DE8020525U1

DE8020525U1 - Shock absorbers

Info

Publication number: DE8020525U1
Application number: DE19808020525
Authority: DE
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1979-08-01
Filing date: 1980-07-31
Publication date: 1980-11-13
Also published as: FR2463328B3; NL8004292A; GB2059005A; SE454673B; FR2463328A3; SE8005355L; IT7953498V0

Description

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SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 29.7.1980SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, July 29th, 1980

TPA/ko.hbTPA / ko.hb

Shock absorbers

Die Neuerung bezieht sich auf einen Stoßdämpfer, insbesondere für automatische Kupplungseinrichtungen von Eisenbahnwagen, bestehend aus einer hydraulischen, nach dem Prinzip der Verdrängung von Flüssigkeit arbeitenden ersten Dämpfungsstufe und aus einer zähelastischen, nach dem Prinzip der Energievernichtung durch die Hystereseeigenschaften eines elastisch verformbaren Materials arbeitenden zweiten Dämpfungsstufe mit einer Anreihung von verformbaren Elementen und dazwischenliegenden Abstandselementen mit ebenen an den benachbarten, verformbaren Elementen anliegenden Flächen, die mit axial gerichteten, in entsprechende Vertiefungen der verformbaren Elemente eingreifenden Vorsprüngen versehen sind.The innovation relates to a shock absorber, in particular for automatic coupling devices of railroad cars, consisting of a hydraulic first working on the principle of the displacement of liquid Damping level and a tough elastic, based on the principle of energy dissipation through the hysteresis properties an elastically deformable material working second damping stage with a series of deformable Elements and intermediate spacer elements with planar elements resting against the adjacent, deformable elements Surfaces with axially directed projections engaging in corresponding recesses of the deformable elements are provided.

Stoßdämpfer dieser Art werden schon in der europäischen Patentanmeldung 80 103183.2 vorgeschlagen. Durch die spezielle Anordnung der Vorsprünge und Vertiefungen ist nur eine transversale Verformung im Bereich der Vertiefungen möglich.Shock absorbers of this type are already proposed in European patent application 80 103183.2. Due to the special Arranging the projections and depressions, only a transverse deformation is possible in the area of the depressions.

Eine longidutinale Verformung der einzelnen Elemente
findet nicht statt. Aus diesem Grund ist der Verlauf
der Stoßdämpferkennlinie nicht oder nur in einem sehr
kleinen Anfangsbereich linear, wodurch bei der Anwen-A longitudinal deformation of the individual elements
does not take place. Because of this, the course is
the shock absorber characteristic does not or only to a great extent
small initial range linear, which means that in the application

dung zu hohe Bremsverzögerungen auftreten. Insbesondere
bei der Verwendung von Stoßdämpfern an Eisenbahnwagen
wird eine möglichst lineare Kennlinie gefordert. Dadurch, daß bei den bekannten Ausführungen die Stoßenergie innerhalb eines relativ sehr kurzen Stoßdämpferweges vernichtet werden muß, müssen die verformbaren Elemente
auch besonders hart und fest ausgeführt werden, wodurch
der nichtlineare Charakter des Stoßdämpfers verstärkt
wird.too long braking decelerations occur. In particular
when using shock absorbers on railroad cars
A characteristic that is as linear as possible is required. Due to the fact that in the known designs, the impact energy must be destroyed within a relatively very short shock absorber path, the deformable elements must
also run particularly hard and firm, which means
reinforces the non-linear character of the shock absorber
will.

Aufgabe der Neuerung ist es, einen Stoßdämpfer der eingangs genannten Art zu schaffen, der in einem großen Anfangsbereich des Stoßdämpferweges einen möglichst linearen Verlauf aufweist und bei dem die Elemente bei weiterer Verformung hohe Belastungen aufnehmen können.The task of the innovation is to create a shock absorber of the type mentioned at the beginning, which is in a large initial area the shock absorber travel has a linear course as possible and in which the elements with further deformation can absorb high loads.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die verformbaren EIemente einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und eine zentrale Bohrung aufweisen, und die Vertiefungen auf den Abstandselementen mit gleichem Abstand zum Rand dieser Bohrung und zum äußeren Rand der verformbaren Elemente angeordnet sind.The object is achieved in that the deformable EIemente have a substantially rectangular cross-section and a central bore, and the depressions the spacer elements equidistant from the edge of this hole and from the outer edge of the deformable elements are arranged.

