DE2138854A1 - Stoßdämpfer für Fahrzeugfederungsanordnungen - Google Patents
Stoßdämpfer für FahrzeugfederungsanordnungenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/08—Vibration-dampers; Shock-absorbers with friction surfaces rectilinearly movable along each other
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Springs (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
SOCIETA' APPLICAZIOHI GOWIA ANTIVIBRAITII SAGA S.p.A.
Mailand, Italien
'/Stoßdämpfer für FahrzeuKfederunKsanordnung:en"
Priorität : 15. Dezember 1970 / Italien Anmelde.-Hr.: 33008-A/70
Die Erfindung "bezieht sich auf einen 'stoßdämpfer
für Fahrzeugfederungsanordnungen und betrifft insbesondere einen Stoßdämpfer mit variierender Dämpfung für
Schienenfahrzeuge, die federnd nachgiebige Federungenanordnungen mit unterschiedlicher Elastizität und hoher Flexibili
tät bei kleinen Belastungen aufweisen.
Bei einer bekannten Art einer federnd nachgiebigen Anordnung sind Hauptfederelemente aus Gummi oder einem anderen
zweckmäßigen, federnd nachgiebigen Werkstoff und mindestens ein Hilfselement vorgesehen, dessen Flexibilität
größer als die des Hauptelements ist, wobei zwischen den Hauptelementen und dem Hilfselement mit Öffnungen versehene
Metallscheiben angeordnet sind, durch die sich ein Zapfen erstreckt, welcher an einem Ende an einem der Bauelemente,
an dem die Feder befestigt ist, fest angebracht ist.
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Es ist auch eine Federungsanordnung bekannt, "bei
der eins der Hauptelemente und das Hilfselement gegenüber Drücken in Querrichtung unempfindlich gemacht sind, so daß
nur eins der beiden Hauptelemente eine federnde Nachgiebigkeit in' Querrichtung bietet, welche bei normalen Betriebsbedingungen
ausreicht zu verhindern, daß die Stützelemente der Achse auf den Achsenschutz auftreffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Stoßdämpfer eine zusätzliche Reibungsdämpfung
mit vorteilhafter Charakteristik zu schaffen.
Gemäß der Erfindung wird ein Reibungsstoßdämpfer für Fahrzeugfederungsanordnungen geschaffen, der mindestens
ein federnd nachgiebiges Hilfselement, welches zwischen zv/ei federnd nachgiebigen Hauptelementen angeordnet ist, eine
steife, mit Öffnung versehene Platte zwischen dem Hilfselement und jedem Hauptelement und einen Zapfen aufweist, der sich
durch die Öffnungen in den Platten erstreckt und dieselben während der federnd nachgiebigen Verformung der federnd
nachgiebigen Elemente in ihrer Lage bestimmt und führt. Dieser Reibungsstoßdämpfer ist gekennzeichnet -durch zwei einander
gegenüberliegende, kegelstumpfförmige Rahmen, die jeweils
an der entsprechenden der mit Öffnung versehenen Platten angebracht und in denen mehrere, den Zapfen umgebende Klemmelemente
angebracht sind, und daß eine federnd nachgiebige Schicht zwischen den kegeistumpfförmigen Rahmen und den
Klemmelementen so angeordnet ist, daß bei der federnd nachgiebigen Verformung des Hilfselemente, die eine relative Annäherung
der beiden mit Öffnung versehenen Platten erlaubt, eine radial nach innen gerichtete Kraft über die Klemmelemente
auf den Zapfen aufgebracht wird, wodurch der Reibungswiderstand des Stoßdämpfers erhöht wird. V/enn also die Fede-
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rung eine erhöhte Belastung aufnimmt, erfolgt eine relative
Bewegung zwischen dem Zapfen und den Klemmelementen, die zu einer der Bewegung widerstehenden Reibungskraft führt, welche
der Belastung der Federungsanordnung proportional ist und
von der federnd nachgiebigen "Verformung des Hilfselemente abhängt .
von der federnd nachgiebigen "Verformung des Hilfselemente abhängt .
