DE7129796U

DE7129796U - Shock absorbers for vehicle suspension assemblies

Info

Publication number: DE7129796U
Application number: DE19717129796
Authority: DE
Original assignee: SOC APPLICAZIONI GOMMA ANTIVIBRANTI SAGA SpA
Current assignee: SOC APPLICAZIONI GOMMA ANTIVIBRANTI SAGA SpA
Priority date: 1970-12-15
Filing date: 1971-08-03
Publication date: 1973-01-04
Also published as: CH534601A; DE2138854A1; FR2118459A5; GB1332538A

Description

iTA.¹ APPLICAZIONI GOK-IA ANTIVIBRAIJTI SAGA S.p.A. Mailand, ItalieniTA. ¹ APPLICAZIONI GOK-IA ANTIVIBRAIJTI SAGA SpA Milan, Italy

''Stoßdämpfer für FahrzeußfederunKsanordnunEen"'' Shock absorbers for vehicle spring assemblies "

Priorität : 15. Dezember 1970 / Italien Anmelde -Nr.: 33OO8-A/7OPriority: December 15, 1970 / Italy registration no .: 33OO8-A / 7O

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßdämpfer iür Fahrzeugfederungsanordnungen und betrifft insbesondere einen Stoßdämpfer mit variierender Dämpfung für Schienenfahrzeuge, die federnd nachgiebige Federungenanordnujigen ii-.it unterschiedlicher Elastizität und hoher Flexibilität bei kleinen Belastungen aufweisen.The invention relates to a shock absorber for vehicle suspension assemblies and relates in particular to a shock absorber with varying damping for rail vehicles which have resilient suspension assemblies with different elasticity and high flexibility for small loads.

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 Haup^elementen 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.In one known type of resilient arrangement, main spring elements are rubber or other appropriate, resilient material and at least an auxiliary element is provided, the flexibility of which is greater than that of the main element, with between the Main ^ elements and the auxiliary element provided with openings Metal disks are arranged through which a pin extends, which at one end on one of the structural elements, to which the spring is attached, is firmly attached.

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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.A suspension arrangement is also known at the one of the main elements and the auxiliary element opposite Pressures in the transverse direction are made insensitive, so that only one of the two main elements has a resilient resilience in the transverse direction, which under normal operating conditions is sufficient to prevent the support elements of the Axle hit the axle protection.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Stoßdämpfer eine zusätzliche Reibungsdämpfung mit vorteilhafter Charakteristik zu schaffen.The invention is based on the object of providing additional frictional damping in a shock absorber of the generic type to create with advantageous characteristics.

Gemäß der Erfindung wird ein Reibungsstoßdämpfer für Fahrzeugfederungsanordnungen geschaffen, der mindestens ein federnd nachgiebiges Hilfselement, welches zwischen zwei 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 kegelstumpfförmigen Rahmen und den Klemmelementen so angeordnet ist, daß bei der federnd nachgiebigen Verformung des Hilfselemente, die eine relative Annäherung der beiden mit Öffiiung versehenen Platten erlaubt, eine radial nach innen gerichtete Kraft über die Klemmelemente auf den Zapfen aufgebracht wird, wodurch der Reibungswiderstand des Stoßdämpfers erhöht wird. Wenn also die Fede-According to the invention, a friction shock absorber for vehicle suspension assemblies is provided which has at least a resilient auxiliary element which is arranged between two resilient main elements, a rigid apertured plate between the auxiliary element and each main element and having a tenon which extends extends through the openings in the plates and the same during the resilient deformation of the resilient compliant elements determined in their position and leads. This friction shock absorber is characterized by two each other opposing, frustoconical frames, each attached to the corresponding one of the apertured plates and in which a plurality of clamping elements surrounding the pin are attached, and that a resilient layer between the frustoconical frame and the Clamping elements is arranged so that during the resilient deformation of the auxiliary elements, the relative approximation of the two plates provided with opening allows a radially inwardly directed force via the clamping elements is applied to the pin, whereby the frictional resistance of the shock absorber is increased. So if the spring

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 Pederungsanordnung proportional ist und von der federnd nachgiebigen Verformung des Hilfselemente abhängt .tion absorbs an increased load, a relative one takes place Movement between the pin and the clamping elements resulting in a frictional force resisting the movement, which the load on the peder arrangement is proportional and depends on the resilient deformation of the auxiliary element .