Durch den speziellen Querschnitt der verformbaren Elemente und die besondere Anordnung der Vertiefungen und Vorsprünge wird weitgehend verhindert, daß das elastische
Material radial nach außen und innen ausweicht. Die elastische Nachgiebigkeit in axialer Richtung wird jedochThe special cross-section of the deformable elements and the special arrangement of the depressions and projections largely prevent the elastic
Material deviates radially outwards and inwards. However, the elastic compliance in the axial direction is

dadurch nicht eingeschränkt sondern sogar verstärkt. Die Folge ist eine vorteilhafte Erweiterung des linearen Bereiches der Stoßdämpferkennlinie.not restricted by this, but even reinforced. The result is an advantageous expansion of the linear range the shock absorber characteristic.

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Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung sind je zwei Vertiefungen auf den rechtwinklig zueinander verlaufenden Mittellinien und je zwei auf den beiden Diagonalen auf beiden Seitenflächen der Abstandselemente angeordnet. Durch die gleichmäßige Verteilung von je acht Vertiefungen am Umfang beider Seitenflächen werden besonders gute Ergebnisse hinsichtlich eines langen linearen Federweges erzielt. Die entsprechenden axialen Vorsprünge sind an den verformbaren Elementen angeordnet.Another feature of the innovation is that there are two indentations on each of the two at right angles to each other Center lines and two each on the two diagonals on both side surfaces of the spacer elements. The even distribution of eight recesses on the circumference of both side surfaces are special achieved good results in terms of a long linear spring travel. The corresponding axial protrusions are arranged on the deformable elements.

Bei einem besonders für die Fertigung vorteilhaften Ausführungsbeispiel werden die axialen Vorsprünge durch in axial verlaufende Bohrungen der Abstandselemente eingesetzte Kugeln gebildet. Die Abstandselemente können z. B. aus Blech gestanzt werden, wobei die Bohrungen gleichzeitig eingearbeitet werden. Durch Einsetzen und Verbördeln von handelsüblichen Kugeln, deren Durchmesser größer als die Blechstärke ist, entstehen die Abstandselemente mit beiderseitigen axialen Vorsprüngen.In an exemplary embodiment that is particularly advantageous for production the axial projections are inserted through axially extending bores of the spacer elements Balls formed. The spacers can, for. B. punched from sheet metal, the holes at the same time be incorporated. By inserting and crimping commercially available balls with a diameter greater than is the sheet metal thickness, the spacer elements are created with axial projections on both sides.

Nach weiteren Merkmalen der Neuerung weisen die verformbaren Elemente gleiche Dicke und diese zur diagonalen Länge ein Verhältnis von 0,1...0,2 auf und bestehen aus einem Elastomer mit einer Härte von mehr als 95 Shore. Die Kombination dieser Merkmale hat sich bei einem Ausführungsbeispiel als besonders vorteilhaft erwiesen. According to further features of the innovation, the deformable elements have the same thickness and these have a diagonal length a ratio of 0.1 ... 0.2 and consist of an elastomer with a hardness of more than 95 Shore. The combination these features have proven to be particularly advantageous in one embodiment.

Im folgenden wird die Neuerung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele beschrieben.The innovation is described below using the examples shown in the drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Seitenansicht eines Stoßdämpfers, teilweise im Schnitt,Fig. 1 side view of a shock absorber, partly in section,

— D —- D -

Fig. 2 Längsschnitt entlang der Linie II - II des Stoßdämpfers von Figur 1,2 shows a longitudinal section along the line II - II of the shock absorber from FIG. 1,

Fig. 3 Querschnitt entlang der Linie III - III des Stoßdämpfers undFig. 3 cross section along the line III - III of the shock absorber and

Fig. 4 Kennlinie des Stoßdämpfers.Fig. 4 Characteristic curve of the shock absorber.