-Es sei noch einmal erwähnt, daß erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele einen Stoßdämpfer mit variierender
Dämpfungskennlinie darstellen, Vielehe sich in Abhängigkeit von der Belastung der Pederungsanordnung ändert.
Dämpfungskennlinie darstellen, Vielehe sich in Abhängigkeit von der Belastung der Pederungsanordnung ändert.
Ein Merkmal der erfindungsgemäßen Stoßdämpfer besteht darin, daß die Dämpfungswirkung unabhängig ist von den
Hysteresiseigenschaften des für die federnd nachgiebigen
Elemente verwendeten elastomeren Werkstoffs.
Elemente verwendeten elastomeren Werkstoffs.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der
Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Pig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine Gummifederanordnung für Schienenfahrzeuge mit einem Stoßdämpfer
gemäß der Erfindung;
Pig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Axialschnitt durch einen Teil des Dämpfungselements des in Pig. 1
gezeigten Ausführungsbeispiels längs der Linie II-II in Pig.3;
Pig. 3 ist eine Ansicht des in Pig. 2 gezeigten
Teils des Ausführungsbeispiels gemäß Pig. 1 in Richtung der Pfeile IH-III in Pig. 2 gesehen; ,.
Teils des Ausführungsbeispiels gemäß Pig. 1 in Richtung der Pfeile IH-III in Pig. 2 gesehen; ,.
Pig. 4 ist ein Diagramm, welches/die Änderung der
Widerstandskraft des Dämpfungselements als Punktion der auf
rechts
die Pederungsanordnung v/irkenden Belastung und/die Kurve der
die Pederungsanordnung v/irkenden Belastung und/die Kurve der
federnden Nachgiebigkeit des Hilfselemente zeigt;
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Pig. 5 ist ein Kraft-Verformungs-Diagramm, welches die Hysteresis der Federungsanordnung mit und ohne Stoßdämpfer
zeigt.
In Fig. 1 ist eine insgesamt mit 12 "bezeichnete Federungsanordnung gezeigt, mittels der ein Fahrzeugrahmen 10
auf einer Achsstützanordnung 11 federnd nachgiebig angebracht ist. Die Federungsanordnung 12 ist mit dem Rahmen 10 mittels
einer Platte 18 fest verbunden=
Die Federungsanordnung 12 umfaßt zwei federnd nachgiebige,
kegeistumpfförmige Hauptelemente 13 und 14, die so
angeordnet sind, daß ihre kleineren Enden einander zugewandt sind. Zwischen den beiden federnd nachgiebigen Hauptelementen
13 und 14 ist ein feuernd nachgiebiges Hilfselement 17 und zwischen dem Hilfselement 17 und den beiden Hauptelementen
ist jeweils eine s/fceife Scheibe 15, 16 angeordnet. Das Hilfselement
ist weicher als die Hauptelemente, um die Flexibilität
der Federungsanordnung für geringe Belastungen zu erhöhen. An den Stirnseiten der Hauptelemente 13 und 14 sind die aus
der Zeichnung in Piß. 1 ersichtliche, in bekannter Weise vorgesehene Anschlußringscheiben angeordnet.
Die Platte 18 ist mit einem Zentrier- und Halteansatz 19 versehen, welcher sich durch eine entsprechende
Öffnung im Rahmen 10 erstreckt. Der Ansatz 19 bildet einen Teil eines Zapfens 20, welcher auch einen erweiterteil Bereich
21 aufweist,, der im Hauptelement 13 eingebettet und an der Platte 18 befestigt ist. Der Zapfen 20 erstreckt sich axial
in eine innerhalb der federnd nachgiebigen Hauptelemente 13 und 14 ausgebildete Kammer. Der Stoßdämpfer gemäß der Erfindung
wirkt auf den Zapfen 20 ein und umfaßt mehrere Klemmelemente 22. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind
drei derartige Klemmelemente 22a, 22b bsw. 22c vorgesehen. Die Klemmelemente sind von zwei Rahmengliedern 23a, 23b abgestützt,
welche aus Kunststoff, vorzugsweise Nylon, hergestellt und jeweils von kegelstumpfförmxger Gestalt sind. Die
Klemmelemente sind durch einen Zwischenraum oder Spalt t von-
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einander getrennt, wie Pig. 3 zeigt, welcher zweckmäßigerweise
in einer Größenordnung von 4 mm liegt. Die beiden kegelstumpfförmigen
Rahmenglieder 23a, 23b sind mit ihren Basen einander zugewandt angeordnet und um einen Abstand T voneinander
getrennt, welcher zweckmäßigerweise in einer Größenordnung von 25 mm liegt.
