CS221295B2 - Friction spring - Google Patents

Description

Vynález se týká třecí pružiny, která je v podsatě tvořena vnitřními kroužky a vnějšími kroužky, uspořádánými uvnitř skříně pružiny, například trubkového nárazníku, přičemž tyto kroužky spolupracují svými kuželovými třecími plochami při použití maziva, s výhodou tuku.

Třecí pružiny uvedené konstrukce jsou jako strojní prvky již dlouho známé, viz například patentový spis NSR č. 1, 286 818, a mimo všeobecné strojírenství se používají především jako pružiny trubkových nárazníků a zpruhová ústrojí u kolejových vozidel. Tyto třecí pružiny se vyznačují možností vysokého statického a dynamického zatížení a velkou schopností tlumení. Pro jejich životnost má význam nejen geometrie kroužků, povrchová odolnost kuželových dotykových ploch, druh a tvrdost materiálu pružin a vhodné mazivo, zpravidla speciální mazací tuky, ale také skříň pružiny, která chrání třecí pružinu proti prachu a vlhkosti.

Mazivo, které působí mezi kuželovými dotykovými plochami, je naneseno ve vrstvě na vnitřní a vnější stranu pružinového sloupku. Ukázalo se, tyto třecí pružiny za normánlních podmínek splňují požadované provozní hodnoty. U zvláště vysoko namáhaných pružin s odpovídajícím ostrým úhlem kužele nebo při extrémních provozních podmínkách, například nadměrných rázech, může se působením vysokých teplot, vznikajících třením, zmenšit přilnavost maziva na pružinovém sloupku, čímž vzniká nebezpečí, že z hlediska dlouhodobé činnosti nebudou spolupracující vnitřní kroužky a vnější kroužky dostatečně mazány.

Vynález si klade za úkol dále zdokonalit třecí pružinu uvedeného druhu z hlediska dlouhé životnosti, a to i při extrémních provozních podmínkách, a zajistit ještě větší konstantnost charakteristiky pružiny.

Uvedené nevýhody se odstraňují a vytyčený úkol se řeší třecí pružinou podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že je uvnitř prostoru, vytvořeného vnitřními kroužky a vnějšími kroužky, opatřena přídavným, pro všechny provozní podmínky z hlediska mechanického a tepelného dostačujícím množstvím maziva.

Pokusy bylo zjištěno, že u nejjednoduššího vytvoření třecí pružiny podle vynálezu má činit množství maziva zhruba 60 % až 70 °/o objemu prostoru, který vymezují vnitřní kroužky a vnější kroužky. Tím se zajistí, že třecí pružina může být zatěžována až do blokovací polohy svých kroužků a že také, podle konstrukční délky, jsou dostatečně mazány ty oblasti třecí pružiny, které vyčnívají z maziva, a to působením vystřikovacího účinku při působení na mazivo v průběhu rázu.

Uvedený roztřikovací účinek se ve smyslu dokonalého rozdělování maziva při rázu zvýší výhodným uspořádáním podle vynálezu, a to tím, že se pružina opatří vnitřním tělesem.

Podle dalšího výhodného vytvoření je toto vnitřní těleso tvořeno pouzdrem s vytvarovánými lopatkami.

Pro ten případ, že se požaduje další snížení výše uvedeného množství maziva v hodnotě 60 % až 70 % objemu a při tom se má dosahovat rovnoměrného rozdělování maziva, se podle výhodné alternativy vynálezu předpokládá, že vnitřní těleso je vytvořeno jako válcový sloupek z pružně deformovatelné hmoty, například pěnové pryže, a má menší vnější průměr, než je světlý průměr vnitřního kroužku, přičemž mazivo je upraveno v prstencové štěrbině mezi sloupkem a kroužky.

Hlavní výhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že vnitřní těleso, jehož průměr se při zatěžování třecí pružiny zvětšuje, čerpá mazivo, které je ve štěrbině, ve směru na kuželové dotykové plochy kroužků a odsává je při odlehčení zpět.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu je pružně deformovatelné vnitřní těleso z hlediska materiálu vytvořeno pro pohlcování maziva. Tím se zajistí, že ve struktuře vnitřního tělesa je uložena zásoba maziva, kterou lze vytvořit před montáží pružiny.

