HUT76195A - Rail vehicle suspension system - Google Patents

Description

A találmány tárgya támasztó rugószerkezet sínen futó járművek részére egy a függőleges erők felvételére szolgáló gázrugóval.

Ismeretes, hogy sínen futó járművek függőleges erőket felvevő rugójaként gázrugókat, különösképpen légrugókat alkalmaznak. Annak érdekében, hogy a rugószerkezet keresztirányú útját megnöveljék és a keresztirányú merevséget csökkentsék, a légrugókat többnyire szériában, rétegelt gumirugóval szerelik. Amennyiben azonban egy ilyen konstrukció síndőlések esetében is alkalmazásra kerül, nem kerülhető el, hogy a légrugó keresztirányban és kardanikusan igen erősen ki ne térjen. Ez egyrészről a légrugó jelentős igénybevételéhez, másrészről pedig a szerkezet keresztmerevségének megnövekedéséhez vezet.

Amennyiben az eltolódás csak a légrugón keresztül történik meg, a légrugót rendkívül nagyra kell méretezni, aminek eredményeként a forgózsámolyba való beépítése helyszükséglet szempontjából gyakran nem megvalósítható. Ez különösen ott érvényesül, ahol nemcsak egy központi légrugót, hanem több ilyen rugószerkezetet (például kettőt vagy négyet) kell a forgózsámolyba beépíteni.

Ezt a hátrányt elkerülendő, kidolgoztak rugószerkezeteket, amelyeknél a légrugókat acélrugókkal kombinálták a rétegelt rugók helyett, anélkül azonban, hogy a szükséges kritériumokat az igénybevételre, a keresztirányú merevségre és a beépítési volumenre vonatkozóan optimálisan kielégítették volna.

A találmány feladata egy olyan rugószerkezet létrehozása, amely valamennyi követelménynek megfelel.

A feladat találmány szerinti megoldása egy támasztó rugószerkezet sínen futó járművek részére, egy a függőleges erők felvételére szolgáló gázrugóval, ahol a gázrugó felső részén egy gömbsüveg alakú rugó, előnyösen egy szféri82423-2131 SR-Sch

-2*··· «··« »· » * · r · « ··· ··* «ι· « , • · · ··» kusan kialakított gumirugó van elrendezve.

Ezzel a szerkezetileg egyszerű, egy légrugónak egy gömbsüveg alakú rugóval való kombincáiójával tetszés szerinti kardanikus szögek érhetők el a légrugó változatlanul vízszintes helyzetének megőrzése mellet. Ezzel a szerkezeti kialakítással kis igénybevétel, csekély keresztirányú merevség jár együtt, a keresztirányú út kihasználásának lényeges javulása és a beépítési magasság egy elfogadható növekedése mellett.

Az ilyen rugószerkezetek ezáltal problémamentesen nagyobb számban is beépíthetők a forgózsámoly és a kocsiszekrény alsó része közé.

Egy különösen előnyösen kialakított kiviteli alak esetében a gázrugó alatt egy rétegelt gumirugó is elrendezésre kerül. A találmány szerinti megoldásnak köszönhetően a következő előnyök jelentkeztek:

- a rugószerkezet nagy kardanikus igénybevételi lehetősége;

- kardanikus igénybevétel alatt elérhető legalacsonyabb keresztirányú merevség;

- nagy keresztirányú út;

- optimális beépítési volumen.

Azon alkalmazás mellett, ahol a légrugó gyakorlatilag állandóan vízszintes marad, lehetségesek olyan kiviteli alakok, amelyeknél a gömbsüveggeometria és a gömbsüveg-merevség úgy van meghatározva, hogy a légrugó egy definiált, azaz korlátozott pozitív vagy negatív kardanikus szöget valósít meg. Ezzel a szerkezet keresztirányú merevsége széles határok között befolyásolható, különösképpen alacsony optimális értékek vonatkozásában.

A találmányt a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, rajzok alapján ismertetjük közelebbről. A mellékelt rajzokon az

1. ábra egy ismert rugószerkezet sematikus ábrázolása, amely egy alsó rétegelt rugóból és egy azon elrendezett gázrugóból áll, normál helyzetben és deformált állapotban. Ez utóbbi állapot szaggatott vonallal van megrajzolva, a • »·· ··· ·

-32. ábra egy találmány szerint kialakított rugószerkezetet ábrázol sematikusan egy alsó rétegelt rugóval egy azon elrendezett gázrugóval, és annak felső részén helyet foglaló gömbsüveg alakú rugóval, amelyeknek terhelt állapotban való elhelyezkedését az 1. ábrához hasonlóan szaggatott vonallal rajzoltuk meg, a

3a-3d. ábra ugyancsak sematikusan a rugószerkezet néhány elrendezési lehetőségét szemlélteti a forgózsámolyon.

A rajzokon szemléltetett rugószerkezeten sematikusan ábrázolásra került a sínen futó jármű feltámasztási pontja, ahol a rugószerkezet a forgózsámoly és a kocsiszekrény között vagy a forgózsámoly és egy tartó között van elrendezve.

A konstrukciós elv szerint a forgózsámoly és a kocsiszekrény vagy tartó között egy központi rugószerkezet vagy több rugószerkezet lehet elrendezve. A beépítési méretek az ilyen esetekben a várható terheléstől függenek. A 3a-3d. ábrák a rugószerkezetek néhány elrendezési lehetőségét szemléltetik a forgózsámolyon.

