HU208367B

HU208367B - Springy unit for vehicles

Info

Publication number: HU208367B
Application number: HU177786A
Authority: HU
Inventors: Lajos Laib; Janos Varadi
Original assignee: Lajos Laib; Janos Varadi
Priority date: 1986-04-29
Filing date: 1986-04-29
Publication date: 1993-09-28
Also published as: HUT48340A; DE3714363C2; DE3714363A1

Abstract

The invention relates to a spring element for road and rail vehicles which is formed from two springs connected in series, that is one stronger and one weaker spring. The essence of the invention lies in the fact that it has a stop (6) limiting the maximum extension of the stronger spring (1) and a stop (7) limiting the maximum compression of the weaker spring (2). In an advantageous embodiment of the invention, ... Original abstract incomplete. <IMAGE>

Description

A találmány tárgya rugóegység, amely közúti és vasúti járművekhez egyaránt alkalmazható.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a spring assembly suitable for both road and rail vehicles.

Mint ismeretes, a pálya egyenletlensége miatt rugózatlan járművek csak egészen kis haladási sebességgel közlekedhetnek. A sebesség növelésével ugyanis a pályaegyenetlenségek miatt akkora ütések érnék a járműkereket, és ezen keresztül a járművet, amit az utasok, illetve a rakomány, de maga a járműszerkezet sem bírná ki (lásd pl. Váradi-dr Komándy: Traktorok, Autók c. könyve, Mezőgazdasági Könyvkiadó, 1980,170-186. oldal).As is well known, due to the unevenness of the track, non-sprung vehicles can only travel at very low speeds. In fact, increasing speeds would cause the vehicle wheel, due to unevenness in the track, to hit the vehicle wheel and thus the vehicle, which neither the passengers nor the cargo could endure (see, for example, Váradi-dr Komándy: Tractors, Cars, Agricultural Publisher, 1980-170-186).

A fenti okok miatt rugózott járműveknél a járműfelépítmény, illetve kocsitest, valamint a járókerék közé rugózóegységet építenek.Különféle rugozóegységek ismertek a járműtechnikában. Ismeretesek például olyan rugózóegységek, amelyek párhuzamosan kapcsolt rugókkal rendelkeznek, ezeknél a terhelés növevekedével rendre további rugó kapcsolódik a teher alátámasztásába. Főleg a vasúti járműtechnikában sorba kapcsolt rugókból álló rugóegységet is alaklmaznak. Az ismert rugozóegységek közös jellegzetessége, hogy a jármű mindenkori magassága erősen függ a mindenkori terheléstől, továbbá elkerülhetetlenül a járműhaladás közben lengéseket, oldalirányú dőléseket és bólintó mozgásokat okoznak, amelyek a korszerű járműtechnikában nem engedhetők és kiküsszöbbölésük jelenleg csak tetemes járulékos ráfordítással és kiegészítő szerkezeti egységek beépítésével egyenlíthetők.For these reasons, a suspension unit is installed between the body of the vehicle or the body of the car and the impeller. For this reason, various suspension units are known in the art. It is known, for example, to have spring units having springs engaged in parallel, whereby, as the load increases, an additional spring is connected to the load support. They also form a spring unit consisting mainly of series-connected springs, mainly in railway vehicle technology. A common feature of known suspension units is that the current height of the vehicle is strongly dependent on the current load, and inevitably causes oscillations, sideways inclinations and nodal movements as the vehicle is being driven, which can be eliminated at present with considerable additional effort and additional structural features. .

A jelen találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküsszöbölése, azaz olyan tökéletesített rúgózóegység létrehozása, amely viszonylag egyszerű szerkezeti kialakítások melett a lökésszerű terhelésekkel szemben csekély ellenállást fejt ki, ugyanakkor súlyerőkkel és tömegerőkkel szemben gyakorlatilag merev alátámasztást ad.It is an object of the present invention to overcome the above shortcomings, that is, to provide an improved spring assembly which, in addition to relatively simple construction, exhibits low resistance to shock loads while providing substantially rigid support for gravity and mass forces.