Předpětí třecí pružiny se obvykle dosahuje tím, že se na příslušném konci upravený kroužek opírá o přírubu tažné misky, která má průřez ve tvaru klobouku, přičemž tyto tažné misky jsou navzájem spojeny svorníkem se závitem. Tím je к dispozici předem sestavený, snadno zpracovatelný pružinový sloupek. Pro takový pružinový sloupek se podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu předpokládá, že v oblasti průchodu svorníku se závitem příslušnou tažnou miskou je uspořádáno těsnění, zabraňující výstup maziva.

Doplňkový význak vynálezu předpokládá pro zvláště jednoduché uspořádání uvedeného těsnění s takovou úpravou, že těsnění je na svém konci, přilehlém к tažné misce, opatřeno drážkou pro uložení v centrálním otvoru tažné misky. Toto uspořádání je také vhodné pro dodatečnou úpravu pružin, které jsou již v provozu, protože je třeba toliko příslušně opracovat otvor v tažné misce.

Utěsnění v oblasti průchodu svorníku se závitem tažnou miskou se provede podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu tak, že jako pružně deformovatelný sloupek vytvořené vnitřní těleso má na svých vnitrních koncích vybrání, které odpovídá průřezu kloboučkovitého úseku příslušné tažné misky a tímto vybráním těsně dosedá na příslušnou tažnou misku.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu se předpokládá, že alespoň jedna z obou tažných misek má těsně uzavíratelný plnící otvor pro mazivo.

Pokud mazivo nezamýšlené unikne, například při poruše těsnění v oblasti průchodu svorníku se závitem tažnou miskou, nebo má být úmyslně uspořádáno vně tohoto prosto221295 ru, zabrání se ^- ztrátám maziva dále uvedeným uspořádáním po^dle vyn^álezu tím, že skříň pružiny, která obklopuje vnitřní kroužky a vnější kroužky, má těsnicí těleso.

Skřrn ^pru^žin^y je z^prav^idla tvořena vn^ěj^ší skřfaí a vnitřní s^kříní^, toeré jsou v so^bě navzájem teleskopicky vedeny a jsou opatřeny z^ákladmmi ^deskam^{i p}ro ^po^de^přem ^slušného konce pružiny. Pro toto provedení se podle dalšího význaku vynálezu předpokládá, ^že těsnicí těleso je bořeno dv^ěma na stěně vnější skříně pružiny drženými miskami a těsnicím prostředím, například prstencem nebo šňůrou, uloženým do těch . mlsek -a dosedajícím na stěnu vnitřní skříně pružiny. Tento prstenec nebo šňůru, vytvářející těsnicí prostředí, lze vyměnit, aniž by bylo třeba rozebírat skříň pružiny.

Aby se zabránilo stlačování maziva při nárazu, to- je maziva, které je v prostoru kolem kroužků, předpokládá se podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu, že skříň pružiny je na vnitřní straně alespoň jedné ze svých základních desek opatřena po obvodě rovnoměrně rozdělenými, radiálně usporádánými drážkami. _ ^Tyto ^drá^žky zabezpečují při nárazu, obdobně jako kanály pro proudění, přetok maziva do vnitřního prostoru tažné misky, dosedající na odpovídající základní desku.

Za předpokladu utěsněné skříně pružiny se podle dalšího vytvoření vynálezu předpokládá, že mazivo je pod tlakem a skříň ^pru^žin^y oteahuje o^bjemov^ě sttemtetoý prostředek pro vyrovnání tlaku, s výhodou z polyuretanové pěnové hmoty.

Hlavní výhoda tohoto uspořádání spočívá v - tom, že nezávisle na konstrukční délce a stavu zatížení třecí pružiny se dosáhne zvyšte rovnoměrného rozděem maziva. Objemově stlačitelný prostředek pro vyrovnání tlaku také zajišťuje, že při rázu nedochází prakticky ke zvýšení tlaku maziva, takže charakteristika pružení třecí pružiny z^ůst^áv^á v podstato beze změny. Mimoto tento tlak zabezpečuje, a to souběžně se silou ^předpětí ^u^n^ vý^ho^dn^é - zpětné vetem skříně pružiny do výchozí polohy po zachycení rázové síly.

