Przedmiotem wynalazku jest sprezyna, zawiera¬ jaca warstwy materialu elastomerowego polaczone z plytami metalowymi wprowadzonymi pomiedzy te warstwy elastomeru.Sprezyny typu warstwowego tego rodzaju sa czesto uzywane, poza innymi zastosowaniami, jako czesc zawieszenia wózka pojazdu kolejowego i w takim zastosowaniu sprezyny sa zwykle mon¬ towane swoimi warstwami gumowymi i plytami metalowymi glównie poziomo tak, ze ciezar po¬ jazdu dziala w ten sposób, aby wywolac glównie tylko obciazenie sciskajace warstwy gumowe, pod¬ czas gdy wzgledne ruchy poprzeczne miedzy czes¬ ciami zawieszenia pojazdu wywoluja odksztalcenie scinajace warstw gumowych.Szczególnie przy duzych przemieszczeniach sci¬ najacych wystepuje znaczne zmniejszenie efekty¬ wnego pola przekroju poprzecznego sprezyny pro porcjonalnie do obciazen sciskajacych wynikaja¬ cych z podtrzymywania, gdyz górne warstwy spre¬ zyny przemieszczaja sie poprzecznie wzgledem dol¬ nych warstw a tylko wzglednie mala czesc górnej warstwy lezy nad i jest bezposrednio podpierana przez dolne warstwy.Stwierdzono, ze w tej sytuacji wytworzona jest kombinacja obciazen scinajacych i sciskajacych dzialajaca w warstwach gumowycn, które sa pod¬ dane naprezeniom wynikajacym z momentu zgi¬ najacego, a usterki spowodowane zmeczeniem wy¬ stepuja zwykle w warstwach skrajnych sprezyny, 10 20 25 30 gdzie naprezenia wynikajace z momentu gnacego sa najwieksze.Celem wynalazku bylo opracowanie konstrukcji sprezyny typu warstwowego o duzej odpornosci na zmeczenie w warunkach dzialania obciazen scinajacych.Cel ten zostal osiagniety przez to, ze sprezyna posiadajaca szereg warstw elastomeru polaczonycn z szeregiem plyt metalowych wprowadzonych po¬ miedzy te warstwy zawiera warstwy elastomeru o dlugosci, mierzonej w pierwszej plaszczyznie przekroju scisle prostopadlej do plaszczyzny tych warstw zmniejszajacej sie w kierunku od zewne¬ trznej warstwy ku warstwie srodkowej i metalowe plyty równiez o dlugosci zmniejszajacej sie w kie¬ runku od kazdej warstwy najbardziej lezacej na zewnatrz w kierunku ku srodowej warstwie, przy czym grubosc warstw elastomeru zmniejsza sie od kazdej najbardziej zewnetrznej warstwy w kie¬ runku warstwy srodkowej albo warstw srodko¬ wych.Sprezyna ma warstwy elastomeru, których dlu¬ gosc mierzona w drugiej plaszczyznie przekroju, scisle prostopadlej do wymienionej pierwszej pla¬ szczyzny przekroju zmniejsza sie od kazdej naj¬ bardziej na zewnatrz lezacej warstwy w kierunku warstwy lub warstw srodkowych.Co najmniej niektóre warstwy elastomeru i przy¬ legajace plyty metalowe maja otwory dla utwo¬ rzenia pustej przestrzeni wewnetrznej. Ta pusta 119 454119 3 wewnetrzna przestrzen jest hermetycznie zam¬ knieta.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sprezyne wedlug wynalazku w stanie 5 nieobciazonym w widoku z boku, fig. 2 — widok z boku sprezyny obciazonej, fig. 3 — sprezyne pod dzialaniem sily sciskajacej i scinajacej w wi¬ doku z boku, a fig. 4 — przedstawia odmiane po staci wykonania sprezyny jak na fig. 1 w prze- 10 kroju pionowym.Sprezyna 10 typu warstwowego do stosowania w zawieszeniu wózka zwrotnego pojazdu kolejo¬ wego sklada sie z wiekszej liczby warstw 11 ela¬ stomeru zlaczonych z metalowymi plytami 12 oraz 15 metalowymi plytami skrajnymi 13. Sprezyna za¬ wiera szereg równoleglych warstw Ha, llb, lic, llfl elastomeru zlaczonych z, wprowadzonym po¬ miedzy nie, szeregiem równoleglych plyt 12 me¬ talowych, przy czym dlugosc 1 i grubosc g warstw 20 11 elastomeru mierzone w plaszczyznie pierwszego przekroju, scisle prostopadlej do plaszczyzny rów- noleglej do warstw 11 i metalowych plyt 12, 13 zmniejszaja sie od kazdej najbardziej na zewnatrz polozonej warstwy lid w kierunku warstwy sród- 25 kowej Ha lub warstw srodkowych.Sprezyna jest symetryczna w stosunku do srod¬ kowej metalowej plyty 12a a grubosc gv s2, gr g4, warstw Ha, Hb, lic, lid gumy odpowiednio z kaz¬ dej strony srodkowej plyty 12a zwieksza sie stop- SD niowo od srodkowych warstw Ha do warstw lid najbardziej polozonych na zewnatrz. Dlugosc lv lj, 13, 14 warstw gumy Ha, Hb, lic, lid odpowied¬ nio (fig; 1) takze zwieksza sie stopniowo od srod¬ kowych warstw Ha do warstw lid lezacych naj- 35 bardziej na zewnatrz.Wszystkie warstwy gumy Ha, Hb, lic, lid maja jednakowa dlugosc w kierunku prostopadlym do plaszczyzny (fig. 1) wzdluz pelnej dlugosci kazdej warstwy, a plyty sa podobnie uksztaltowane. War 4J stwy srodkowe Ha gumy i plyta metalowa 12a maja kwadratowy ksztalt zewnetrznego obrysu i odpowiednio bardziej lezace na zewnatrz warstwy Hb, lic, lid gumy i plyty 12, 13 maja prosto¬ katny ksztalt zewnetrznego obrysu. 