DE102012007709B4 - Rubber-metal conical bearing with stepped axial spring characteristic - Google Patents
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Abstract
Gummi-Metall-Konuslager bestehend aus einem konusförmigen metallischen, am Drehgestellrahmen befestigten Federgehäuse (5), einem konusförmigen metallischen, am Radsatzlager befestigten Federinnenteil (1), versehen mit einem fest eingefügten Zentrierzapfen (7), und einem dazwischen befindlichen konusförmigen Elastomerkörper (2) bestehend aus einer Mehrzahl von konusförmigen Elastomerschichten, die durch eine entsprechende Zahl von der Armierung dienenden konusförmigen Zwischenblechen voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Zwischenblech (4a) aus dem konusförmigen Elastomerkörper (2) herausragt, am oberen Ende nach außen gekantet ist und der so gestaltete Überstand des Zwischenbleches (4a) auf der Innen- und Außenseite mit den hochgezogenen Elastomerschichten (3a, 3b) vollständig ummantelt wird, wobei diese Elastomerschichten auf dem abgekanteten Zwischenblech (4a) als verdickte Auflage einen oberen Anschlag (9) aus Elastomer bilden, der unter Schließen des sich dazwischen befindenden Luftspalts (8) das weitere Eindringen der Anschlagscheibe mit Bund (6) und des mit ihr kraft- und formschlüssig verbundenen Zentrierzapfens (7) mit Federinnenteil (1) abbremst.Rubber-metal conical bearing consisting of a conical metallic spring housing (5) fastened to the bogie frame, a conical metallic spring inner part (1) fastened to the axle box bearing a permanently inserted centering pin (7) and a conical elastomeric body (2) therebetween consisting of a plurality of cone-shaped elastomer layers which are separated from each other by a corresponding number of the cone-shaped intermediate plates serving the reinforcement, characterized in that the inner intermediate plate (4a) protrudes from the conical elastomeric body (2), is folded outwards at the upper end and the so-formed supernatant of the intermediate plate (4a) on the inside and outside with the raised elastomer layers (3a, 3b) is completely coated, said elastomer layers on the folded intermediate plate (4a) form a thickened support an upper stop (9) made of elastomer that under sch let the intervening air gap (8) the further penetration of the stop disc with collar (6) and the force-locking and positively connected centering pin (7) with spring inner part (1) decelerates.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gummi-Metall-Konuslager zur Verwendung in Schienenfahrzeugen zum Zwecke der Federung und Führung der Achsen. Derartige Gummi-Metall-Konusfedern, bestehend aus einem konusförmigen metallischen Federgehäuse, einem in der Regel konusförmigen metallischen Federinnenteil und einem dazwischen befindlichen konusförmigen Elastomerkörper mit oder ohne Zwischenblechen, die den Elastomerkörper in einzelne Elastomerschichten unterteilen, sind allgemein bekannt. Sie dienen dazu, dass bei axialer Belastung Federinnenteil und Federgehäuse sich entlang der Hauptachse aufeinander bewegen und dadurch Entgleisungssicherheit, Fahrkomfort und Körperschalldämmung gewährleisten und außerdem radiale Kräfte bei Anfahren bzw. Bremsen und bei Kurvenfahrten aufnehmen. Durch die
Nachteil der herkömmlichen Lager dieser Art ist jedoch, dass ohne Rücksicht auf den Grad der Belastung stets der gesamte Elastomerkörper unbeschränkt und gleichmäßig die jeweilige Last aufnimmt und mit demselben Umformungsgrad einfedert und somit auf die unterschiedlichen Lasten nicht mit der notwendigen und gewünschten Flexibilität und progressiver Kennung reagiert.Disadvantage of conventional bearings of this type, however, is that regardless of the level of stress always the entire elastomer body indefinitely and evenly absorbs the respective load and springs with the same degree of deformation and thus not respond to the different loads with the necessary and desired flexibility and progressive recognition ,
Um diesen Nachteil auszugleichen und der Aufgabenstellung einer flexiblen Reaktion auf die im Betriebsablauf sich ändernden Anforderungen und Belastungen besser gerecht zu werden, ist es wünschenswert, dass einerseits zunächst eine möglichst niedrige Axialsteifigkeit, andererseits aber gleichzeitig eine sehr hohe Radialsteifigkeit erreicht wird. Dies war bisher nur entweder unter Inkaufnahme einer unwirtschaftlich kurzen Lebensdauer – mit nicht zuletzt aufgrund des drohenden schnellen Verschleißes aus Sicherheitsgründen unverhältnismäßig kurzen Wartungs- und Kontrollintervallen – oder durch entsprechenden Mehrbedarf an Platz erfordernden Einbau einer Mehrzahl von Konuslagern mit den erforderlichen niedrigen und hohen Federsteifigkeiten möglich.To compensate for this disadvantage and better meet the task of a flexible response to the changing requirements and pressures in the operation, it is desirable that on the one hand first low axial stiffness, on the other hand, however, a very high radial stiffness is achieved. This was previously only possible by accepting an uneconomically short service life - with disproportionately short maintenance and control intervals not least due to the threat of rapid wear due to safety reasons - or by requiring additional space-requiring installation of a plurality of cone bearings with the required low and high spring stiffnesses.