Z hlediska zajištění ochrany uspořádání prostředku pro vyrovnání tlaku působením pracujfcích ^krouž^ků je d^ále podstatou vynálezu ta skutečnost, že prostředek pro vyrovnáváto ttoku je u^praven uvnitř slíříně pružiny polohově pevně, například vedením na svorníku se závitem nebo uspořádáním uvnitř Wo-boučkovitých. ta^žnýc^h mmek.

Pro rychlé plnění maziva a vytvoření tlaku se podle dalšího vytvoření vynálezu předpokládá, - že skříň pružiny má ventil pro dodávku maziva.

Výhody, které lze předmětem podle vynálezu dosáhnout spočívají zejména v tom, že třecí pružina má dík trvalému zásobování svých -osově -spolupracujících vnitřních kroužků a vnějších kroužků mazivem podstata del^ší životnost i při extrémníc^{h p}rovozních po^dmínkách a ^pMtom si za.chov^áv^á po celou ^do^bu svého použití optímálm charakteristiku -pružení, pro kterou byla vytvořena v novém -stavu. Z celkového pohledu se získává podstatně vyšší hospodárnost konsrukce.

^Vyn^ález je v dalmm ^po^drobněji v^ysvětíen na příkladech provedení ve spojení s výkresovou částí.

No obr. 1 je znázorněna v - podélném řezu třecí pružina ve skříni pružiny, vytvořené jako trubkový nárazník pro kolejová vozidla.

Na -obr. 2 je znázorněn podélný řez další třecí pružiny ve skříni pružiny podle obr. 1.

Na obr. 3 je znázorněn podélný řez další třecí pružiny ve skříni pružiny podle obr. 2.

Na obr. 4 je znázorněn podélný řez třecí prudiny ve s^pojem s torným ústrojta bejových vozidel, vytvářejícím skříň pružiny.

Na obr. 5 je v podélném řezu znázorněn detail X z obr. 1 ve větším měřítku, avšak v alternativním provedení.

Třecí pružina, která je znázorněna na obr. 1 -až obr. 4, je tvořena v podstatě vnitřními kroužky 1 a vnějšími kroužky 2, přičemž tyto vnitřní kroužky 1 a vnější kroužky 2 navzájem spolupracují prostřednictvím kuželových -dotykových -ploch la, 2a, mezi kterými je mazivo 3, v daném případě speciální tuk. U všech příkladů provedení chrání třecí pružinu proti prachu a vlhkosti vnější -skříň 8 pružiny a vnitřní skříň 9- pružiny.

U příkladu provedení podle obr. 1 a 3 je skříň pružiny vytvořena jako trubkový nárazník -pro kolejová vozidla a v souladu s tím je vnější skříň 8 pružiny vytvořena jako teleskopické vedení pro vnitřní skříň 9 pružiny, přičemž obě tyto části jsou opatřeny vždy jednou základní deskou 8b, 9b. Třecí pružina -se opírá -s předpětím o· základní desky 8b, 9b, přičemž vysouvání vnitřní skříně 9 pružiny z vnější skříně 8 pružiny je omezeno prstencem 8d, který je přiváben na volném otevřeném konci vnější skříně 8 pružiny a dosedá na nákružek 9d vnitřní skříně 9 pružiny. V tomto prstenci 8d je upravena kluzná ucpávka 13, Před montáží do vnitřní skříně 9 pružiny a vnější skříně 8 pružiny se vnitřní kroužky 1 a -vnější kroužky 2 třecí pružiny předem spojí do předepjatého, snadno manipulovatelného sloupku, a to prostřednictvím na obr. 1 až 3 blíže znázorněných tažných misek 6 a centrálního svorníku ⁵ se z^ávi-tem.