-Es sei noch einmal erwähnt, daß erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele einen Stoßdämpfer mit variierender Dämpfungskennlinie darstellen, welche sich in Abhängigkeit von der Belastung der Federungsanordnung ändert.-It should be mentioned again that embodiments of the invention have a shock absorber with varying Show the attenuation curve, which depends on changes from the load on the suspension assembly.

Ein Merkmal der erfindungsgemäßen Stoßdämpfer besteht darin, daß die Dämpfungswirkung unabhängig ist von den Hysteresiseigenschaften des für die federnd nachgiebigen Elemente verwendeten elastomeren Werkstoffs,A feature of the shock absorber according to the invention is that the damping effect is independent of the Hysteresis properties of the elastomeric material used for the resiliently flexible elements,

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention and advantageous details of the invention are described below with reference to schematic drawings an exemplary embodiment explained in more detail.

Pig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine Gummifederanordnung für Schienenfahrzeuge mit einem Stoßdämpfer gemäß der Erfindung;Pig. 1 shows an axial section through a rubber spring arrangement for rail vehicles with a shock absorber according to the invention;

Pig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Axialschnitt durch einen Teil des Dämpfungselements des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels längs der Linie II-II in Pig.3;Pig. FIG. 2 shows, on an enlarged scale, an axial section through part of the damping element in FIG. 1 shown embodiment along the line 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 III-III in Pig. 2 gesehen; -linksPig. 3 is a view of the in Pig. 2 shown part of the embodiment according to Pig. 1 towards the Arrows III-III in Pig. 2 seen; -Left

Pig. 4 ist ein Diagramm, welches/die Änderung derPig. 4 is a diagram showing the change in

Widerstandskraft des Dämpfungselements als Punktion der aufResistance force of the damping element as a puncture of the

rechts die Pederungsanordnung wirkenden Belastung und/die Kurve deron the right the peder arrangement acting load and / the curve of the

federnden Nachgiebigkeit des Hilfselemente zeigt;shows resilience of the auxiliary element;

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Fig. 5 ist ein Kraft-Verformungs-Diagramm, welches die Hysteresis der Federungsanordnung mit und ohne Stoßdämpfer zeigt.Fig. 5 is a force-deformation diagram showing the hysteresis of the suspension assembly with and without a shock absorber shows.

In Fig. 1 ist eine insgesamt mit 12 bezeichnete Federungsanordnung gezeigt, mittels der ein Fahr^-eug^Hhniftn ίο auf einer Achsstützanordnung 11 federnd nachgiebig angebracht ist. Die Federungsanordnung 12 ist mit dem Rahmen 10 mittel.'.-: einer Platte 18 fest verbunden.In Fig. 1, a total of 12 designated suspension arrangement is shown, by means of a Fahr ^ -eug ^ Hhniftn ίο mounted resiliently on an axle support assembly 11 is. The suspension arrangement 12 is firmly connected to the frame 10 by means of a plate 18.

Die Federungsanordnung 12 umfaßt zwei federnd nachgiebige, kegelstumpfförmige Hauptelemente 13 und 14, die so angeordnet sind, daß ihre kleineren Enden einander zugewandt sind. Zwischen den beiden federnd nachgiebigen Hauptele:nenTer. 13 und 14 ist ein federnd nachgiebiges Hilfselement 17 und zv/ischen dem Hilfselement 17 und den beiden Hauptele:nenten ist jeweils eine steife Scheibe 15, 16 angeordnet. Das Hilfselement ist weicher als die Hauptelemente, u;n die l'lexibiiität der Federungsanordnung für geringe Belastungen zu erhöhen. An den Stirnseiten der Haupi,elemente 13 und l'J sind -Mc i-..\;:i der Zeichnung in Fig. 1 ersichtliche, in bekannter V.V^;l-o vorgesehene Anschlußringscheiben angeordnet.The suspension assembly 12 comprises two resilient, frustoconical main members 13 and 14 which are arranged with their smaller ends facing one another. Between the two resilient main elements: nenTer. 13 and 14 is a resiliently flexible auxiliary element 17 and a rigid disk 15, 16 is arranged between the auxiliary element 17 and the two main elements. The auxiliary element is softer than the main elements in order to increase the flexibility of the suspension arrangement for low loads. On the end faces of the main elements 13 and l'J are -Mc i - .. \ ;: i of the drawing in Fig. 1, in known VV ^; Lo provided connecting ring disks arranged.