A találmány alapja az a felismerés, hogy főleg nagy haladó járműveknél az út egyenletségekből származó lökések okozta erőhatások nagyságrendéi nagyobbak, mint a súly, illetve tömegerők, tehát kívánatos lenne ezek szándékos szétválasztása. Ennek megtörténte esetén a kerék jól követhati az út profilját, de a rugózott járműre mégis csak a rugó összenyomásából, illetrve számazó erő hatna. Ezzel tehát hatásosan távoltarthatók a pályaegyenetlenségekből származó lökésszerűterhelések a járműfelépítménytől.The invention is based on the discovery that, particularly in the case of large advanced vehicles, the magnitude of the forces exerted by the shocks resulting from road evasion is greater than the weight or mass forces, and it is desirable to deliberately separate them. If this happens, the wheel will follow the road profile well, but the spring vehicle will only be subject to the force of the compression of the spring. This effectively removes the impact loads due to track irregularities from the vehicle body.

A kitűzött feladat megoldásához a bevezetőben emlitatt olyan ismert rugozóegységből indultunk ki, amelynek a járműfelépítmény és a járókerék közé épített két, egymással kapcsolatban lévő, de egymástól egymástól eltérő karakterisztikájú rugója, valamint rugótányérja és ütközője van. Ezt a jelen találmány szerint azzal fejlesztettük tovább, vagyis a találmány lényege, hogy a merevebb rugó és gyengébb rugó kétoldaltközös rugótányéron támaszkodnak, továbbá az egyik ütközője a megenegdett maximálisan kitágult állapotban a rugótányér elmozdulát határoló ütközőként, a másik ütközője viszont a gyengébb rugó megengedett maximálisan összenyomott állapotában a rugótányéron felfekvő és ezeáltal ebben a halyzetben a gyengébb rugót kitartó ütközőként van kialakítva.In order to accomplish this object, we have started from a known spring unit mentioned in the introduction, which has two related, but differently spaced springs and a spring plate and stopper, which are built between the vehicle body and the impeller. This is further developed in accordance with the present invention, that is, the essence of the invention is that the stiffer spring and the weaker spring are supported on a double-sided coil spring plate; in its state is formed as a stop which retains the weaker spring in this position.

A fent említett két találmány szerinti ütköző lehet merev kialakítású, de adott esetben azpok rugalmas kialakítása is előnyös lehet.The two abovementioned stops according to the invention may be of rigid design, but may also have the advantage of elastic design.

A találmány további jellemzője szerint előnyös azolyan kivitel, amelyeknél a merevebb és gyengébb rugók a közös rugótányér közbeiktatásával koaxálisan egymás fölött elrendezett hengers nyomott csavarrugóként vannak kialakítva. Ennél a második ütköző a járókerékhez csatlakoztatható és a gyengébb rugó alsó rugótányéijánt tartó tolórúdon - előnzösen kialakítható van rögyítve. Ez a tolórud a közös rugótányérhoz képest axiális irányban korlátozott elmozdíthatóan van elrendezve. Ezzel kölcsönösen egyszerű és olcsó gyártást és szerelést teszünk legetővé.According to a further feature of the present invention, the preferred embodiment is one in which the stiffer and weaker springs are formed as roller coils arranged coaxially above one another via a common spring plate. In this case, the second stop can be attached to the impeller and fixed on a sliding rod holding the lower spring plate of the inferior spring. This push rod is arranged to be displaced axially relative to the common spring plate. This makes it easy to produce and assemble each other simply and cheaply.

A találmányt részletesebben a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás példánkinti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which an exemplary embodiment of the present invention is illustrated. In the drawing:

- Az 1. ábra a találmány szerinti rugóegység példánként!Fig. 1 shows an example of a spring unit according to the invention.

kiviteli alakjának vázlatos függőleges metszete;a schematic vertical sectional view of an embodiment;

- a 2. ábra az 1. ábra szerinti megoldás elmozdulás-terhelőerő diagramjha.Figure 2 is a displacement-load diagram of the solution of Figure 1.