Aufgabe der Erfindung war daher, bei möglichst niedriger Axialsteifigkeit in der Anfangsphase und hoher durchgehender Radialsteifigkeit sowie anschließender hoher Axialsteifigkeit in der Betriebs- bzw. Belastungsphase die Lebensdauer derartiger Konuslager zu erhöhen, die Zahl der erforderlichen Konuslager zu vermindern und gleichzeitig den Fahrkomfort zu verbessern.The object of the invention was therefore to increase the lowest possible axial stiffness in the initial phase and high continuous radial stiffness and subsequent high axial stiffness in the operating or loading phase, the life of such cone bearings to reduce the number of required cone bearings and at the same time to improve ride comfort.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Federkennlinie, d. h. die Federsteifigkeit im (Anfangs-)Bereich 1 sehr weich gehalten wird, dann sehr deutlich mit einem genau definierten sprunghaften Übergang in den (Dauer-)Betriebsbereich 2 ansteigt und im (Belastungs-)Bereich 3 durch eine zusätzliche Progression weiter erhöht wird. Durch die Begrenzung der zunächst gewünschten sehr weichen Federung auf den Anfangsbereich und durch die höhere Federsteifigkeit in den Betriebs- und Belastungsbereichen 2 und 3 für den Dauer- und Belastungsbetrieb wird es möglich, die anfangs erforderlichen niedrigen Axialsteifigkeiten bei gleichzeitig hoher Radialsteifigkeit zu erreichen und die Lebensdauer des Konuslagers, die maßgeblich von der jeweiligen Gesamteinfederung beeinflusst wird, erheblich zu verlängern. Außerdem kann die Anzahl der einzusetzenden Lager erheblich vermindert werden.This is inventively achieved in that the spring characteristic, d. H. the spring stiffness in the (initial)
Die erwünschte, variable und in zwei Stufen progressive Federkennlinie wird durch folgende konstruktive Maßnahmen erreicht. Der konische Elastomerkörper (
Der obere Anschlag (
Die federnde Wirkung des Anschlags (
Der ebenfalls ringförmige Luftspalt (
Je nach Wahl der Abstände zwischen Bund der Anschlagscheibe (
Die nächste und damit dritte Stufe der Progression der Axialfederkennlinie und die Steigerung der Federsteifigkeit im Bereich 3 wird durch folgende Konstruktion erreicht.The next and thus third stage of the progression of the axial spring characteristic and the increase of the spring stiffness in the
Im unteren Bereich des Federgehäuses (
Auch hier kann je nach Wahl der Abstände zwischen äußerer Elastomerschicht (
Die Anschläge (
Anhand der
Bei zunehmender Belastung federt der Zentrierzapfen (
Die weitere Progression der Axialfederkennlinie im Bereich 3 wird erzielt, indem die äußere Elastomerschicht (
Im Axialdiagramm der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- FederinnenteilSpring inner part
- 22
- Elastomerkörperelastomer body
- 33
-
Elastomerschichten (
3a –3e )Elastomer layers (3a -3e ) - 44
-
Zwischenbleche (
4a –4d )Intermediate plates (4a -4d ) - 55
- Federgehäusespring housing
- 66
- Anschlagscheibe mit BundStop disc with collar
- 77
- Zentrierzapfenspigot
- 88th
- Luftspaltair gap
- 99
- Anschlag mit Schürze (oben)Stop with apron (top)
- 1010
- Anschlag (unten)Stop (below)
- 1111
- Trägerblechsupport plate
- 1212
- Zentrierringcentering
Claims (12)
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DE102012007709.2A DE102012007709B4 (en) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | Rubber-metal conical bearing with stepped axial spring characteristic |
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Family Applications (1)
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DE102012007709.2A Active DE102012007709B4 (en) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | Rubber-metal conical bearing with stepped axial spring characteristic |
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- 2012-04-19 DE DE102012007709.2A patent/DE102012007709B4/en active Active
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