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 erweiterten Bereich 21 aufweist, der im Hauptelement 13 eingebettet und an der Platte 18 befestigt ist. Der Zapfen 20 erstreckt sich ax_al in eine innerhalb der federnd nachgiebigen Hauptelemente 13 und 14 ausgebildete Kammer. Der Stoßdämpf er gernäß der Erfindung wirkt auf den Zapfen 20 ein und umfaßt mehrere Klena:- elemente 22. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei derartige Klemmelemente 22a, 22b bzw. 22c vorgesehen. Die Klemmelemente sind von zwei Rahmengliedern 2 3a, 2 3b abgestützt, welche aus Kunststoff, vorzugsweise iiylon, hergestellt und jeweils von kege1stumpfförmiger Gestalt sind. Die Klemmelemente sind durch einen Zwischenraum oder Spalt t von-The plate 18 is provided with a centering and holding attachment 19, which extends through a corresponding opening in the frame 10. The approach 19 forms one Part of a pin 20, which also has an enlarged area 21, which is embedded in the main element 13 and attached to the Plate 18 is attached. The pin 20 extends ax_al into a chamber formed within the resilient main elements 13 and 14. The shock absorber he like according to the invention acts on the pin 20 and comprises several Klena: - elements 22. In the embodiment shown here, three such clamping elements 22a, 22b and 22c are provided. The clamping elements are supported by two frame members 2 3a, 2 3b, which are made of plastic, preferably nylon, and are each frustoconical in shape. the Clamping elements are separated by a gap or gap t

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einander getrennt, wie Fir;. 3 zeigt, v/elcher zweckrnäßigerweise in einer Größenordnung von 4 mm liegt. Die beiden kegelstumpff orrr.igen Rahmenglioder 23a, 23h sind mit ihren Basen einander ::ugev,'and"i; angeordnet und um einen Abstand T voneinander getrennt, welcher zweckmäßigerweise in einer Größenordnung von 2 5 mm liegt.separated from each other, like fir ;. 3 shows which is conveniently on the order of 4 mm. The two frustoconical frame members 23a, 23h are arranged with their bases to one another: ugev, 'and "i; and separated from one another by a distance T, which is expediently of the order of 25 mm.

Zwischen den Rahmengliedern 2 3a, 2 3h und den Klemmelementen 22a, 22h, 22c sind zwei Gummielemente 24a und 24h von entsprechender Härte angeordnet. Das Gummi dieser Elemente 2 4 ist vulkanisiert und mittels bekannter Verfahren sowohl mit den Rahmengliedern 23a, 23h als auch mit den KIeEmelemten 22 verbunden.Between the frame members 2 3a, 2 3h and the clamping elements 22a, 22h, 22c are two rubber members 24a and 24h arranged of appropriate hardness. The rubber of these elements 2 4 is vulcanized and made using known processes both with the frame members 23a, 23h and with the KIeEmelemten 22 connected.

Der Stoßdämpfer ist zwischen den beiden Scheiben 15» 16 angeordnet, die zu diesem Zweck mit einem entsprechenden kegelstumpfförmigen Sitz 15a, 16a ausgebildet sind, 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.The shock absorber is arranged between the two disks 15 »16, which for this purpose with a corresponding frustoconical seat 15a, 16a are formed in which the frustoconical frame members 23a, 23h attached are. The pin 20 extends between the clamping members 22 which are arranged to allow relative movement is possible.

Der Stoßdämpfer arbeitet wie folgt: Wenn die Belastung der ?ederungeanordnung zunimmt, wird zunächst das federnd nachgiebige Hilfselement 17 zusammengepreßt, da es v/eicher 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.The shock absorber works as follows: When the load on the suspension arrangement increases, it first becomes resilient flexible auxiliary element 17 pressed together, since it is v / eicher than the main elements. That allows the discs 15 and 16 to approach each other. Be that way the frustoconical frame members 23a, 23b approach each other and the rubber members 24a, 24b are deformed.

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.Because of the conical shape of the frame members 23a, 23b, the deformation of the rubber elements 24a, 24b has a transverse component, which is an inwardly directed radial pressure caused relative to the pin 20, which tends to press the clamping elements 22a, 22b, 22c against the pin 20.

