropriée, qui sont reliés, de préfé- rence par l'intermédiaire d'une éclisse mobile 20, aux pistons horizontaux 21 qui sont exécutés sous la forme de pistons étagés 22, 23 afin de permettre un accroissement rapide de la pression. La canalisation 25 conduit par l'intermé- diaire d'un étrangleur 26 depuis la chambre de pression 24 du cylindre horizon- tal jusqu'à la canalisation commune 10.
L'axe 27 du véhicule est disposé dans le boîtier du palier de l'axe par l'intermédiaire d'un roulement à billes 28 et reçoit un élément 29, disposé excentriquement, qui actionne le pilon 31 d'une pompe en opposition à la force du ressort 30. Le pilon 31 travaille dans une chambre de prussien 31a de la pompe et qui est découpée dans le boîtier de pompe 32. La chambre de pression 31a est reliée au réservoir 38 par l'intermédiaire de la soapape à bille 33.
En outre, la chambre do preosion µla est reliée par L'intar@édiaire d'une sou-
<Desc/Clms Page number 6>
pape à bille 34 et d'une canalisation 35 à un cylindre dans lequel glisse le tiroir de commande 41. La chambre de travail de la soupape de pression 34 est reliée au réservoir par une autre soupape à bille 36. Sur la partie du châssis 1, suspendue par les ressorts en caoutchouc 2, est articulé un piston de com- mande 37 qui, dans le boîtier 39 du tiroir de commande, agit contre un ressort 40. L'autre extrémité du ressort 40 s'appuie par l'intermédiaire d'un guidage et d'une pièce intermédiaire conique, contre le tiroir de commande 41 qui agit dans la chambre de cylindre 43 du bottier 39.
A son tour, le tiroir de commande 41 s'appuie contre le boîtier par l'intermédiaire d'un ressort 46. La paroi du boîtier porte une découpe circulaire 44 qui com@unique par une canalisation 45 avec la canalisation commune 10. Dans la partie inférieure du boîtier est pré- vue une ouverture 44a communiquant avec le réservoir 38.
Le dispositif décrit agit de la manière suivante :
Par l'interL.édiaire des cylindres verticaux 6 et des pistons 7, le poids du véhicule et de la charge comprime le fluide sous pression qui, à son tour, comprime les ressorts à corps solide 14 et le ressort d'air 17, de ce fait les chocs brusques sont amortis par les étrangleurs 9. Par l'intermédiaire de l'étrangleur 26, la pression agit simultanément sur le piston horizontal et la suspension adjointe à ce dernier, de manière que le ressort horizontal soit également indépendant de la masse et que, par conséquent, la durée des oscillations soit approximativement indépendante de la masse.
En combinant les ressorts mécaniques et à air, il est possible d'obtenir des courbes caractéris-. tiques élastiques qui indiquent une valeur élastique proportionnelle au charge- ment, Sans le terme valeur élastique il faut comprendre le quotient défféren- tiel d n/d s ; p étant la charge en kg et s la course du ressort en mètres. Etant donné que la valeur des oscillations propres est w2=c/m et lorsque de la masse est proportionnel à m, la valeur des oscillations propres reste constante avec toutes les charges.
Ceci n'est vrai essentiellement que pour las faibles oscillations qui ce manifestent dans la pratique,de manière que dans la pône dos faibles oscillations, d p/d s variable on soi, puisse 8tre considéré comme constant et comme constante de suspension c. L'étrangleur 26 doit empêcher que des chocs verticaux brusques n'entraînent également des oscillations horisontales. L'exé- cution du piston horizontal sous la forme de piston étagé garantit qu'avec des
<Desc/Clms Page number 7>
déviations latérales plus conséquentes, la contre-force s'accroît rapidement.
Etant donné qu'à chaque côté du wagon les pistons horizontaux travaillent en opposition, ils ne doivent agir que dans un seul sens afin de maintenir le véhicule.
Afin d'assurer la courte course prescrite du ressort, malgré la caractéristique doucement élastique choisie de préférence, on prévoit la pom- pe dont le tiroir de commande 42 est amorti par rapport aux mouvements du châs- sis de véhicule au moyen du ressort 40, afin d'empêcher que des chocs brusques agissent de sorte à amener du fluide sous pression dans le système.. Si le véhi- cule s'abaisse en raison de son chargement, le tiroir 41 abaisse son bourrelet 42 depuis la position représentée à la fig. 1. De ce fait, par 1''intermédiaire de la soupape 34, de la canalisation 35, de la chambre circulaire 44 et de la canalisation 45, le trajet vers la canalisation commune 10 est libéré et est alimenté en fluide sous pression par la pompe. La soupape 34 empêche un contre- courant du fluide.