Der in Figur 1, 2 und 3 dargestellte Stoßdämpfer besteht aus einer hydraulisch arbeitenden ersten Stufe 1 und einer zweiten Stufe 2 mit zähelastischem Verhalten. Die erste Stufe 1 enthält im wesentlichen einen Kolben 3, der in einem Gehäuse 4 verschiebbar gelagert ist. Die Kammer 5 ist mit einer geeigneten hydraulischen Flüssigjceit, z. B. öl, gefüllt. Die Kammer 5 steht mit dem auf der anderen Seite des Kolbens 3 angeordneten Raum 6 durch eine Anzahl von radialen 7 und einem axialen Kanal 8 in Verbindung. Bei Verschiebung des Kolbens 3 auf die rechte Seite in Figur 2 taucht ein kegelförmiger, am Gehäuse 4 befestigter Schaft 9 in den Kanal 8 ein, wodurch der Flüssigkeitsdurchsatz in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 3 geregelt wird. Der Kolben 3 ist mit einer Schubstange 10 verbunden, die in einer rohrförmigen Verlängerung 11 des Gehäuses 4 verschiebbar gelagert ist und an deren freien Ende eine Platte 12 befestigt ist, auf die die Kraft während des Betriebes einwirkt. Die Platte 12 ist mit zwei Halbringen 13 befestigt, die einerseits in eine Ringnut 14 der Schubstange 10 eingreifen und andererseits mit einem Flansch in einem Sitz der Platte 12 liegen.The shock absorber shown in Figure 1, 2 and 3 consists of a hydraulically operating first stage 1 and a second stage 2 with viscoplastic behavior. The first stage 1 essentially contains a piston 3, which is slidably mounted in a housing 4. The chamber 5 is filled with a suitable hydraulic fluid, z. B. oil, filled. The chamber 5 stands up with the the other side of the piston 3 arranged space 6 by a number of radial 7 and an axial channel 8 in Link. When the piston 3 is displaced to the right-hand side in FIG. 2, a conical one emerges on the housing 4 fixed shaft 9 in the channel 8, whereby the liquid throughput depending on the position of the Piston 3 is regulated. The piston 3 is connected to a push rod 10, which is in a tubular extension 11 of the housing 4 is slidably mounted and at the free end of which a plate 12 is attached to the the force acts during operation. The plate 12 is attached with two half-rings 13, which on the one hand in engage an annular groove 14 of the push rod 10 and on the other hand lie with a flange in a seat of the plate 12.

Die zweite Stufe 2 enthält eine Anzahl verformbarer Elemente 18 und Abstandselemente 19. Eine Aneinanderreihung von abwechselnd verformbaren Elementen 18 und Abstandselementen 19 ist zwischen der Platte 12 und dem Gehäuse 4 an-The second stage 2 contains a number of deformable elements 18 and spacer elements 19. A series of alternately deformable elements 18 and spacer elements 19 is between the plate 12 and the housing 4 to-

geordnet und wird durch eine auf die Platte 12 einwirkende Axialkraft zusammengedrückt. Die verformbaren Elemente 18 haben rechteckigen Querschnitt mit einem äußeren Rand 20 und weisen im Zentrum eine Bohrung 21 auf, die geringfügig größer ist als der Durchmesser der rohrförmigen Verlängerung 11. Die verformbaren Elemente 18 werden aus einem Material mit zähelastischen Eigenschaften, wie z. B. Gummi, Elastomer oder dgl. hergestellt.ordered and is compressed by an axial force acting on the plate 12. The deformable elements 18 have a rectangular cross-section with an outer edge 20 and have a bore 21 in the center, which is slightly is larger than the diameter of the tubular extension 11. The deformable elements 18 are made from a material with tough elastic properties, such as. B. rubber, elastomer or the like. Manufactured.

Die Abstandselemente 19 sind aus Metall hergestellt und haben einen ähnlichen Querschnitt wie die verformbaren Elemente 18. Wie in Figur 3 dargestellt, sind am Umfang verteilte Bohrungen 22a, 22b, 22c vorgesehen, in die Kugeln 29 eingesetzt sind, die mit über die Seitenfläche vorstehenden Abschnitten in entsprechende Vertiefungen 24 der benachbarten verformbaren Elemente eingreifen. Jedes Abstandselement weist acht Bohrungen auf, die wie in Figur 3 zu sehen ist, aufgeteilt sind. Vier Bohrungen 22a sind im wesentlichen auf den beiden Diagonalen, während die verbleibenden vier 22b, 22c auf den rechtwinklig zueinander verlaufenden Mittellinien angeordnet sind. Der Abstand einer Bohrung vom Rand 20 des verformbaren Elementes und vom Rand der Bohrung 21 ist gleich. Die Dicke ist so gewählt, daß sie etwa das 0,1...0,2fache der Länge der Diagonale beträgt.The spacers 19 are made of metal and have a similar cross-section to the deformable ones Elements 18. As shown in FIG. 3, bores 22a, 22b, 22c distributed around the circumference are provided in the balls 29 are used, which protrude over the side surface portions in corresponding recesses 24 of the adjacent deformable elements engage. Each spacer has eight holes like can be seen in Figure 3, are divided. Four holes 22a are essentially on the two diagonals while the remaining four 22b, 22c are arranged on the perpendicular center lines. Of the The distance of a bore from the edge 20 of the deformable element and from the edge of the bore 21 is the same. The thickness is chosen so that they are about 0.1 ... 0.2 times the length of the Diagonal is.