Da zwischen dem Zapfen 20 und den Klemmeleraenten 22 eine relative Bewegung auftritt, wenn die Federungsanordnung 12 nachgibt, verursacht dies eine Reibungswiderstandskraft, die, da sie von der elastischen Verformung des federnd nachgiebigen Hilfselemente 17 abhängt, folglich der auf die Federungsanordnung 12 wirkenden Belastung pro jj-tional ist. Das Diagramm, welches das Verhalten der Widerstandskraft als Funktion der auf die Federungsanordnung wirkenden Belastung zeigt, ist links in I-'ig. 4 dargestellt. Aus diesem Diagramm ist zu entnehmen, daß die Widerstandskraft R der Belastung grob gesagt proportional ist, wie die Kurve K zeigt.Since between the pin 20 and the Klemmeleraenten 22 a relative movement occurs when the suspension assembly 12 yields, this causes a frictional drag force which, since it depends on the elastic deformation of the resilient auxiliary element 17, consequently that of the suspension arrangement 12 acting load is pro jj-tional. The diagram, which is the behavior of drag as a function of shows the load acting on the suspension arrangement is on the left in I-'ig. 4 shown. From this diagram it can be seen that that the drag force R is roughly proportional to the load, as curve K shows.

Die Oberflächen, an denen eine relative Bewegung und folglich Reibung auftritt, d.h. der Zapfen 20 und die Klemmelemente 22,gind natürlich aus einem zweckmäßigen, verschleißfesten V/erkstoff 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.The surfaces on which relative movement and consequent friction occurs, i.e. the pin 20 and the Clamping elements 22 are of course made of a suitable, wear-resistant Made of material. It should be noted, however, that a possibly due to the Relative movement caused friction generated wear in view of the frusto-conical shape of the frame members 23a, 23b of the shock absorber and is automatically compensated due to the mode of operation of the shock absorber.

Mit den erfindungsgemäßen 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.With the shock absorbers according to the invention it is possible To achieve damping indices for the suspension arrangement, which are greater than the indices to be achieved with previously known suspension arrangements of the type in question, themselves if resilient materials with high hysteresis are used. It should be noted that the damping index η depends on the ratio between the damping R of an oscillating system and a critical damping R depends, beyond which the movement of the arrangement is no longer periodic.

In Labortests hat sich herausgestellt, daß es möglich ist, den Dämpfungsindex von etwa 0,13 bii etwa 0,15 zu erhöhen (d.h. eine Erhöhung um mehr als 15/£).In laboratory tests it has been found that it is possible to increase the damping index from about 0.13 to about 0.15 increase (i.e. an increase of more than £ 15).

Fig. 5 zeigt ein statisches Kraft-Verformungs-Fig. 5 shows a static force deformation

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 Gesaratflexibilität keine wesentliche Änderung erführt.Diagram for the entire suspension arrangement with and without shock absorbers (Curve A or B). The increase in attenuation is evident from the increase in the area within the hysteresis loop This static diagram is shown, from which it can also be seen that the overall flexibility is not essential Change made.

- Ansprüche -- Expectations -

Claims

-B- Protection claims

1. Shock absorbers for vehicle suspension assemblies with at least one resilient. Auxiliary element consists of two resilient main elements and a rigid, apertured plate between the auxiliary element and each main element and a pin extending through the openings in the plates which holds the plate in place during the resilient deformation of the resilient elements and guides , characterized in that two opposing frustoconical frame members (23a, 23b) are provided, each attached to the corresponding one of the apertured plates (15, 16) and in which a plurality of clamping elements (22a , 22b, 22c) are attached, and that a resilient layer (24a, 24b) between the two frustoconical frame members (23a, 23b) and the clamping elements (22a, 22b, 22c) are arranged in such a way that in the event of a resilient deformation of the Auxiliary elements (17) that allow the two plates (15, 16) provided with openings to come closer together ubt, a radially inwardly directed force is applied to the pin (20) via the clamping elements (22a, 22b, 22c), whereby the frictional resistance of the damper (12) is increased.

2. ".. shock absorber according to claim 1, characterized in that i ⁱ m the pin (20) around three clamping elements (22a, 22b, 22c) are arranged, each of the adjacent element by a distance (t) between 2 mm and 6 mm are separated.

3. _ shock absorber according to claim 1 or 2, characterized in that the frustoconical Frame members (23a, 23b) are made from a plastic.

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4. Shock absorber according to claim 3, characterized in that the frustoconical frame members (23a, 23b) are made of nylon.

5. _ shock absorber according to one of claims 1 to 4 _; characterized in that the frustoconical frame members (23a, 23b) have their bases arranged facing one another and are separated from one another by a distance (T) between 20 mm and 30 mm.