Cependant si la pression devait s'accroître exagérément dans la chambre de travail de la soupape 34, le dit fluide peut s'écouler vers le réservoir par l'intermédiaire de la soupape de sécurité 36. Si le caisson du wagon est trop fortement soulevé en raison du déchargement, le tiroir de com- mande 41 se soulève avec son bourrelet 42 et libère, par l'intermédiaire de la chambre circulaire 44 et de l'ouverture 44a, le trajet depuis la canalisation 10 jusqu'au réservoir 38, et ce, par l'intermédiaire de la canalisation 45 et de la chambre circulaire 44. L'huile du réservoir est amenée à la chambre de pression 31a de la pompe par l'intermédiaire de la soupape 33. Dans les deux cas cités, l'huile est amenée au ou soutirée du circuit de pression jusqu'au moment où la position centrale voulue est atteinte.
La fig. 2 représente une coupe horizontale d'une disposition parti- culièrement avantageuse. Un boîtier commun 47 porte les cylindres verticaux 6 et les emmagasineurs d'élacticité 16. Il est possible de prévoir, d'une part, une communication directe 48 entre l'emmagasineur d'élasticité et le cylindre horizontal et, d'autre part, un autre raccord 10, muni d'étrangleurs 9, vers la canalisation 25 qui, à son tour, est reliée par l'intermédiaire d'un étran- gleur 26 à la chambre de pression 24 du cylindre horizontal).
Les figs. 3 et 4. reprépentent une autre forme d'exécution dans la- quelle un seul cylindre vertical 49 est prévu dans lequel a@it un piston. 5-
<Desc/Clms Page number 8>
Le boîtier du palier de l'axe peut être déplaçable verticalement par des guides 50. Une pompe, dont l'exécution est similaire à celle déjà décrite, est commandée par un tiroir 51 quest articulé à un des guides 50 et modifie sa position relative par rapport au bottier comme fonction de la différence en hauteur véhicule-axe. Le tiroir 51 actionne, par l'intermédiaire d'une pièce inclinée et à l'encontre de l'action d'un ressort 52, un piston de commande 53 qui commande l'arrivée de l'huile amenée par la pompe depuis le réservoir 54 jusque dans la chambre de pression 55 du cylindre vertical 49.
Des ressorts à air et à corps solide sont réunis dans un 'bottier commun 56, et ce, de manière que le fluide sous pression amenée, comprime, vers l'un des cotés, le volume de l'air et, vers l'autre côté et par l'intermédiaire d'un fond de piston 57, le ressort à corps solide 58,
Pour la suspension horizontale on prévoit une disposition à ressorts séparée dans laquelle le ressort à air 17 et le ressort à corps solide 60 sont réunis dans le 'boîtier 59, mais sont cependant séparés l'un de l'autre par un fond de piston 61. Dans les deux dispositions à ressorts on prévoit des étran- gleurs 62,63. Les deux circuits de pression sont en communication l'un avec l'autre.
A la place de l'étrangleur 26 de la disposition représentée à la fig. 1, on prévoit ici un piston différentiel 64 qui glisse dans un cylindre 65 et qui est maintenu dans la position centrale par des moyens quelconques con- nus, tels qu'un ressort 66; le dit piston différentiel divisant le cylindre 65 en deux chambres séparées 67 et 68. La seule communication directe entre les chambres 67 et 68 est formée par des canaux 69 qui sont forés dans le piston différentiel.
La chambre de cylindre 67, à section transversale plus grande, est reliée, d'une part, au système à ressorts 56 qui lui est adjoint par l'in- termédiaire de l'étrangleur 62 et, d'autre part, au cylindre vertical 49 par l'intermédiaire de la canalisation 70, tandis que la chambre de cylindre 68 à section transversale plus petite, est reliée au cylindre horizontal ot, en ou- tre, par l'intermédiaire de l'étrangleur 63, au système à ressorts 59 qui lui est adjoint.
Le piston différentiel môme porte à sa face frontale un pilon 71 qui tient, à son tour, un fond de piston 72 muni de forages 73 et qui se dé- place dans un cylindre 74 rempli d'huile.