Jak je to - patrno z obr. 1, m^á teern pružina uv-nitr prostoгu^, vymezen^ého^- vnitřními kroužky - 1 a vnějšími kroužky -2, přídavné množství maziva 3, které zaujímá zhruba 70 ^- % tohoto prostoru a ^posta^čuje ^pro všechny provozní podmínky, které se mo^hou vyskytnout Rostřikovarn ^- bnek v^yvolaný při rázu náhlým působením na mazivo 3, zajišťuje, -že i ty oblasti vnitřních kroužků 1 a vnějších kroužků 2, které vyčnívá221295 jí z maziva 3, budou v dostatečné míře mazivem 3 zásobovány. Pro zlepšení tohoto rozstřikovacího účinku je upraveno vnitřní těleso 4, které je tvořeno pouzdrem 4a s vytvarovanou lopatkou 4b. Toto vnitřní těleso 4 je spojeno s tažnou miskou 6, pohybující se při rázu. Jedna z tažných misek 6 má plnicí otvor 6b pro mazivo 3, který je uzavřen zátkou se závitem.

Jak je patrno z obr. 1, je v oblasti průchodu svorníku 5 se závitem příslušnou tažnou miskou 6 uspořádáno těsnění 7, které zabraňuje úniku maziva 3 z prostoru uvnitř třecí pružiny. Podle obr. 1 je toto těsnění 7 uspořádáno v držáku 6d. spojeném svarem s tažnou miskou 6; takový držák 6d může být také vytvarován na tažné misce 6, takže s ní vytváří jeden díl. Na obr. 5 je znázorněno těsnění 7, upevněné bezprostředně prostřednictvím drážky 7a na konci přilehlém к tažné misce 6 tvarově pevně na centrálním otvoru 6a tažné misky 6.

Pokud by se mazivo 3 dostalo z prostoru uvnitř třecí pružiny, například při defektu uvedeného utěsnění nebo při všeobecně velmi řídkém zlomení vnitřního kroužku 1 nebo vnějšího kroužku 2, zabrání ztrátě maziva 3 těsnicí těleso 10. Těsnicí těleso 10 sestává podle obr. 1 ze dvou misek 10a držených na stěně 8a vnější skříně 8 pružiny, a těsnicího prostředí 10b, uloženého v těchto miskách 10a, například kroužku nebo šňůry, přičemž těsnicí prostředí 10b dosedá na stěnu 9a vnitřní skříně 9 pružiny. Kompresi maziva 3, které by bylo případně vně prostoru vymezeného vnitřními kroužky 1 a vnějšími kroužky 2 třecí pružiny, zabrání radiálně upravené drážky 8c, které jsou uspořádány rovnoměrně rozděleně v základní desce 8b vnější skříně 8 pružiny a ve funkci kanálů umožňují proudění maziva 3 do prostoru tažné misky 6, znázorněné na obr. 1 vlevo. Alternativně nebo přídavně může být odpovídajícími, na bbr. 1 tečkované zakreslenými drážkami 9c opatřena i základní deska 9b vnitřní skříně 9 pružiny.

Uspořádání podle obr. 2 umožňuje snížit množství maziva 3 a dosáhnout rovnoměrného rozdělení tohoto maziva 3. К tomu účelu je vnitřní těleso 4 vytvořeno jako válcový sloupek 4c z pružně deformovateilné hmoty, například z pěnové pryže. Tento sloupek 4c má ve srovnání s vnitrním průměrem vnitřních kroužků 1 menší vnější průměr, přičemž mazivo 3 je uspořádáno v prstencové štěrbině mezi sloupkem 4c a vnitřními kroužky 1 a vnějšími kroužky 2. Zvláště výhodné je vytvořit sloupek 4c z materiálového' hlediska pro naplnění mazivem 3, čímž se vytvoří zásoba maziva 3.

Pro utěsnění v oblasti průchodu 'svorníku 5 se závitem příslušnou tažnou miskou má sloupek 4c na svých koncích vybrání 4d, které odpovídá průřezu kloboučkovitého úseku 6c příslušné tažné misky 6. Přídavně lze upravit těsnění 7, uvedené při popisu obr. 1. Je rovněž možné uspořádat v souvislosti obr. 1 popsané a na obr. 2 neupravené drážky 8c, 9c v základních deskách 8b, 9b vnější skříně 8 pružiny a vnitřní skříně 9 pružiny, jakož i těsnicí těleso 10 mezi vnitřní skříní 9 pružiny a vnější skříní 8 pružiny.