Amint ay 1. ábrán látható, a találmány szerinti R rugozóegységnek a jelen esetben egymás fölött koaxiálisán elrendezett és nyomott csavarrugóként kialakított, 1 merevebb rugója és 2 gyengébb rugója van, amelyek közé 3 rugótányér van építve. A köözös 3 rugótányért tehát felületről az 1 merevebb rugó terheli, ugyanakkor alulról a 2 gyengébb rugó támasykodik annak homlokfelületén. Az 1 merevebb rugó és a gyengébb 2 rugó eltérő katrakterisztikájú, (amint az a megnevezésükből is érzékelhető), de az 1. ábrából kivehető,hogy itt a z 1 merevebb rugö lényegesen nagyobb átmérőjűis, mint a gyengébb 2rugó.As shown in FIG. 1, the spring assembly R of the present invention has a stiffer spring 1 and a weaker spring 2 formed as a coaxially arranged and pressurized coil spring, between which a spring plate 3 is mounted. The common spring plate 3 is thus loaded from the surface by the stiffer spring 1, while at the same time the weaker spring 2 rests on its front surface from below. The stiffer spring 1 and the weaker spring 2 have different catheter characteristics (as can be seen from their name), but it can be seen from Figure 1 that here the stiffer spring z 1 has a significantly larger diameter than the weaker spring 2.

Az 1 merevebb rugó felső vége külön nem ábrázáolt, csupán vázltosan jelölt a jármű felépítményhnez, például az alvázhoz támaszkodik. A 2 gyengébb rugó jelen esetben koaxális elrendezésű 5 tolórúdon keresztül külön nem ábrázolt járókerékkel van kapcsolatban. A járókeréktől származó terhelések irányát P nyíl jelöli (1. ábra).The upper end of the stiffer spring 1 is not shown, but is merely sketched on a vehicle body, such as a chassis. The inferior spring 2 is in this case connected to an impeller via a coaxial sliding rod 5 not shown. The direction of impeller loads is indicated by an arrow P (Figure 1).

A találmány szerint az R rugózóegységnek 6 ütközője van, amely az 1 merevebb rugó megengedett, azaz előírt maximális tágulását határolja. A 6 ütköző a jelen esetben a 4 járműfelépítményhez csatlakozik és a fent említett határoló funkcióját azáltal látja el, hogy az alsó részén 6A vállal van ellátva, amelyen a 3 rugótányér az 1 merevebb rugó megengedett maximálisan kitágult állapotában felfekszik. (Az 1. ábrán lényegében ezt az állapotot szemléltettük).According to the invention, the spring unit R has a stop 6 which limits the maximum expansion of the stiffer spring 1 which is required. In this case, the stop 6 is attached to the vehicle body 4 and performs the abovementioned limiting function by providing a shoulder 6A on its lower part, on which the spring plate 3 rests in the maximum permissible expansion of the stiffer spring 1. (Figure 1 illustrates essentially this state).

A találmány szerint az R rugózóegységnek másik 7 ütközője is van, amelynek pedig az a feladata, hogy a a2 gyengébb rugó megengedett maximális összenyomódását határolja. A 7 ütköző az ábrázolt esetben az 5 tolórúdon van rögzítve, amely a 3 rugótányérhoz képest axiális irányban - az 1. ábrán feltüntetet helyzetéből lefeé - a 2 gyengébb rugó tágulásakor elmozdítható. A 2 gyengébb rugót az alsó végén rugótányér tá2According to the invention, the spring unit R also has another stop 7, which serves to limit the maximum allowable compression of the inferior spring a2. In the illustrated case, the stop 7 is secured to the push rod 5 which can be displaced axially with respect to the spring plate 3 from its position shown in Fig. 1, when the weaker spring 2 expands. The weaker spring 2 is supported at its lower end by a spring plate

HU 208 367 Β masztja, amely ugyancsak az 5 tolórúdhoz van rögzítve.EN 208 367 Β, which is also attached to the push rod 5.

A találmány szerinti R rugozóegység működésmódját az alábbiakban a 2. ábra kapcsán ismertetjük.The mode of operation of the spring unit R according to the invention is described below with reference to Figure 2.