<Desc/Clms Page number 9>
Le piston différentiel . sert, d'une part, à garantir qu'on accrois- sement de la pression dans le piston vertical en raison d'une masse plus gran- de, soit transmua -au système à ressorts horizontal, mais à empêcher, d'autre part, qu'il ne se manifeste des mouvements flottants, à savoir que des accrois- sements de la pression dans les deux sens ne soient transmis qu'à l'état amorti.- 'Enfin, lorsque le piston'est immobile, une lente compensation de la pression doit être possible, tandis que lors de chocs brusques, d'une force inusitée, il faut qu'aucune oompensation de la pression ne se produise.
Le piston différentiel agit de la manière suivantet
Etant donné que par des canaux 69 une lente compensation de la pres- si¯on est possible entre les pressions des deux emmagasineurs d'élasticité, le piston différentiel 64 même se trouve en permanence à la position centrale. Lors de l'apparition d'oscillations verticales ou horizontales, le piston différentiel 64 se déplace vers le haut ou vers le bas ; sa plus grande face étant orientée vers le cylindre vertical, tandis que sa plus petite face est orientée vers le cylindre horizontal. Lorsqu'il s'agit d'oscillations à amplitude normale, le piston différentiel ne s'applique pas contre son cylindre 65, de manière que la communication entre les deux chambres de pression reste établie en permanen- ce.
Par contre, si de très petites, mais très fréquentes différences de pression pouvant être considérées comme un flottement font leur apparition, l'amortisseur du piston différentiel entre en action.et, de ce fait, par exemple une succes- sion rapide de chocs verticaux ne peut pas influencer la suspension horizontaleo
Cependant, lorsque la pression s'accroît d'une manière brusque et d'une impor- tance exagérée, le piston différentiel est d'abord amorti par son amortisseur mais exécute cependant un mouvement d'une ampleur telle qu'il s'applique con- tre le haut ou contre le bas du cylindre et obture ainsi même les petitès ouver- tures 69, de ce fait toute communication entre les deux systèmes à ressorts est interrompue.
Il est possible de procéder à une série de modifications des carac- téristiques accessoires sans s'écarter de l'idée de l'invention. Par exemple, le'nombre dos emmagasineurs d'élasticité et des pistons peut être modifié. Leur disposition peut être différente. Il est également possible de prévoir addition- nellement des récipients nous pression et le dispositif même peut être monté partiellement sur le palier de l'axe et partiellement sur le caisson du wagon.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a hydro-pneumatic suspension for vehicles, very particularly vehicles on raila.
It is known to suspend vehicles on two-axle rails using leaf springs and elastic gates so as to resist vertical and horizontal shocks and it is also known to have vehicles on rails at, several axles on bogies which are appropriately suspended. In the case of horizontal deviations of the suspended part of the vehicle on rails, active restoring forces are formed in the elastic links due to this type of suspension.
The duration of the oscillations of the suspended part of the vehicle is approximately independent of the mass of the vehicle and almost entirely a function of the
<Desc / Clms Page number 2>
elastic link length. In. Furthermore, air springs are known for vehicles in which air mattresses are arranged in the form of a ring which, by virtue of their shape, dampen vertical forces and, to a certain extent, also horizontal forces. , in order to absorb horizontal shocks and limit transverse movements of the suspended part.
The known suspensions require a condiderable space. Their articulation points are often very far from each other. However, when it comes to running wheels of small diameter which at present are used especially for platform trains, it is essential that the suspensions occupy only a small space.
If, with mechanical springs and in order to increase the comfort of the ride, it is necessary to obtain gently elastic characteristics, the stroke of the spring must be considerably greater than that allowed by the maximum zone of the height adjustment.
In addition, when it comes to modern rail vehicles, it must be added that due to the light construction, the weight difference between empty vehicles and loaded vehicles is increasing more and more compared to to the total weight, so that when it comes to mass-dependent oscillations, the latter present in the two cases cited an extremely different frequency.
The invention aims to vary the suspension value dp / ds of the vertical and horizontal suspension and to make it largely proportional to the suspended mass in order to obtain maximum elastic action under any load, especially also in this regard. which concerns the horizontal suspension often neglected until now, as well as to provide maximum ride comfort while obtaining a small spring stroke.
In addition, the suspension must be executed in a manner that is as space-saving and closed as possible, while being robust and providing maximum operational safety. In the form of a built-in assembly, it must be able to be accommodated both in the bearing of the axle and in the chassis of the vehicle itself; the first-mentioned arrangement having the advantage that the bearing of the axle itself receives all the necessary elastic elements, while the second arrangement has the advantage that the elements of the upper. pension itself form part of the suspended mass.
