DD250160A1

DD250160A1 - ELASTIC SUPPORT FOR RECEIVING THE MOTOR VEHICLE ON ROADWAY VEHICLES

Info

Publication number: DD250160A1
Application number: DD29147886A
Authority: DD
Inventors: Guenter Loeffler; Andreas Maeder; Manfred Schulz; Lothar Springer; Peter Hoffmann; Frank Peglau
Original assignee: Verkehrswesen Hochschule
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1986-06-20
Publication date: 1987-09-30

Abstract

Elastisches Auflager zur Aufnahme des Motortraegers an Strassenbahnfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gummihohlkoerper mit bestimmten werkstofftechnischen, geometrischen und konstruktiven Parametern (Figur 2) formschluessig zwischen zwei zylindrische Fuehrungselemente gebracht wird, womit eine leicht loesbare Verbindung bei voller Gewaehrleistung der Funktion als Schwingungsdaempfer und einer hohen Lebensdauer geschaffen wird. Fig. 2Elastic support for receiving the engine rack on tram vehicles, characterized in that a rubber hollow body with certain material engineering, geometric and constructive parameters (Figure 2) is brought formschlüssig between two cylindrical Fuehrungselemente, making an easily solvable connection with full Gewaehrleistung the function as a vibration damper and a high Lifespan is created. Fig. 2

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Gummielement, das zur schwingungsdämpfenden Lagerung dynamisch hochbeanspruchter Baugruppen und Bauteile, insbesondere des Motorträgers an Straßenbahnfahrzeugen, eingesetzt werden kann. Vor allem an Laufwerken von Schienenfahrzeugen, wo bedingt durch schlechte Gleislage oder Schienenstöße in vertikaler Richtung große Beschleunigungen auftreten, ist eine elastische Lagerung der Aggregate und Bauteile, die nicht über die Fahrzeugfederung abgefedert werden können, besonders sinnvoll. Darüberhinaus ist die Erfindung für alle vertikalen Belastungsfälle geeignet, die eine elastische Abstützung erfordern und bei denen ständig eine gewisse Druckkraft vorhanden istThe invention relates to a rubber element, which can be used for the vibration-damping storage dynamically highly stressed assemblies and components, in particular the engine mount on tram vehicles. Especially on drives of rail vehicles, where due to poor track conditions or rail joints in the vertical direction large accelerations occur, an elastic storage of the units and components that can not be cushioned on the vehicle suspension, particularly useful. Moreover, the invention is suitable for all vertical load cases that require elastic support and in which a certain compressive force is constantly present

Characteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß in schwingungsfähigen Systemen, z.B. Schienenfahrzeugen, zur Vermeidung allzu großer Stöße und damit unzulässig hoher Kräfte und Beanspruchungen, Federn und Dämpfer eingesetzt werden. Neben der Abstützung über gebräuchliche Fahrzeugfederungen ist es notwendig, bestimmte Bauteile, wie Fahrmotoren, im Laufwerk unterzubringen und entsprechend zu lagern. Dabei sind nahezu starre Verbindungen ebenso möglich wie ungedämpfte Abfederungen, z. B. Mittelschraubenfedern. Meistens wird eine gedämpfte elastische Anbringung gewählt. Alle Varianten einer Schwingungsdämpfung können zur Federwegbegrenzung mit Anschlägen versehen sein. Bekannt sind vielerlei Arten von Gummi-Metall-Elementen, bei denen ein Elastomer an Metallflächen anvulkanisiert wird. z. B. Keilfedern aus Gummi. Diese sind aber den starken Belastungen im Fahrbetrieb nicht gewachsen und werden insbesondere an den Verbindungsstellen zwischen Gummi und Metall zerstört.It is known that in oscillatory systems, e.g. Rail vehicles, to avoid too large shocks and thus unacceptably high forces and stresses, springs and dampers are used. In addition to the support of conventional vehicle suspensions, it is necessary to accommodate certain components, such as traction motors in the drive and store accordingly. Nearly rigid connections are just as possible as undamped cushioning, z. B. center coil springs. Mostly a damped elastic attachment is chosen. All variants of a vibration damping can be provided to limit travel with stops. Many types of rubber-metal elements are known in which an elastomer is vulcanized to metal surfaces. z. B. wedge springs made of rubber. However, these are not up to the heavy loads when driving and are destroyed especially at the joints between rubber and metal.