Álló helyzetben, vagy a jármű sík pályán haladásakor a 2 gyenghébb rugó a megengedett maximálisan összenyomott állapotában van, ilyenkor a 7 ütköző' a közös 3 rugótányér alsó felületén felfekszik, azaz gyakorlatilag kiiktatja ebben az állapotban a 2 gyengébb rugót az alátámasztásból. Ugyanakkor az 1 merevebb rugó ilyenkor a megengedett maximális an kitágult állapotában van, amikoris előfeszítése révén az 1 merevebb rugó a 3 rugótányért rászorítja a 6 ütköző' 6A vállára. (Eyt az állapotot szemléltei az 1. ábra).When stationary or traveling on a flat plane, the weaker spring 2 is in its maximum allowable compressed state, in which case the stop 7 rests on the underside of the common spring plate 3, i.e. practically eliminates the weaker spring 2 from the support. At the same time, the stiffer spring 1 is then at its maximum allowable expansion, whereby by its preload, the stiffer spring 1 presses the spring plate 3 against the shoulder 6A of the stop 6. (This condition is illustrated in Figure 1).

A fenti üzemállapotban tehát mind az 1 merevebb rugó mind pedig a a 2 gyengébb rugó gyakorlatilag ki van iktatva, de rugózásra ebben a menetállapotban valójában nincs is szükség.Thus, in the above operating state, both the stiffer spring 1 and the weaker spring 2 are practically eliminated, but in fact, no spring is required in this driving state.

A 2. ábra diagramján a függőleges tengelyre a P terhelőeró't, a vízszintes tengelyre viszont az elmozdulás s értékeit vittük fel. a jelen esetben merev kialakítású 6 é s 7 ütközó'kesetén a R rugóegység 9 jelleggörbéje törtvonalú egyenes.In the diagram of Fig. 2, the load force P is plotted against the vertical axis, and the displacement s values are plotted against the horizontal axis. in this case the characteristic curve 9 of the spring unit R is a straight line in the case of rigid bumps 6 and 7.

A 2. ábrából kitűnik, hogy a r rugóegység a fentiekből részletezett normál üzemállapotban, a 9 jelleggörbe A és B pontok közötti 9B szakaszán működik, amely pedig PA és PB terhelésértékek között itt függőleges egyenes szakasz. A 9B szakaszon tehát a s elmozdulás értéke 0, vagyis az R rudöegység „merev”-nek tekintendő.It can be seen from Figure 2 that the spring unit r operates in the normal operating condition, as detailed above, on the section 9B between points A and B of the characteristic curve 9, which here is a vertical section between the load values PA and PB. Thus, in section 9B, the displacement s is 0, i.e. the rod unit R is considered to be "rigid".

A terhelés alsó PA értékét a találmány értelmében célszerűen a jármű üres tömege, a felső PA értékét aviszont a maximális járműterjelés fölötti értékre kell választani, a mindenkori alkalmazási célnak megfelelően.According to the invention, the lower PA load of the load is preferably the empty weight of the vehicle, while the upper PA value is chosen to be above the maximum vehicle mark, according to the particular application.

Mihelyt a járókerékről a pálya egyenetlenségéből adódóan a találmány szerinti R rugóegység olyan lökésszerű terhelést kap, amely meghaladja a PB értékét, akkor a kerék kis ellenállásnövekedés ellenében fölfelé mozdul el, hiszen ilyenkor az 5 tolórúdon keresztül a 7 ütköző megemeli a 3 rugótányért és eközben a terhelésnek megfeleő mértékben összenyomja az 1 merevebb rugót, (ezt az üzemállapotot a 2. ábrán a 9 jelleggörbe a 9c szakaszán szemlélteti).As soon as the impeller is subjected to an impulse load exceeding the value PB, the wheel moves upward with a slight increase in resistance as the stop 7 lifts the spring plate 3 and the it compresses the stiffer spring 1 appropriately (this operating condition is illustrated in Fig. 2 by the characteristic curve 9 in section 9c).