Zwischen den Rahmengliedern 23a, 23"b und den Klemmelementen
22a, 22b, 22c sind zwei Gummielemente 24a und 24b von entsprechender Härte angeordnet. Das Gummi dieser Elemente
24 ist vulkanisiert und mittels bekannter Verfahren g sowohl mit den Rahmengliedern 23a, 23b als auch mit den Klemmelemten
22 verbunden.
Der Stoßdämpfer ist zwischen den beiden Scheiben 15, 16 angeordnet, die zu diesem Zweck mit einem entsprechenden
kegelstumpf£örmigen Sitz 15a, 16a ausgebildet sinds in dem
die kegelstumpfförmigen Rahmenglieder 23a, 23h angebracht
sind. Der Zapfen 20 erstreckt sich zwischen den Klemmelementen 22, die so angeordnet sind, daß eine relative Bewegung
möglich ist.
Der Stoßdämpfer arbeitet wie folgt: Wenn die BeIa- g
stung der Pederungsanordnung zunimmt, wird zunächst das federnd
nachgiebige Hilfselement 17 zusammengepreßt, da es weicher ist als die Hauptelemente. Das erlaubt es den Scheiben
15 und 16, sich einander zu nähern. Auf diese Weise werden die kegelstumpfförmigen Rahmenglieder 23a, 23b einander
angenähert und die Gummielemente 24a, 24b verformt.
Wegen der konischen Gestalt der Rahmenglieder 23a, 23b hat die Verformung der Gummielemente 24a, 24b eine Querkomponente,
die einen nach innen gerichteten radialen Druck gegenüber dem Zapfen 20 verursacht, welcher bestrebt ist, die
Klemmelemente 22a, 22b, 22c gegen den Zapfen 20 zu pressen.
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Da zwischen dem Zapfen 20 und den Klemmelementen 22 eine relative Bewegung auftritt, wenn die Pederungsanordnung 12
nachgibt, verursacht dies eine Reibungswiderstandslcraft, die,
da sie von der elastischen Verformung des federnd nachgiebigen Hilfselements '17 abhängt, folglich der auf die Federungsanordnung
12 wirkenden Belastung proportional ist. Das Diagramm, welches das Verhalten der Widerstandskraft als Funktion der
auf die Federungsanordnung wirkenden Belastung zeigt, ist links in Fig. 4 dargestellt. Aus diesem Diagramm ist zu entnehmen,
daß die Widerstandskraft R der Belastung grob gesagt proportional ist, wie die Kurve K zeigt.
Die Oberflächen, an denen eine relative Bewegung und folglich Reibung auftritt, d.h. der Zapfen 2.0 und die
Klemmelemente 22,gind natürlich aus einem zweckmäßigen, verschleißfesten
Werkstoff hergestellt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß eine möglicherweise aufgrund der durch die
Relativbewegung verursachten Reibung erzeugte Abnutzung angesichts der kegelstumpfförmigen Gestalt der Rahmenglieder
23a, 23b des Stoßdämpfers und aufgrund der Betriebsweise des Stoßdämpfers automatisch ausgeglichen wird.
Mit den erfindungs gemäß en Stoßdämpfern ist es möglich, Dämpfungsindices für die Federungsanordnung zu erzielen,
die größer sind als die mit bisher bekannten Federungsanordnungen der fraglichen Art zu erzielenden Indices, selbst
wenn federnd nachgiebige Werkstoffe mit hoher Hysteresis verwendet sind. Es sei darauf hingewiesen, daß der Dämpfungsindex η vom Verhältnis zwischen der Dämpfung R eines Schwingsystems
und einer kritischen Dämpfung R abhängt, jenseits der die Bewegung der Anordnung nicht mehr periodisch ist.