<Desc / Clms Page number 3>
The object of the invention is achieved by the fact that a hydro-pneumatic suspension for vehicles, especially railway vehicles} is produced in such a way that delivery cells are provided which transform the horizontal and vertical pressures and shocks. in fluid pressure which is brought to suitable elastic elements acting progressively, while the pressure circuits of the cells are coupled. The coupling of the pressure circuits is carried out in such a way that it is only active in a frequency zone, chosen beforehand, of the oscillations of the vehicle.
The discharge cells are preferably formed by piston cylinders and are preferably connected to two elasticity stores with elastic characteristic curve so that in the area of small oscillations the elastic stiffness depends on the load and, consequently, that the duration of the oscillations is approximately independent of the mass, while shock absorbers are provided which act strongly in the case of larger oscillations. The shock absorbers can be formed by throttles with adjustable cross section.
An additional shock absorber can be provided, in the form of a differential piston arranged in the pipe leading from the vertical cylinder to the horizontal cylinder and which, on the larger side, is subjected to the pressure of the vertical spring and, on the smaller side, to horizontal spring pressure. The differential piston is kept in the central position by suitable means. Slow pressure compensation is possible via longitudinal boreholes of relatively small diameter, as long as the differential piston does not press against the upper or lower face of the surrounding cylinder, application caused by excessive pressure in one of the two pressure circuits. Advantageously, the movements of the differential piston are damped by any means, in order to avoid any floating.
The horizontal and vertical cylinders can act on a common or separate elasticity suppressor; however, communication must always be provided between the pipes which must be provided with damping means. Due to the weaker forces which manifest themselves, the horizontal cylinders are of reduced diameter, while the pistons, acting in these cylinders, are executed in the form of stepped pistons in order to obtain a rapid increase in the elastic rigidity.
<Desc / Clms Page number 4>
The elastic elements can be formed by air mattresses.
EMI4.1
Additionally, solid body springs can be provided in the form of compression springs or annular springs; however we must be careful
EMI4.2
that the characteristic curve of the pensions acting in common corresponds to the requirements laid down. Taking into account a construction having a minimum space requirement, it is possible to provide a solid body spring, preferably in the form, for example, of a column with annular springs, surrounding the vertical cylinders.
In order that the stroke of the spring be reduced despite a smooth suspension and in order to compensate for losses due to leaks, a stern is provided which is preferably actuated from the axis by means of an eccentric.
EMI4.3
tric, but which can also have a very independent. If the pump is actuated from the axis, we can provide additional: ent pressure receptacles in order to increase the delight of the vehicle in relation to 8.U 'b'; r6 upper rails during wc increasing load during the stops 1 for example when it comes to onlli1ms traffic.
In the case of the transport of goods, such an arrangement will generally not be necessary.: J.: i: "and ± '1J1: t.) Ui. If the pump is carried out so that it can already after a short tr "ljut lift the frame of the vehicle, even if the said frame had to be applied on the rails after loading. The pump is controlled via a
EMI4.4
drawer which is moved by the relative axis-chassis moavejicn.t. In order to prevent a rapid reversal of the control during occasional shocks, the control slide is advantageously damped with respect to the movement of the frame.
EMI4.5
Several embodiments, dei; i: to, es by way of non-limiting example, are shown in decsi: 3 appended, in which! Fig. 1 is a 00U:]: '8 scuénrttrus of an arrangement according to the invention; for the sake of clarity, read 1 ;;; IZ.Jacrasineu: elasticity rs being displaced outwards and the horizontal piston being tilted by 90 "
The pin 2 is a horizontal section of the arrangement according to the invention above the support-axis.
EMI4.6
Fig. 3 is a cut along the li, à.ne 111-111 of the fie. z.,
Fig. 4 is a vertical section in the longitudinal direction of the wagon of an autro embodiment of the arrangement according to the invention.
<Desc / Clms Page number 5>
The axis 27 s (presses against the chassis 1 of the vehicle by means of an appropriate number of rubber springs 2 and, preferably, two connecting rods 3 with ball heads. Said connecting rods rest on the pistons 0 which slide in the cylinders 6 which are arranged on the bearing housing of the axis or a part of the latter In order to obtain a tight seal between the cylinders and the connecting rods 3, accordion sleeves 4 are provided (fig. 3).