A visszarugózás után, vagyis a lökésszerű terhelés megszűnnie után, amikoris a terhelés értéke PB érték alá csökken az 1 merevebb rugó kitágulva újból rászorítja a 3 rugótányért a 6 ütköző 6A vállára, következésképpenaz R rugóegység ismét „merevvé” válik.After the springback, i.e. after the shock load has ceased, when the value of the load drops below PB, the stiffer spring 1 expands once more to squeeze the spring plate 3 onto the shoulder 6A of the stop 6 and consequently the spring unit R becomes "stiff" again.

A P terhelés hirtelen csökkenésekor, például, ha a járókerék pályamélyedésbe kerül, és ilyenkor a terhelésérték hirtelen z első határértékként választott PA terhelésérték alá esi, a 2 gyengébb rugó kitágulhat, hiszen az 5 tolórud a 8 rugötányérral és a kapcsolódó járműkerékkel együtt lefelé mozdul el.When the load P is abruptly reduced, for example, when the impeller falls into the recess and then the load suddenly falls below the load PA chosen as the first limit z, the weaker spring 2 may expand as the push rod 5 moves downward with the spring plate 8 and the associated vehicle wheel.

Ilyenkor megszűnik a 7 ütközőnek a 3 rugótányér on való felfekvése. Ebben az üzemállapotban teház a találmány szerinti R rugozóegység a jármú'kereket a pályán tartja anélkül, hogy az alátámasztó erő jelentősen tovább csökkenhetne (ezt szemlélteti a 2. ábra 9 jelleggörrbéjének 9A szakasza).In this case, the stop 7 is no longer resting against the spring plate 3. In this operating state, the spring assembly R of the present invention holds the vehicle wheel on the track without significantly decreasing the support force (illustrated in section 9A of the characteristic curve 9 in Figure 2).

Mihelyt a járókerék újból egyenes pályaszakaszra ér, a R rugozóegység terhelése a PA terhelésértéket meghaladja, azaz a szerkezet a 9 jelleggörbe függőleges 9B szakaszán ismét mereven fog működni.As soon as the impeller reaches a straight track again, the load on the spring unit R is greater than the load PA, i.e., the structure will again operate rigidly on the vertical portion 9B of the characteristic curve 9.

Amint a fentiekből kitűnik, a találmány szerinti B rugozóegység eredeti kialakításának és elrendezésének köszönhetően az 1 merevebb és a 2 gyengébb rugó valójában együtt sohasem működik. A járókjerék pontosan követi az útpálya profilját, viszont a rugózottjárműre kizárólag a rugóösszenyomodásból, illetve -kitágulásból származó erő hat. Ezzel tehát mindenféle járulékos segédberendezés alkalmazása nélkül hatásosan távoltartjuk a lökéseket a járműfelépítménytől, ami számottevő előny. A találmány további előnye, hogy a járműsebesség növekedésével az R rugózóegység hatékonysága nő, ami az ismert megoldásoknál ugyancsak elképzelhetetlen.As stated above, due to the original design and arrangement of the spring assembly B according to the invention, the stiffer and the weaker springs 1 never actually work together. Walking wheels closely follow the profile of the road, but only the spring compression or expansion force acts on the spring vehicle. Thus, without the use of any additional auxiliary equipment, it is possible to effectively eliminate shocks from the vehicle body, which is a considerable advantage. A further advantage of the invention is that as the vehicle speed increases, the efficiency of the spring unit R increases, which is also unimaginable in the prior art.

Mivel a találmány szerinti R rugózóegység normál üzemi állapotban merev alátámasztást biztosít, ezért a jármű mozgása nem függ a terheléstől, kanyarodáskor nem dől, gyorsításkor és lassításkor nem ágaskodik a járműfelépítmény, sőt lengésbe sem jön. Ezek pedig nyilvánvalóan jelentős előnyöknek minősülnek. További előny, hogy mivel az 1 merevebb rugó és a 2 gyengébb rugó karakterisztikája különböző, a gerjesztett lengések létrejötte is kizárt.Since the spring unit R of the present invention provides rigid support in normal operating condition, vehicle movement is independent of load, does not tilt when cornering, acceleration and deceleration do not cause the vehicle body to twist or even swing. These are obviously significant benefits. A further advantage is that since the characteristics of the stiffer spring 1 and the weaker spring 2 are different, excitation oscillations are also excluded.