Im Betrieb verhält sich der Stoßdämpfer wie folgt:During operation, the shock absorber behaves as follows:

Wenn eine axiale Kraft infolge eines Stoßes zwischen zwei Eisenbahnwagen auf die Platte 12 einwirkt, wird diese auf die verformbaren Elemente 18 und über den Kolben 3 auf die Flüssigkeit in der Kammer 5 übertragen. Dabei verformen sich die Elemente 18 in axialer und radialer Richtung. Während die radiale Verformung durch die inWhen an axial force is applied to the plate 12 as a result of an impact between two railroad cars, it becomes transferred to the deformable elements 18 and via the piston 3 to the liquid in the chamber 5. Included the elements 18 deform in the axial and radial directions. While the radial deformation caused by the in

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die Vertiefungen 24 eingreifenden Kugeln 23 begrenzt wird, ist die axiale Verformung nicht beschränkt. Die Kugeln begrenzen nicht nur ein Ausweichen des elastischen Materials nach innen oder außen, sondern haben auch die Aufgäbe, das verformbare Element 18 in seiner Position und Form zu halten.the recesses 24 engaging balls 23 is limited, the axial deformation is not limited. The balls not only limit the elastic material dodging inwards or outwards, but also have the task of to hold the deformable element 18 in its position and shape.

In dem in Figur 4 dargestellten Diagramm ist die Stoßdämpferkennlinie aufgetragen. Sie weist einen sehr langen linearen Anfangsbereich auf, während im weiteren Verlauf bis zum Ende des Stoßdämpferweges hohe Kräfte aufgenommen werden können. Die Kurve A-B-C wurde bei praktischen Versuchen aufgenommen unter Verwendung von verformbaren Elementen aus Elastomer mit einer Härte von 97 Shore, einer Dicke von 20...47 mm und einer Diagonale von 334 mm. Der Verlauf A-B liegt über der Geraden D-E, die nach internationalen Festlegungen die Grenze der Verformbarkeit bei Eisenbahnstoßdämpfern darstellt. Die Rückstellung des Stoßdämpfers erfolgt entlang der Kurve B-C, wenn die Belastung aufgehoben wird. Die von der Kurve eingeschlossene Fläche stellt die vom Stoßdämpfer vernichtete Energie dar, woraus auch die Dämpfungseigenschaften abgelesen werden können. In the diagram shown in Figure 4 is the shock absorber characteristic applied. It has a very long linear starting area, while in the further Course up to the end of the shock absorber travel high forces can be absorbed. The curve A-B-C was at practical tests included using deformable elements made of elastomer with a hardness of 97 Shore, a thickness of 20 ... 47 mm and a diagonal of 334 mm. The course A-B lies above the straight line D-E, which, according to international regulations, represents the limit of deformability in railway shock absorbers. The shock absorber resets along curve B-C when the load is released. the The area enclosed by the curve represents the energy destroyed by the shock absorber, from which the damping properties can also be read.

Die dargestellte und beschriebene Ausführung ist ein Beispiel der Neuerung und kann jederzeit konstruktiv abgeändert werden.The design shown and described is an example of the innovation and can be modified at any time will.

Claims

SKP KÜGELLAGERPABRIKEN GMBH Schweinfurt, July 29, 1980 TPA / ko.hb shock absorber protection claims e

1. Shock absorbers, especially for automatic coupling devices of railroad cars, consisting of a hydraulic first damping stage and working on the principle of the displacement of liquid from a tough elastic, according to the principle of energy destruction through the hysteresis properties of a elastically deformable material working second damping stage with a series of deformable Elements and intermediate spacer elements, with flat, on the adjacent, deformable elements abutting surfaces with axially directed, in corresponding recesses of the deformable elements engaging projections are provided, characterized in that the deformable elements (18) have a substantially rectangular cross-section and a central bore (21) and the depressions (24) on the spacer elements (19) with the same distance to the edge of this hole (21) and to outer edge (20) of the deformable elements are arranged.

2. Shock absorber according to claim 1, characterized in that two recesses (24) on the right-angled mutually extending center lines and two each on the two diagonals on both side surfaces of the Spacer elements (19) are arranged.

3. Shock absorber according to claim 1, characterized in that the axial projections through in axially running bores of the spacer elements (19) inserted balls (23) are formed.

4. Shock absorber according to one of claims 1 to 3, characterized in that the deformable elements (18) have the same thickness and the thickness to the diagonal length have a ratio of 0.1 ... 0.2.

5. Shock absorber according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the deformable elements

(18) consist of an elastomer with a hardness of more than 95 Shore.