In-Labortests hat sich herausgestellt, daß es möglich
ist, den Dämpfungsindex von etwa 0,13 bis etwa 0,15 zu erhöhen (d.h. eine Erhöhung um mehr als
209827/0467 '
Fig. 5 zeigt ein statisches Kraft-Verformungs-Diagramm
für die gesamte Federungsanordnung mit und ohne Stoßdämpfer (Kurve A "bzw. B). Die Zunahme der Dämpfung ist deutlich
durch die Vergrößerung der Fläche innerhalb der Hysteresisschleife
dieses statischen Diagramms gezeigt, aus dem ferner hervorgeht, daß die GesamtflexiMlität keine wesentliche
Änderung erfährt.
- Ansprüche -
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Claims (5)
1.) ' w.Stoßdämpfer für Fahrzeugfederungsanordnun-
än mit mindestens einem federnd nachgiebigen Hilfselement
zwischen zwei federnd nachgiebigen Hauptelementen und einer
steifen, mit Öffnung versehenen Platte zwischen dem Hilfselement und jedem Hauptelement und einem sich durch die Öffnungen
in den Platten erstreckenden Zapfen, der die Platte während der federnd nachgiebigen Verformung 'der federnd nachgiebigen
Elemente in ihrer Lage bestimmt und führt, dadurch gekennzeichnet , daß zwei einander gegenüberliegende,
kegelstumpfförmige Eahmenglieder (23a,23b) vorgesehen
sind, die jeweils an der entsprechenden der mit Öffnung versehenen Platten (15,16) angebracht und in denen
mehrere den Zapfen (20) umgebende Klemmelemente (22a,22b, 22c) angebracht sind, und daß eine federnd nachgiebige Schicht
(24a,24b) zwischen den beiden kegelstumpfförmigen Rahmengliedern
(23a,23b) und den Klemmelementen (22a,22b,22c) derartig
angeordnet sind, daß bei einer federnd nachgiebigen Verformung des Hilfselements (17)»die eine relative Annäherung der
beiden mit Öffnung versehenen Platten (15»16) erlaubt, eine radial nach innen gerichtete Kraft über die Klemmelemente
(22a,22b,22c) auf den Zapfen (20) aufgebracht wird, wodurch
der Reibungswiderstand des Dämpfers (12) erhöht wird.
2. . .„.,Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß um den Zapfen (20) herum, drei
Klemmelemente (22a,22b,22c) angeordnet sind, die jeweils vom
benachbarten Element um einen Abstand (t) zwischen 2 mm und 6 mm getrennt sind.
3. ... _. ,Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet , daß die kegelstumpfförmigen Rahmenglieder (238-,23b) aus einem Kunststoff hergestellt sind.
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4. . w .Stoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet ,daß die kegelstumpfförmigen Rahmenglieder
(23a,23"b) aus Nylon hergestellt sind.
5. . _ Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 "bis 4,
dadurch gekennzeichnet , daß die kegelstumpfförmigen Rahmenglieder (23a,23"b) mit ihren Basen einander
zugewandt angeordnet und um einen Abstand (T) zwischen 20 mm und 30 mm voneinander getrennt sind.
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JO
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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GB (1) | GB1332538A (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4998997A (en) * | 1989-02-15 | 1991-03-12 | Miner Enterprises, Inc. | Side bearing unit for railroad car |
AT400175B (de) * | 1991-03-01 | 1995-10-25 | Jenbacher Transportsysteme | Federelement |
CN106838111A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-06-13 | 勾厚渝 | 阻尼隔振系统及复合阻尼隔振器 |
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CN110259865B (zh) * | 2019-06-04 | 2020-10-09 | 常州大学 | 一种适用于共振带的阻尼骤变无峰减震器 |
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1971
- 1971-07-19 GB GB3380371A patent/GB1332538A/en not_active Expired
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- 1971-08-03 DE DE19712138854 patent/DE2138854A1/de active Pending
- 1971-09-30 CH CH1434071A patent/CH534601A/it not_active IP Right Cessation
- 1971-11-18 FR FR7141304A patent/FR2118459A5/fr not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR2118459A5 (de) | 1972-07-28 |
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