Weiterhin sind Konstruktionen bekannt, die eine Überlastung des Gummielementes durch Vorspannen mit einer Schraubverbindung verhindern. Das führt aber zu starkem Verschleiß am Gewinde und damit ebenfalls zum frühzeitigen Ausfall des Verbindungselementes. Außerdem kommt es infolge der ungenügenden Anpassung an gegebene Belastungsfälle zu erheblichen Schäden an den Motorträgern und daran angebrachten Teilen. In dem Bestreben, die Lebensdauer des Schwingungsdämpfers zu erhöhen, wird das Verbindungselement überdimensioniert, was wiederum zu unzulässig hohen Spannungen an anderen Bauteilen, insbesondere zu Motorträgerrissen, führt.Furthermore, constructions are known which prevent overloading of the rubber element by preloading with a screw connection. But this leads to heavy wear on the thread and thus also for premature failure of the connecting element. In addition, there is considerable damage to the engine mounts and attached parts due to the insufficient adaptation to given load cases. In an effort to increase the life of the vibration damper, the connecting element is oversized, which in turn leads to unacceptably high voltages on other components, in particular to engine support cracks.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine bessere Anpassung an gegebene Belastungsverhältnisse zu erreichen, damit das Schwingungsverhalten des Motorträgers zu verbessern und die Lebensdauer aller Teile des Schwingungssystems zu er.höhen. Der Schwingungsdämpfer soll einen möglichst einfachen Aufbau haben und kostengünstig herstellbar sein. Beim Montagebzw. Demontageprozeß sollte sich der Aufwand verringern, womit die Instandhaltungskosten insgesamt zurückgehen.The aim of the invention is to achieve a better adaptation to given load conditions, so that the vibration behavior of the engine mount to improve and he.höhen the life of all parts of the vibration system. The vibration damper should have the simplest possible structure and be inexpensive to produce. When Montagebzw. Dismantling process should reduce the effort, which reduces the overall maintenance costs.

Explanation of the nature of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, in einem schwingungsfähigen System eine Masse so zu lagern, daß Schaden durch Überbeanspruchung an dieser Masse und auch am Lager vermieden werden. Dabei sind die Unzulässigkeiten bereits bekannter Lösungen, die im vorzeitigen Ausfall der genannten Bauteile liegen, zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Gummihohlkörper mit bestimmten werkstofftechnischen, geometrischen und konstruktiven Parametern zwischen zwei zylindrische Führungselemente gebracht wird, ohne fest mit diesen verbunden zu sein. Die Führungselemente sind mit dem Gummihohlkörper also nur formschlüssig verbunden und gestatten Relativbewegungen in axialer Richtung zum Gummielement. Um ein ungewolltes Lösen dieser Verbindung zu verhindern, ist eine ständige Druckkraft notwendig. Diese wird einerseits durch die Gewichtskraft des aufliegenden Bauteiles gesichert. Andererseits entweicht beim Belasten des Gummihohlkörpers ein Teil des vorhandenen Luftpolsters aus dem Inneren, wodurch beim Entlasten ein Unterdruck und damit ein gewisser Ansaugeffekt entsteht. Beim Ausbau des Gummihohlkörpers werden lediglich die Führungselemente aus dem Gummi gezogen, womit ein schneller und unkomplizierter Tausch ermöglich wird. Kräfte sollen hauptsächlich in vertikaler Richtung übertragen werden. In Querrichtung ist eine gewisse Toleranz zwischen oberem und unterem Führungsbolzen möglich.The object of the invention is to store in a vibratory system a mass so that damage caused by overuse of this mass and also on the camp. The inadmissibility of already known solutions, which are the premature failure of said components to eliminate. According to the invention, this object is achieved in that a rubber hollow body is brought with certain material-technical, geometric and constructive parameters between two cylindrical guide elements without being firmly connected to these. The guide elements are therefore only positively connected to the rubber hollow body and allow relative movements in the axial direction to the rubber element. In order to prevent unintentional release of this connection, a constant pressure force is necessary. This is on the one hand secured by the weight of the overlying component. On the other hand, a part of the existing air cushion escapes from the interior when loading the rubber hollow body, which creates a negative pressure and thus a certain suction effect when unloading. When removing the hollow rubber body, only the guide elements are pulled out of the rubber, which makes a quick and uncomplicated exchange possible. Forces should be transmitted mainly in the vertical direction. In the transverse direction, a certain tolerance between the upper and lower guide pin is possible.

Eine metallische Verbindung zwischen Ober- und Unterteil ist nicht vorhanden, so daß eine weitgehende Schall- und elektrische Isolation erreicht wird.A metallic connection between upper and lower part is not present, so that a substantial sound and electrical insulation is achieved.