A találmány szerinti R rugóegység tehát a jármú'felépítmény olyan sajátos alátámasztását biztosítja, amely csak akkor rugózik, amikor szükséges, vagyis ha a terhelés PA terhelésnél kisebb, illetve PB terhelésnél nagyobb, így a hagyományos rugózóegység hátrányait maradéktalanul kiküszöböli.Thus, the spring unit R according to the invention provides a special support for the vehicle body which springs only when necessary, i.e. when the load is less than the load PA and the load PB, thus completely eliminating the disadvantages of the conventional spring unit.

A találmány értelmében olyan kivitel is célszerű lehet, amelynél a 6 és 7 ütközők legálább egyike rugalmas kialakítású, például gumiütközó'ként van kialakítva. Ikivitelnél értelemszerűen a 9 jelleggörbe nem szögletes, hanem lekerekített.According to the invention, it may also be desirable to have at least one of the buffers 6 and 7 having a resilient configuration, such as a rubber bumper. In the case of export, obviously the characteristic curve 9 is not angular, but rounded.

Végül hangsúlyozzuk, hogy a találmány szerinti R rugózóegység a lökésszerű terhelésekkel szemben kis ellenállást fejt ki, az ezeknél nagyságrendedéi kisebb súlyeró'kkel és tömegerőkkel szembnen gyakorlatilag „merev” alátámasztásként viselkedik. Ezzel tehát megoldásunk elsőizben ad módot arra, hogy a nagy sebességgel haladó járműveknél is a lökések okozta, a nagyságrenddel nagyobb terhelőerőket és súly és tömegerőket egyszerűen szétválaszthassuk, ami a technika állásához képest önnmagában is jelentős műszaki többlethatásként értékelelendő.Finally, it should be emphasized that the spring unit R according to the invention exhibits low resistance to shock loads and, in contrast to smaller weight and mass forces, acts as a substantially "rigid" support. Thus, our solution is the first to enable the separation of the higher loads and the weight and mass forces caused by shocks, even in high-speed vehicles, which in itself can be regarded as a significant additional technical effect in the prior art.

Természetesen a találmány nem korlátozódik az ábrázolt példakénti kiviteli alakra. Adott esetben az igényelt oltalmi körön belül sok más változat és kiviteli mód is szóba jöhet. így például a merevebb 1 rugó és a 2 gyengébb rugó elrendezése és kialakítása az ábrázolttól eltérő is lehet. A merev 7 ütközőnek az axiális helyzete az 5 tolórúdon adott esetben állítható is lehet. Hengers nyomott csavarrugók helyett az 1 merevebb rugóhoz és 2 gyengébb rugóhoz más ismert rugók is alkalmazhatók, értelemszerűen hasonló előnyökkel.Of course, the invention is not limited to the exemplary embodiment shown. Where appropriate, many other variants and embodiments within the scope of the claimed protection may be contemplated. For example, the arrangement and design of the stiffer spring 1 and the weaker spring 2 may be different from that shown. The axial position of the rigid stop 7 on the push rod 5 may also be adjustable. Other known springs can be used in place of roller pressed coil springs for the stiffer spring 1 and the weaker spring 2, with obviously similar advantages.

HU 208 367 ΒHU 208 367 Β

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS

Claims

PATENT CLAIMS

1. Suspension unit for vehicles characterized by two interconnected but differently spaced springs, a spring plate and a stopper between vehicle body and impeller, characterized in that the stiffer spring (1) and the inferior spring (2) are on both sides of a common spring plate (3). ), one of its stops being in the maximum expanded state of the stiffer spring (1) as a stop (6) limiting the movement of the spring plate (3), and the other stop of the inferior spring (2) in position, the weaker spring (2) is designed as a bypass stop (7).

Spring unit according to Claim 1, characterized in that the stops (6,7) are rigid or flexible.

A spring assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the stiffer spring (1) and the weaker spring (2) are coaxially formed as cylindrical pressed coil springs arranged one above the other, and the stop (2). 7) is connected to the impeller and holds the lower spring blade (8) of the inferior spring (2) = sliding rod - preferably adjustable - whose relative axial position relative to the common spring blade (3) is limited.