Speciální uspořádání podle obr. 3 předpokládá například těsnicím tělesem 10, znázorněným na obr. 1, zapouzdřené skříně 8, 9 pružiny, protože u tohoto provedení vyplňuje mazivo 3 mimo prostoru uvnitř třecí pružiny také vnější skříň 8 pružiny a vnitřní skříň 9 pružiny, kde je pod tlakem.

Tím se nezávisle na konstrukční délce a stavu 'zatížení třecí pružiny dosáhne zvláště rovnoměrného rozdělení maziva 3. Polohově pevně na svorníku 5 se závitem uspořádaný objemově stlačitelný prostředek 11 pro vyrovnávání tlaku, v daném případě z polyuretanové pěnové hmoty, zajišťuje, že při rázu nenastane prakticky žádné zvýšení tlaku maziva 3. Drážky 8c, 9c v základních deskách 8b, 9b vnější skříně 8 pružiny a vnitřní skříně 9 pružiny, jakož i otvory 6e v tažných miskách 6, patrné z obr. 3, slouží rovněž pro rovnoměrné plnění mazivem 3 prostřednictvím ventilu 12, uspořádaného v základní desce 9b vnitřní skříně 9 pružiny.

Tažné ústrojí pro kolejová vozidla, které je na obr. 4 znázorněno ve spojení s třecí pružinou, vytváří pro tuto pružinu prostřednictvím vnější skříně 8 pružiny a vnitřní skříně 9 pružiny, která tvoří současně podpěrné uložení pro táhlo 14, a prostřednictvím těsnicího tělesa 10 zapouzdřenou skříň pružiny, přičemž oblast průchodu táhla 14 vnitřní skříní 9 pružiny utěsňuje ucpávka 15 a vlnovec 16. Jak je to znázorněno, je obdobně jako na obr. 1 v prostoru, který vymezují vnitřní kroužky 1 a vnější kroužky 2 třecí pružiny a mimoto ve vnější skříni 8 pružiny přídavné množství maziva 3 pro pružinu. Působící tažná síla se přenáší pres spojovací vidlici 14a na táhlo 14, na opačném konci drženou matici 14b a přes tažný prvek 14c na třecí pružinu, která potom pruží ve směru к vnitřní skříni 9 pružiny, vytvářející podpěru. Přitom, a opačně pří vypružení, zajišťují průtokové otvory 14d v tažném prvku 14c vyrovnání odpovídajícího objemu maziva 3 mezi prostorem uvnitř třecí pružiny a mezi vnější skříní 8 pružiny.

Předmět vynálezu lze bez problému použít u tažných a narážecích ústrojí pro kolejová vozidla stejně tak jako ve všeobecném strojírenství.

Claims (15)

1. Třecí pružina, která je v podstatě tvořena vnitřními kroužky a vnějšími kroužky, uspořádanými uvnitř skříně pružiny, napří^kla^d trupového n^aznftu, pnčem^ž tyto kroužky spolupracují svými kuželovými třecími plochami při použití maziva, s výhodou tuku, vyznačená tím, že třecí pružina je uvnitř prostoru, vytvořeného vnitřními kroužky (1) a vnějšími kroužky (2), opatřena ^přídavným, pro všeclhny ^provozm ^podminky z hlediska mechanického a tepelného dostačujícím množstvím maziva (3).

2. Třecí pružina podle bodu 1, vyznačená tím že je o^pat^řena vnitfmm tělesem (4^ vytvořeným pro rozdělování maziva (3) při narážecím procesu.

3. Třecí pružina podle bodu 2, vyznačená tím, že vnitřní těleso (4) je tvořeno pouzdrem (4a) s vytvarovanými lopatkami (4b).