45 Na fig. 4 przedstawiona jest sprezyna wedlug wy¬ nalazku w przekroju plaszczyzna prostopadla do plaszczyzny jak na fig. 1. Gumowe warstwy 11 i plyty 12 posiadaja otwory 14 tworzace pusta przestrzen wewnetrzna. Ta pusta wewnetrzna 50 przestrzen utworzona przez otwory 14 jest zewne¬ trznie zamknieta hermetycznie.Porównujac konwencjonalna sprezyne warstwo¬ wa ze sprezyna wedlug wynalazku widoczne jest, ze kazda warstwa gumowa i plyta metalowa pod 53 dzialaniem obciazen scinajacych nadaje sie bar¬ dziej do katowego przemieszczania sie wzgledem skrajnych czól sprezyny. Odpornosc na giecie kaz¬ dej warstwy jest proporcjonalna do momentu gna¬ cego przylozonego przez kombinacje zewnetrznych 60 sil sciskajacych i scinajacych, co daje w wyniku wzrost wytrzymalosci na zmeczenie w porównaniu do sprezyny konwencjonalnej.Odpowiednio do zmian dlugosci kolejnych warstw gumowych w Uj plaszczyznie przekroju poprze- « 454 4 cznego, dlugosc warstw gumowych daje sie zmie¬ niac podobnie w jednej lub w wiekszej liczbie plaszczyzn w zasadzie prostopadle do plaszczyzny warstw gumowych i plyt metalowych tak, aby zwiekszyc odpornosc zmeczeniowa sprezyny na obciazenie scinajace dzialajace w wiecej niz w je¬ dnym kierunku.Profile zewnetrzne warstw gumowych rozpatry¬ wane w plaszczyznach równoleglych do plyt me¬ talowych sa prostokatne, kwadratowe, kolowe lub eliptyczne, chociaz dopuszczalne jest stosowanie innych ksztaltów, korzystnie wielobocznych. War¬ stwy gumowe korzystnie maja uksztaltowane w nich otwory a plyty metalowe moga byc takze uksztaltowane z otworami tak, ze sprezyna ma wydrazona wewnatrz wneke — przestrzen. W celu uzyskania korzystnej odpornosci zmeczeniowej ani warstwy gumowe ani plyty nie sa wytwarzane z otworami. Sprezyna ma kanaly dla komunikacji miedzy wydrazona wneka i strona zewnetrzna sprezyny. Ta wydrazona wewnetrzna przestrzen korzystnie jest hermetycznie zamknieta, a dla utrzymywania wydrazenia w stanie hermetycznym jest przewidziany odpowiedni zawór lub uszczel¬ nienie, W przypadku gdy sprezyna ma kanal.Wszystkie warstwy gumowe lub podobne maja te sama grubosc, ale w korzystnym rozwiazaniu warstwy gumowe sa w srodku sprezyny wzglednie cienkie w porównaniu z warstwami zewnetrznymi, przy czym grubosc kolejnych warstw gumowych wzrasta progresywnie w kierunku do warstw skraj¬ nych.Gdy sprezyna jest poddana dzialaniu kombinacji sil scinajacych 1 sciskajacych (fig. 3), efektywne pole sprezyny skierowane do podparcia obciazen sciskajacych pozostaje w zasadzie niezmienione w pole przekroju poprzecznego srodkowych warstw gumowych Ha, co ulatwia zmniejszenie do mini¬ mum naprezen gnacych w zewnetrznych warstwach gumowych wskutek czego zwieksza sie odpornosc na zmeczenie, w porównaniu z konwencjonalna sprezyna majaca warstwy gumowe i plyty o podo¬ bnych wymiarach. Stosujac srodkowe warstwy gu¬ mowe i plyty (fig. 3), krótsze niz wzglednie zew¬ netrzne warstwy i plyty, wszystkie warstwy i ply¬ ty sa bardziej podatne do przesuwania katowego wzgledem plyt skrajnych niz w konwencjonalnej sprezynie, gdzie wszystkie plyty i warstwy maja podobne wymiary. Otrzymuje sie bardziej jednoli¬ ty rozklad naprezen gnacych w sprezynie, a w efe¬ kcie zwiekszenie jej wytrzymalosci na zmeczenie.Zastrzezenie patentowe Sprezyna posiadajaca szereg warstw elastomeru polaczonych z szeregiem plyt metalowych wpro¬ wadzonych pomiedzy te warstwy, znamienna tym, ze zawiera warstwy (Ha, Hb, lic, lid) elastomeru o dlugosci (Llf L2, L3, L4) mierzonej w pierwszej plaszczyznie przekroju scisle prostopadlej do pla¬ szczyzny tych warstw zmniejszajacej sie w kie¬ runku od zewnetrznej warstwy (lid) ku srodkowej warstwie (Ha) i o grubosci (gp g2, g3, gA) zmniej¬ szajacej sie od kazdej najbardziej zewnetrznej warstwy (lid) w kierunku warstwy srodkowej, albo warstw srodkowych (Ha), ora? metalowe ply^119 454 ty (12, 13) równiez o dlugosci zmniejszajacej sie •w kierunku od kazdej warstwy (Ud) najbardziej * lezacej na zewnatrz w kierunku ku srodkowej war¬ stwie (Ha). u. 13 12 i - U , i TL ¦9J] 9L - -«Z 7 13 •10 2Ln £=^11 d L-llb ^Lllc , .13 FIG.1 z s FI6.2 "V13 FIG./, PL