The pistons 5 have rubber bushings which prevent any damage when the piston is pressed against the cylinder 6. The cylinders 6 are connected to the pipes 8 which are connected, through the chokes 9 to a pipe. common 10. From the pipe 10 are branched the pipes 11 which lead to pressure chambers 12 ,, in the form of a hollow cylinder, in which the piston spools 13, provided with suitable seals, act on columns with springs 14, the opposite end of which rests against fixed closures of the walls of the cylinders.
Line 10 also feeds lines 15 which lead to elasticity stores 16 which are also filled with pressurized fluid and further contain an air volume 17 which is preferably separated by a bladder 18 of the pressurized fluid.
Each longitudinal dimension of the vehicle carries, at least, one horizontal cylinder, arranged perpendicular to the direction of travel. The chassis 1 carries arms 19, of suitable rigidity, which are connected, preferably by means of 'a movable splint 20, the horizontal pistons 21 which are executed in the form of stepped pistons 22, 23 in order to allow a rapid increase in pressure. Line 25 leads through a restrictor 26 from pressure chamber 24 of the horizontal cylinder to common line 10.
The axle 27 of the vehicle is disposed in the housing of the axle bearing via a ball bearing 28 and receives an element 29, disposed eccentrically, which actuates the pestle 31 of a pump in opposition to the force of the spring 30. The pestle 31 works in a Prussian chamber 31a of the pump and which is cut out of the pump housing 32. The pressure chamber 31a is connected to the reservoir 38 by means of the soapape ball 33.
In addition, the preosion chamber µla is connected by the intar @ ediary of a
<Desc / Clms Page number 6>
ball valve 34 and a pipe 35 to a cylinder in which slides the control spool 41. The working chamber of the pressure valve 34 is connected to the tank by another ball valve 36. On the part of the frame 1 , suspended by the rubber springs 2, is articulated a control piston 37 which, in the housing 39 of the control spool, acts against a spring 40. The other end of the spring 40 is supported by means of 'a guide and a conical intermediate piece, against the control slide 41 which acts in the cylinder chamber 43 of the casing 39.
In turn, the control spool 41 rests against the housing by means of a spring 46. The wall of the housing has a circular cutout 44 which com @ single through a pipe 45 with the common pipe 10. In the an opening 44a communicating with the reservoir 38 is provided in the lower part of the housing.
The device described acts as follows:
Through the vertical cylinders 6 and pistons 7, the weight of the vehicle and the load compresses the pressurized fluid which in turn compresses the solid body springs 14 and the air spring 17, therefore the sudden shocks are damped by the throttles 9. Through the throttle 26, the pressure acts simultaneously on the horizontal piston and the suspension attached to the latter, so that the horizontal spring is also independent of the mass and that, consequently, the duration of the oscillations is approximately independent of the mass.
By combining mechanical and air springs, it is possible to obtain characteristic curves. elastic ticks which indicate an elastic value proportional to the load. Without the term elastic value we must understand the differential quotient d n / d s; p being the load in kg and s the stroke of the spring in meters. Since the value of the self-oscillations is w2 = c / m and when mass is proportional to m, the value of the self-oscillations remains constant with all the loads.
This is essentially true only for the weak oscillations which occur in practice, so that in the low oscillations cone, d p / d s variable on oneself, can be considered as constant and as suspension constant c. The throttle 26 must prevent sudden vertical shocks from also causing horizontal oscillations. The design of the horizontal piston as a stepped piston ensures that with
<Desc / Clms Page number 7>
more consequent lateral deviations, the counter-force increases rapidly.
Since the horizontal pistons work in opposition to each side of the wagon, they only have to act in one direction in order to hold the vehicle.
In order to ensure the short prescribed stroke of the spring, despite the gently elastic characteristic preferably chosen, the pump is provided, the control valve 42 of which is damped against the movements of the vehicle frame by means of the spring 40, in order to prevent sudden shocks from acting so as to bring pressurized fluid into the system. If the vehicle lowers due to its loading, the spool 41 lowers its bead 42 from the position shown in fig. . 1. As a result, through valve 34, line 35, circular chamber 44, and line 45, the path to common line 10 is released and is supplied with pressurized fluid by the line. pump. Valve 34 prevents back flow of fluid.