Wesentliche Merkmale des Gummihohlkörpers sind seine rotationssymmetrische Gestalt, die mittige Einschnürung und eine konstante Wandstärke parallel zur Hauptbelastungsrichtung.Essential features of the rubber hollow body are its rotationally symmetrical shape, the central constriction and a constant wall thickness parallel to the main load direction.

embodiment

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles eines elastischen Auflagers für den Motorquerträger am Drehgestell des Tatra-Triebwagens T4 D beschrieben. Figur 1 zeigt die Anordnung des Gummihohlkörpers (1) zwischen oberem (2) und unterem (3) Führungsbolzen. Die Führungsbolzen sind entweder Bestandteil des Motorträgers bzw. Langträgers oder fest an ihnen angebracht. Die formschlüssige Verbindung mit dem Gummihohlkörper gewährleistet die Kraftübertragung in vertikaler Richtung, wobei gewisse Abweichungen der Führungsbolzen in horizontaler Richtung vom Gummihohlkörper ausgeglichen werden. Ein ungewolltes Abziehen der Führungsbolzen wird sicher verhindert, da selbst bei Vollbremsungen die Gewichtskraft des Motorträgers nicht überwunden wird und er folglich auch nicht vom Gummikörper abheben kann. Der Gummihohlkörper wird seiner Aufgabe als Schwingungsdämpfer gerecht, indem die besondere Form in Verbindung mit dem Werkstoff hervorragende Feder- und Dämpfercharakteristiken sowie eine erhöhte Lebensdauer garantiert. Selbst auf verriffelten Schienen bei erheblichen Beschleunigungen im Drehgestell wird der Motorträgerso abgestützt, daß keine unzulässig hohen Spannungen oder gar Schäden zu verzeichnen sind. Am Gummikörper tritt kaum Verschleiß auf. Er behält seine Funktionstüchtigkeit über einen langen Zeitraum und besitzt eine vergleichsweise sehr hohe Alterungsbeständigkeit gegenüber atmosphärischen Einflüssen.The invention will be described below with reference to an embodiment of an elastic support for the engine cross member on the bogie of the Tatra T4 D railcar. Figure 1 shows the arrangement of the hollow rubber body (1) between the upper (2) and lower (3) guide pin. The guide pins are either part of the engine mount or long carrier or attached to them. The positive connection with the hollow rubber body ensures the power transmission in the vertical direction, with certain deviations of the guide pin in the horizontal direction are compensated by the hollow rubber body. Unintentional removal of the guide pin is reliably prevented, since even with full braking the weight of the engine mount is not overcome and therefore he can not stand out from the rubber body. The rubber hollow body fulfills its role as a vibration damper, as the special shape in combination with the material guarantees outstanding spring and damper characteristics as well as an increased service life. Even on railed rails at considerable accelerations in the bogie Motorträgerso is supported, that no unacceptably high voltages or even damage is recorded. There is hardly any wear on the rubber body. It retains its functionality over a long period of time and has a comparatively very high resistance to aging against atmospheric influences.

Der Gummiwerkstoff sollte zur Erzielung optimaler Feder- und Dämpfungseigenschaften sowie großer Lebensdauerwerte eine Festigkeit von 90-110kp/cm², eine Shore-Härte A von 55-65⁰Sh, eine Bruchdehnung von 350-450%, eine Elastizität von 25-50% und eine bleibende Dehnung von maximal 25% haben.The rubber material should have a strength of 90-110kp / cm ² , a Shore hardness A of 55-65 ⁰ Sh, an elongation at break of 350-450%, an elasticity of 25-50% for optimum spring and damping properties and long life values and have a permanent elongation of a maximum of 25%.

Claims

1. Elastic support for receiving the engine mount on tram vehicles, characterized in that a mounted between two cylindrical guide pin rotationally symmetric hollow rubber body has the shape of two stacked hollow sphere layers of constant wall thickness, the ratio of total height H to outer diameter D (D = 2 · R)

, H / D = 1,1 ... 1,2, the ratio outer diameter D to constriction ED / E = 1,2 ... 1,3, the ratio radius R to wall thickness SR / S = 1,6 ... 1.7 and the diameter of the guide elements is at least as large as the wall thickness.

2. Elastic support according to item 1, characterized in that the cylindrical guide elements are inserted only in the hollow rubber body and constantly by a compressive force, for. B. weight or air pressure, are applied.

3. Elastic support according to item 1 and 2, characterized in that the rubber material has a strength of 90-110kp / cm ² , a Shore A hardness of 55-65 ⁰ Sh, an elongation at break of 350-450% and a permanent elongation of a maximum of 25%.