DE1116261B

DE1116261B - Befestigung hydraulischer Teleskopstossdaempfer an Achs- oder Wiegenfederungen von Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE1116261B
Application number: DEB43753A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenther Honcamp
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1957-03-02
Filing date: 1957-03-02
Publication date: 1961-11-02

Description

Befestigung hydraulischer Teleskopstoßdämpfer an Achs- oder Wiegenfederungen von Schienenfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf die Befestigung von hydraulischen Teleskopstoßdämpfern an Achs- oder Wiegenfederungen von Schienenfahrzeugen, bei der ein Ende des Teleskopstoßdämpfers mit der ungefederten und das andere Ende mit der abgefederten Masse des Fahrzeuges verbunden ist.
Die bekannten Stoßdämpferbefestigungen sind in der Weise ausgebildet, daß entweder in die an den Enden des Stoßdämpfers befindlichen Befestigungsaugen Gummipuffer und Befestigungsbüchsen eingepreßt oder aber die bolzenförmig ausgebildeten Stoßdämpferenden unter Beilegen von Gummischeiben mit den abgefederten bzw. ungefederten Fahrzeugmassen verbunden werden.
Beide Befestigungsarten sind in Arbeitsrichtung des Stoßdämpfers im wesentlichen als steif zu betrachten. Es haftet ihnen der Nachteil an, daß sie jede Relativbewegung der sich gegeneinander bewegenden Massen sofort auf den Stoßdämpfer übertragen und ihn zum Ansprechen bringen. Da jedoch die Wirkung hydraulischer Teleskopstoßdämpfer weitgehend von der Hub- bzw. Kolbengeschwindigkeit abhängt, steigen die Dämpfungskräfte mit zunehmender Geschwindigkeit an. Bei konstantem Produkt aus Schwingungsweite und Schwingungszahl ist auch die auf die abzufedernde Masse wirkende Dämpfungskraft konstant. Somit ist die Dämpfungswirkung aus kleinen Schwingungen mit hoher Frequenz, wie sie z. B. aus der Riffelbildung der Schienen oder beim überfahren von Hindernissen entsteht, die gleiche, wie sie an sich für die größere Schwingungsweite und der zugehörigen kleinen Eigenschwingungszahl der abgefederten Masse vorgesehen ist.
Damit werden also durch die bisherigen steifen Befestigungen am Stoßdämpfer unerwünscht große KrUte erzeugt und übertragen, was zu unangenehmen Stößen, Geräuschen und Schwingungen innerhalb des abgefederten Fahrzeugteiles führt.
Als günstigster Zustand wird angesehen, wenn die kleinen Schwingungen hoher Frequenz keinen Einfluß auf die abgefederte Masse haben, während deren größere Schwingungen mit der ihr eigenen niedrigeren Frequenz ausreichend gedämpft werden. Diese Forderung wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Stoßdämpferbefestigung erreicht, da hierbei der Stoffdämpfer unabhängig von der Frequenz lediglich bei größeren Schwingungsweiten anspricht, bei geringen Schwingungsamplituden dagegen in seiner Ausgangsstellung verharrt und somit keine störenden Wirkungen auf die abgefederte Fahrzeugmasse ausübt.
Es ist zwar schon bekannt, für die Stoßdämpferbefestigung Gummi-Metallblöcke zu verwenden, jedoch wird die Gummischicht hierbei auf Druck beansprucht, so daß Schwingungen nahezu ungedämpft übertragen werden. Auch sind schon elastische Buchsen aus Gummi bekannt, die örtliche Aussparungen des Gummis aufweisen. Ferner ist es Gegenstand eines älteren Patents, bei einem elastischen Lagerkörper die Gummizwischenlage derart auszubilden, daß der Gummi vorwiegend auf Schub beansprucht wird.
Nach der Erfindung wird die Gummischicht mindestens bei einem Gummi-Metallblock in an sich bekannter Weise in der Arbeitsrichtung des Stoßdämpfers hauptsächlich auf Schub beansprucht, so daß bei nur geringen Schwingungsamplituden der Stoßdämpfer in seiner Ausgangsstellung verharrt. Eine Relativbewegung der abgefederten Fahrzeugmassen zu den ungefederten ist somit möglich, ohne daß der Stoßdämpfer arbeitet. Erst nach Zurücklegung eines bestimmten Weges beginnt die Bewegung seines Kolbens und damit die Wirkung der Stoßdämpfer.