4. Třecí pružina podle bodu 2, vyznačená tím, že vnitřní těleso (4) je vytvořeno jako válcový sloupek (4c) z pružně deformovatelné hmoty, například pěnové pryže, a má menší vnější průměr, než je světlý průměr vnitřního kroužku (1), přičemž mazivo (3) je u^praveno v ^prstencov^{é ště}r^bin^ě mezⁱ sloupkem (4c) a kroužky (1, 2).

5. Třecí pružina podle bodu 4, vyznačená tím, že pružně deformovatelné vnitřní těleso (4) je z hlediska materiálu vytvořeno pro pohlcování maziva (3).

6. Třecí pružina podle jednoho z bodů 1 až 5, u které se na příslušném konci upravený kroužek opírá o přírubu tažné misky, která má průřez ve tvaru klobouku, přičemž tyto tažné misky jsou navzájem spojeny svorníkem se závitem, vyznačená tím, že v ohlasů ^pr^ůc^ho^du svornou (5) se závitem příslušnou tažnou miskou (6) je uspořádáno těsnění (7) zabraňující výstupu maziva (3).

7. Třecí pružina podle bodu 6, vyznačená tím, že těsnění (7) je na svém konci přilehlém k tažné misce (6) opatřeno drážkou (7a) pro uložení v centrálním otvoru (6a) tažné misky (6).

8. Třecí pružina podle bodu 4 nebo 5 s tažnýmⁱ kl.oboučkovitýmⁱ misl^ s^pojenýmⁱ svorníkem, vyznačená tím, že jako pružně deformovatelný sloupek (4c) vytvořené vnitřní těleso (4) má na svých koncích vybr^ání (^4dL ktoré o^dpovídá pr^ezu Moboučkovitého úseku (6c) příslušné tažné misky (6) a tímto vybráním (4d) těsně dosedá na příslušnou tažnou misku (6).

9. Třecí pružina podle jednoho z bodů 6 až 8, vyznačená tím, že alespoň jedna . z o^bou ta^žnýc^h mfeek (⁶) má tosně uzavfratelný plnicí otvor (6b) pro mazivo.

10. Třecí pružina podle jednoho z bodů 1 až 9, vyznačená tím, že skříň pružiny (8 a 9), která obklopuje vnitřní kroužky (1) a vnější kroupy (²) má těsním těleso (¹⁰).

11. Třecí pružina podle bodu 10, jejíž skříň pružiny je tvořena dvěma teleskopicky v sobě vedenými částmi skříně pružiny, které jsou opatřeny základní deskou pro podepřem pnsto^ho konce ^pružm^y, v^yznačen^á tím, že těsnicí těleso (10) je tvořeno dvěma na stěně (8a) . vněj^ší s^křín^ě (8) pružrn^y drženými miskami (10a) a těsnicím prostředím (10b), například prstencem nebo šňůrou, uloženým do těchto misek (10a) a dosedajícím na stěnu (9a) vnitřní skříně (9) pružiny.

12. Třecí pružina podle bodů 6 a 10 nebo 11, vyznačená tím, že skříň (8 a 9) pružiny je na vnitřní straně alespoň jedné ze svých zákfetofch dese^k (^8b ne^bo ^9b) opatřena po. obvodě rovnoměrně rozdělenými, radiálně uspořádanými drážkami (8c, případně 9c).

13. Třecí pružina podle bodů 1 a 10 nebo 11, vyznačená tím, že mazivo (3)' je pod tlakem a skříň (8 a 9) pružiny obsahuje objemově stlačitelný prostředek (11) pro vyrovnávání tlaku, s výhodou z polyuretanové pěnové hmoty.

14. Třecí pružina podle bodu 13, vyznačená tím, že prostředek (11) pro vyrovnávání tlaku je upraven uvnitř skříně (8 a 9) pru^žiny potahově pevnё^, na^pří^klad vedením ' na svornou (5) se z^ávitem nebo uspoMdfoím uvnitř kloboučkovitých tažných misek (6).

1⁵. ^Třec^{í p}ružina ^po^dle ^bo^du ¹3 nebo 14, vyznačená tím, že skříň (8 a 9) pružiny má ventn (¹²) pro ^do^dáv^ku maziva (³).