However, if the pressure were to increase excessively in the working chamber of the valve 34, said fluid can flow to the reservoir through the safety valve 36. If the box of the wagon is lifted too strongly by due to unloading, the control slide 41 rises with its bead 42 and releases, via the circular chamber 44 and the opening 44a, the path from the pipe 10 to the reservoir 38, and this , via the pipe 45 and the circular chamber 44. The oil from the reservoir is supplied to the pressure chamber 31a of the pump via the valve 33. In the two cases cited, the oil is brought to or withdrawn from the pressure circuit until the desired central position is reached.
Fig. 2 shows a horizontal section of a particularly advantageous arrangement. A common housing 47 carries the vertical cylinders 6 and the elasticity stores 16. It is possible to provide, on the one hand, a direct communication 48 between the elasticity store and the horizontal cylinder and, on the other hand, another connection 10, provided with restrictors 9, to the pipe 25 which, in turn, is connected by means of a restrictor 26 to the pressure chamber 24 of the horizontal cylinder).
Figs. 3 and 4 show another embodiment in which a single vertical cylinder 49 is provided in which has a piston. 5-
<Desc / Clms Page number 8>
The housing of the axle bearing can be moved vertically by guides 50. A pump, the execution of which is similar to that already described, is controlled by a slide 51 which is articulated to one of the guides 50 and modifies its relative position by relative to the casing as a function of the difference in height between vehicle and axis. The spool 51 actuates, by means of an inclined part and against the action of a spring 52, a control piston 53 which controls the arrival of the oil supplied by the pump from the reservoir. 54 into the pressure chamber 55 of the vertical cylinder 49.
Air springs and solid body are united in a 'common housing 56, and this, so that the pressurized fluid supplied, compresses, towards one side, the volume of air and, towards the other side and through a piston base 57, the solid body spring 58,
For the horizontal suspension a separate spring arrangement is provided in which the air spring 17 and the solid body spring 60 are united in the housing 59, but are however separated from each other by a piston base 61. In the two spring arrangements, restrictors 62, 63 are provided. The two pressure circuits are in communication with each other.
Instead of the throttle 26 of the arrangement shown in FIG. 1, a differential piston 64 is provided here which slides in a cylinder 65 and which is held in the central position by any known means, such as a spring 66; said differential piston dividing cylinder 65 into two separate chambers 67 and 68. The only direct communication between chambers 67 and 68 is formed by channels 69 which are drilled in the differential piston.
The cylinder chamber 67, with a larger cross section, is connected, on the one hand, to the spring system 56 which is added to it by means of the throttle 62 and, on the other hand, to the vertical cylinder. 49 through line 70, while cylinder chamber 68 with a smaller cross section, is connected to horizontal cylinder ot, further, through choke 63, to the spring system 59 which is his assistant.
The differential piston itself carries on its front face a pestle 71 which in turn holds a piston base 72 provided with boreholes 73 and which moves in a cylinder 74 filled with oil.
<Desc / Clms Page number 9>
The differential piston. serves, on the one hand, to ensure that an increase in pressure in the vertical piston due to a greater mass, either transmua -to the horizontal spring system, but to prevent, on the other hand , that there are no floating movements, namely that increases in pressure in both directions are transmitted only in the damped state. - Finally, when the piston is stationary, a slow compensation pressure must be possible, while in the event of sudden shocks of unusual force, no pressure compensation must occur.
The differential piston acts as follows and
Since through channels 69 a slow pressure compensation is possible between the pressures of the two elasticity stores, the differential piston 64 itself is permanently in the central position. When vertical or horizontal oscillations occur, the differential piston 64 moves up or down; its larger face being oriented towards the vertical cylinder, while its smaller face is oriented towards the horizontal cylinder. When it comes to oscillations at normal amplitude, the differential piston does not apply against its cylinder 65, so that communication between the two pressure chambers remains permanently established.
On the other hand, if very small, but very frequent pressure differences which could be considered as floating do appear, the damper of the differential piston kicks in. And, therefore, for example a rapid succession of vertical shocks cannot influence the horizontal suspension o
However, when the pressure increases sharply and of exaggerated importance, the differential piston is first damped by its damper but nevertheless performs a movement of such magnitude as to apply con - Be the top or against the bottom of the cylinder and thus close even the small openings 69, therefore all communication between the two spring systems is interrupted.
It is possible to make a series of modifications of accessory features without departing from the idea of the invention. For example, the number of elasticity stores and pistons can be changed. Their layout may be different. It is also possible to provide additional pressure vessels and the device itself can be mounted partly on the axle bearing and partly on the wagon box.