Die Charakteristik der Gummi-Metallblöcke kann progressiv gewählt werden, um dadurch ein allmähliches Ansprechen des Stoßdämpfers zu erreichen. Es hat sich ferner als zweckmäßig erwiesen, ihre freie Beweglichkeit durch auf Druck beanspruchte Anschläge zu begrenzen, um einerseits eine überbeanspruchung zu vermeiden und andererseits zu gewährleisten, daß unabhängig von äußeren Einflüssen nach Zurücklegen der vorgesehenen freien Wege innerhalb der Gummi-Metallblöcke auch die volle Dämpfungskraft im Stoßdämpfer wirksam wird.
Hierzu können die in die am Stoßdämpferende vorgesehenen Befestigungsaugen eingesetzten Gummi-Metallblöcke in der Arbeitsrichtung des Stoßdämpfers Aussparungen in der Gummischicht aufweisen. Derartige Gummi-Metallblöcke sind an sich in verschiedenen Ausbildungsformen bekannt und lassen eine große Radialbewegung bei kleinen Kräften in Richtung der Aussparungen zu. Ihre erfmdungsgemäße Anwendung, bei der diese Aussparungen in Arbeitsrichtung des Stoßdämpfers vorgesehen werden, ermöglicht bei kleinstem Materialaufwand die vom Stoß-, dämpfer geforderte Wirkungsweise.
Je nach der radialen Stärke der im Gummi vorgesehenen Aussparungen kann sich die innere mit der abgefederten bzw. ungefederten Fahrzeugmasse verbundene Büchse zur äußeren im Stoßdän#ipferbefestigungsauge eingesetzte Büchse frei bewegen, wobei die in den auf Schub beanspruchten Gummizonen entstehenden Kräfte gering sind und zu keiner oder nur geringer Bewegung des Stoßdämpfers führen. Die innere Büchse kann auch außermittig zur äußeren angeordnet sein, oder es wird lediglich eine radiale Aussparung in der Gummischicht vorgesehen. Die inneren und äußeren Hülsen dieser Gummi-Metallblöcke können an den Aussparungen dünne Gummischichten behalten, die nach Zurücklegung des der Dicke der Aussparungen entsprechenden Weges aneinanderliegen und bei größerer Schwingungsweite die Bewegung des Stoßdämpfers einleiten. Gleichzeitig wird hierdurch eine Geräuschbildung durch etwaiges Aneinanderschlagen der Hülsen vermieden.
Die gleiche Wirkungsweise wird bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausbildungsform erreicht, bei der das Stangen- oder bolzenförmige Befestigungsende des Stoßdämpfers mit der inneren Büchse einer Hülsengummifeder verschraubt ist, während ihr Außenteil mit der abgefederten bzw. unabgefederten Masse fest verbunden ist. Die Hülsengummifeder wird hierbei vorwiegend auf Schub beansprucht und erlaubt große axiale Wege. Bei entsprechender Wahl ihrer Federungscharakteristik, insbesondere bei progressiver Kennlinie, wird hierbei ebenfalls erreicht, daß der Stoßdämpfer erst nach einer bestimmten axialen Verformung der Hülsengummifeder zu arbeiten beginnt. Um Überbeanspruchungen und damit eine eventuelle Zerstörung der Gummifeder zu vermeiden, kann auch hierbei die freie Beweglichkeit der Befestigung durch geräuschdämmende, elastische und auf Druck beanspruchte Anschläge begrenzt werden.
In den Abb. sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Stoßdämpferbefestigung dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 das obere Befestigungsende eines Stoßdämpfers im Schnitt, während Abb. 2 eine weitere Ausbildungsform der unteren Befestigung im Schnitt darstellt.
Nach Abb. 1 ist das obere Ende des Stoßdämpfers 4 an der abgefederten Fahrzeugmasse 1 über ein Gabelstück 2 mit dem oberen Befestigungsauge 3, welches mit der nicht dargestellten Kolbenstange und der Schutzhülse des Stoßdämpfers 4 starr verbunden ist, befestigt. In das Befestigungsauge 3 ist ein aus einer Außenhülse 5 und einer Befestigungsbüchse 6 bestehender Gummi-Metallblock eingesetzt, welcher in an sich bekannter Weise in der die beiden Teile verbindenden Gummischicht 7 Aussparungen 8 aufweist, die in der Arbeitsrichtung des Dämpfers angeordnet sind. Die radiale Stärke s1 dieser Aussparungen 8 ist etwas geringer als der radiale Abstand der Außenhülse 5 des Gummi-Metallblocks zur Befestigungsbüchse 6, so daß an beiden eine dünne Gummischicht verbleibt.