Az 1. ábra egy sínen futó járművek részére kialakított konvencionális rugószerkezetet ábrázol egy alul elhelyezett 1 rétegelt rugóval, ami lehet egy olyan rétegelt rugó, ahol felváltva egymás fölött gumi - és fémlapok vannak elhelyezve. Az ilyen rétegelt rugók ismertek és így nincs szükség azoknak közelebbi ismertetésére. Közvetlenül az 1 rétegelt rugó fölött egy gázrugó van elrendezve. Járműépítésben használt gázrugók általában ismertek és nem igényelnek további magyarázatot.

Ilyen rugókombinációk ismertek például a DE-OS 23 05 878 és a DE-OS 26 04 769 iratokból.

Kizárólag függőleges erők felvételére elegendő volna csupán egyetlen rugótípus, például egy gázrugó alkalmazása. Minthogy azonban sínen futó járművek esetében elkerülhetetlenül keresztirányú erők is fellépnek, a rugószerkezet keresztirányú útjának növelésére és a keresztirányú merevség csökken• ·

-4tésére, amint az az említett iratokban említésre került, a gázrugók szériában rétegelt gumirugókkal együtt kerülnek alkalmazásra. Síndőléseknél a légrugó az ilyen konstrukciók esetében, amint ezt az 1. ábra szemlélteti, keresztirányban (Y) és kardanikusan <p erősen kitérnek. Ez egyrészről kényszerűen a gázrugó nagy igénybevételéhez és másrészről a rugószerkezet nagyobb keresztirányú merevségéhez vezet. Annak érdekében, hogy a jelzett eltolódás csupán a gázrugóra kerüljön átadásra, a gázrugót különösen nagyra kellene méretezni, aminek következtében azonban a gázrugó elhelyezése egy forgózsámolyban rendkívül nagy nehézségekbe ütköznék.

A találmány szerinti konstrukciónak köszönhetően - amint ezt a 2. ábra szemlélteti - ezek a hátrányok különös tekintettel a nagy igénybevételekre, a nagy keresztirányú merevségre és a beépítési volumenre, elkerülhetőkké válnak.

A találmány szerinti rugószerkezet az alsó részében lényegében azonosan van kialakítva, mint a technika állásából ismert megoldásoknál. Azaz ez a kiviteli alak is rendelkezik egy 2 gáz- vagy légrugóval, valamint egy 1 rétegelt rugóval. A lényeges különbség abban áll, hogy a 2 gázrugó fejrészén egy szférikus, előnyösen gumiból készült 3 gömbsüveg alakú rugó van elrendezve.

Ez a rendszer megterhelhető kizárólag az F függőleges erőkkel, vagy a síndőlésből eredő F’ erőkkel, valamint M nyomatékkai is, miáltal olyan helyzetet fog felvenni, amelyet az ábra szemléltet.

A gömbsüveg-geometria és a gömbsüveg-merevségtől függően a gázrugó üzemi viszonyok között kardanikus kitérés és keresztirányú kitérés mellett is lényegében vízszintes helyzetben marad. A keresztirányú kitérést az 1 rétegelt rugó és a 2 gázrugó veszi fel.

Az 5 elasztomér test elasztikus tulajdonságainak megválasztásától valamint a gömbsüveg-geometriájától függően a szerkezet adott esetben olymódon deformálódhat, hogy üzemi viszonyok között tetszés szerinti keresztirányú kité• ·

-5résnél a gázrugó egy előre meghatározott szöget vesz fel a vízszinteshez képest.

A legfontosabb, hogy a tetszés szerinti kardanikus szög elérhető legyen.

A beépítési magasság elfogadható megnövelésével ez a szerkezet kisebb igénybevételt és merevséget, valamint jobb keresztirányú útkihasználást biztosít.

Claims (6)

1. Támasztó rugószerkezet sínenfutó járművek részére egy a függőleges erők felvételére szolgáló gázrugóval, azzal jellemezve, hogy a gázrugó (2) felső részén egy gömbsüveg alakú rugó (3) van elrendezve.

2. Az 1. igénypont szerinti rugószerkezet, azzal jellemezve, hogy a gázrugó (2) alatt egy rétegelt rugó (1) van elrendezve.

3. Az 1. igénypont szerinti rugószerkezet, azzal jellemezve, hogy a gömbsüveg alakú rugó (3) szférikus gumirugóként, vagy csészealakban van kialakítva.

4. Az 1 -3. igénypontok bármelyike szerinti rugószerkezet, azzal jellemezve, hogy a gömbsüveg alakú rugó (3) gömbsüveg-geometriája és gömbsüveg-merevsége úgy van megválasztva, hogy üzemi viszonyok között a gázrugó (2) felső része vízszintes helyzetben marad.

5. Az 1 -3. igénypontok bármelyike szerinti rugószerkezet, azzal jellemezve, hogy a gömbsüveg alakú rugó (3) gömbsüveg-geometriája és gömbsüveg-merevsége úgy van megválasztva, hogy üzemi viszonyok között a gázrugó (2) felső része, függően a keresztirányú kimozdítástól, a vízszintessel egy előre meghatározott szöget zár be.

6. Sínenfutó jármű, azzal jellemezve, hogy minden forgózsámoly és a kocsiszekrény között legalább egy az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti támasztó rugószerkezet van elrendezve.