Bei einer Bewegung der abgefederten Masse 1 wird die Gummischicht 7 vorwiegend auf Schub beansprucht und erlaubt eine Relativbewegung der Befestigungsbüchse- 6zum Stoßdämpferauge 3, ohne daß sich die Länge des Stoßdämpfers ändert und damit eine Wirkung desselben hervorgerufen wird. Erst nach Zurücklegung eines der radialen Stärke s, der Aussparungen 8 entsprechenden Weges, d. h. wenn die Befestigungsbüchse 6 an der Außenhülse 5 anliegt, erfolgt eine Bewegung des Kolbens und damit eine Arbeit des Stoßdämpfers. Die an der Befestigungsbüchse 6 und der Außenhülse 5 verbleibenden dünnen Gummischichten verhindern ein hartes Anschlagen und damit eine Geräuschbildung und begrenzen gleichzeitig die Schubbeanspruchung der Gummischicht 7.
Nach Abb. 1 hat der Gummi-Metallblock in der Arbeitsrichtung des Stoßdämpfers zwei gleichgroße Aussparungen, so daß also in dieser Richtung eine freie Beweglichkeit vorhanden ist. Soll die Wirkungsweise des Stoßdämpfers nach beiden Seiten hin verschieden groß sein, so können die Aussparungen ebenfalls verschieden groß gemacht werden, so daß dann die Befestigungsbüchse 6 außermittig zur Außenhülse 5 liegt.
In Abb.2, welche eine Befestigung des unteren Endes eines Stoßdämpfers zeigt, hat der Stoßdämpfer ein mit einem Gewinde versehenes bolzenförmiges Ende 11, welches mit der Innenhülse 12 einer Hülsengummifeder verschraubt ist. Das Außenteil 13 dieser Hülsengummifeder ist in normaler Weise mittels eines Flanschansatzes an einem festen Teil 14 der ungefederten Fahrzeugmasse verschraubt. Bei einer Bewegung des Teiles 14 bzw. 13 wird die Gummischicht 15 der Gummifeder gegen den Widerstand des Stoßdämpfers auf Schub beansprucht. Zur beiderseitigen Begrenzung der freien Beweglichkeit der Hülsengummifeder und zur Vermeidung von deren Überbeanspruchung können die zwei Gummianschläge 16 vorgesehen werden, welche nach Zurücklegung des Weges s2 zur Anlage kommen.
Die Größe der freien Beweglichkeit der elastischen Befestigung kann den jeweils erforderlichen Werten angepaßt und in den beiden Arbeitsrichtungen des Stoßdämpfers verschieden groß ausgeführt werden.
Die Anwendung der beschriebenen erfindungsgemäßen Stoßdämpferbefestigungen ist nicht nur auf die Verwendung an Achs- und Wiegenfederungen von Schienenfahrzeugen beschränkt, sondern sie kann auch vorteilhaft überall dort vorgesehen werden, wo es sich als zweckmäßig erweist, ein sofortiges Ansprechen des Stoßdämpfers zwischen abgefederten und ungefederten Massen zu vermeiden, so insbesondere auch bei Kraftfahrzeugen, Motorrädern od. dgl.
Die dem Anspruch 1 folgenden Ansprüche 2 bis 4 gelten lediglich als echte Unteransprüche nur in Verbindung mit dem Anspruch 1.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Befestigung hydraulischer Teleskopstoßdämpfer an Schienenfahrzeugen zwischen deren gefederten und ungefederten Massen mittels Gummi-Metallblöcken, die an den Enden des Teleskopstoßdämpfers angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens bei einem Gummi-Metallblock (5, 6, 7 bzw. 12, 15) die Gummischicht (7 bzw. 15) in an sich bekannter Weise in der Arbeitsrichtung des Stoßdämpfers (4) hauptsächlich auf Schub beansprucht ist, so daß bei nur geringen Schwingungsamplituden der Stoßdämpfer in seiner Ausgangsstellung verharrt. 2. Stoßdämpferbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Befestigungsaugen (3) des Stoßdämpfers eingesetzten Gummi-Metallblöcke in der Arbeitsrichtung des Stoßdämpfers Aussparungen (8) in der Gummischicht (7) enthalten. 3. Stoßdämpferbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bolzenförmigen Enden (11) des Stoßdämpfers über eine auf Schub beanspruchte Hülsengummifeder (15) mit der Fahrzeugmasse verbunden sind. 4. Stoßdämpferbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Weg (si bzw. s2) der Gummifedern ein-oder beiderseitig durch elastische Anschläge (16) begrenzt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 949 714; deutsche Auslegeschrift Nr. 1002 637; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1663 338; schweizerische Patentschrift Nr. 278 831; britische Patentschriften Nr. 583 046, 660 560. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1033 047.