Przedmiotem wynalazku jest podkladka sprezy¬ nujaca z gumy i metalu, stosowana w mechaniz¬ mach, tlumiacych wstrzasy, takich np., jak urza¬ dzenia pociagowe, w wagonach kolejowych i zde¬ rzakach.Wiadomo dobrze, ze urzadzenia pociagowe, sto¬ sowane w amerykanskich wagonach towarowych, musza posiadac zdolnosc tlumienia, wieksza od 18.000 funto^stóp, aby nadawaly sie wymiennie do obslugi wagonów. Poniewaz stosowane jest ogra¬ niczenie rozmiarów urzadzen pociagowych, to wszystkie takie urzadzenia wymienne musza od¬ powiadac konstrukcji standartowego wagonu to¬ warowego w zakresie, dotyczacym rozmiarów oslony przesla i lacznika. Urzadzenie pociagowe w nowoczesnej obsludze kolei zelaznej, bez wzgle¬ du na to, czy stosuje sie sprezyny metalowe i tar¬ cie, czy tez sprezyny z gumy, jako srodki tlumiace i absorbujace wstrzasy, musi wytrzymywac wy¬ sokie, wahajace sie i dzialajace przez dluzszy okres czasu obciazenia bez odksztalcania sie albo poslizgu, a nawet i wieksze uderzenia ciezarów.Rozruchowa sila pociagowa nowoczesnych towaro¬ wych lokomotyw Diesela dochodzi do 250.000 fun¬ tów, a stala sila pociagowa siega 170.000 funtów, nawet i wiecej.Wytwarzanie odpowiedniej gumy i wulkanizacji oraz laczenie gumy z metalem rozwinelo sie w cia¬ gu ubieglych kilku lat do tego stopnia, ze mozna wytwarzac podkladki gumowe o powierzchni, do¬ stosowanej wymiarami do uzytku w wyzej wymie¬ nionych warunkach.Podkladka gumowa wedlug wynalazku o rozmia¬ rach, -dostosowanych do konstrukcji standarto¬ wych wozów amerykanskich i o odpowiednim uksztaltowaniu jej powierzchni w wyniku licznych prób, wykazuje znaczna zdolnosc tlumienia oraz duza wytrzymalosc.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunkach.Fig. 1 przedstawia widok z góry podkladki we¬ dlug wynalazku, fig. 2 — widok krótszego boku podkladki, pokazanej na fig: 1, fig. 3 — powiek¬ szony boczny widok podkladki od boku dluzszego, pokazanej na fig. 1, fig. 4 — przekrój przez sro¬ dek dwóch podkladek, czesciowo scisnietych; fig. 5 — widok z góry typowego zespolu kilku ta¬ kich podkladek, tworzacych urzadzenie pociagowe wedlug wynalazku; fig. 6 — uklad krzywych, obrazujacych sprezanie i rozprezanie pojedynczej podkladki i zespolu podkladek podczas powolnego sprezania i rozprezania, jak w statycznej maszynie do badania; fig. 7 zespól wymienionych podkladek, zawierajacych pomiedzy soba plytki rozporowe oraz oparcia; fig. 8 — inny ksztalt podkladki, ani¬ zeli fig. 1, 2 i 3, w której guma polaczona jest z plytka metalowa tylko na pewnych przestrze¬ niach, fig. 9 — widok krótszego boku podkladki, pokazanej na fig. 8, fig. 10 — przekrój wzdluz linii 10—10 z fig. 8, fig. 11 — widok z góry podkladki okraglego ksztaltu, fig. 12 — przekrój wzdluz linii 12—12 z fig. 11.Jak widac z fig. 1, podkladka ta w najdogodniej¬ szej swej postaci sklada sie z wzglednie cienkiej plytki metalowej 10, polaczonej z kazdej strony z gumowa podkladka 12. Powierzchnia gumowej podkladki w stanie swobodnym albo nienaprezo- nym jest sfalowana i posiada tzw. wzniesienia i wglebienia.Stwierdzono, ze ksztalt tej sfalowanej powierz¬ chni ma wielkie znaczenie, wobec czego dla otrzymania maksymalnej pracy uzytkowej na cal szescienny gumy przy jej jednoczesnej duzej wy¬ trzymalosci, nalezy zachowac pewna przyblizona wymierna zaleznosc miedzy odstepami grzbietów 13, fal glebokoscia zmarszczen i najmniejsza gru¬ boscia gumy we wglebieniach.Na fig. 3 oznaczono odleglosci pomiedzy grzbie¬ tami 13 litera A, grubosc gumy do szczytu grzbie¬ tu litera B i grubosc we wglebieniu litera C.W ksztalcie, pokazanym na fig. 1, 2 i 3, wymiar A jest w przyblizeniu 4,8 razy wiekszy od wymiaru B, gdy w nieznacznie zmienionej postaci, która wytrzymala bardzo surowe badania, wymiar A jest 4,1 razy wiekszy od ustalonego wymiaru B, a wymiar C staly w obu formach, stanowi 25% wymiaru B. Promien krzywizny grzbietu fal kaz¬ dego wzniesienia jest najodpowiedniejszy, gdy posiada te dlugosc, co promien krzywizny wgle¬ bienia. Wymiary powyzsze w polaczeniu z pro¬ mieniami krzywizny wzniesien i wglebien stanowia : o maksymalnym nachyleniu powierzchni gumy, oznaczonym litera «, które w dwóch powyzszych przypadkach wynosi w przyblizeniu 34° i 41i/2°.Przyjeto, ze kazde nachylenie w granicach od 32° do 42° bedzie odpowiednie.Zewnetrzne boki 14 krancowych grzbietów po¬ chylaja sie stopniowo od powierzchni plyty po szczyty grzbietów. Podobnie krance wszystkich grzhietów zmarszczen nachylone sa stopniowo do powierzchni Iplyty, jak pochylenie krancowe 16.Stwierdzono, ze to stopniowe pochylenie gumy od plytki po szczyty zmarszczen konieczne jest w celu ochrony wiazania miedzy guma i plytka metalowa wzdluz krawedzi obwodowych gumy w czasie dzialania na nia wielkich sil sprezajacych- Najlepsze nachylenie powierzchni boków 14 i 16 bedzie mniejsze od nachylenia «, jednak w zadnym% wypadku nie wieksze.Stala grubosc gumy oznacza sie przy pomocy plaszczyzny porównawczej w odniesieniu do linii x—x (fig. 3), przeciagnietej w takiej odleglosci Y ponad plaszczyzna plytki metalowej 10, ze obje¬ tosc gumy ponad ta linia równa sie objetosci wglebienia albo przestrzeni ponizej tej plaszczyzny odniesienia, az do dna wglebienia. Jezeli scisnie sie podkladke do tej stalej grubosci Y, to odpo¬ wiednio wykonana guma wypelnia calkowicie przestrzen ponizej linii odniesienia x—x, w wy¬ niku czego podkladka stanie sie trwalym blokiem gumowym o grubosci Y. Kazde dalsze sciskanie tej podkladki powoduje wzrastajace zewnetrznie napecznienie gumy w obwodzie podkladki. Opór, stawiany przez podkladke, jest wówczas bardzo duzy, ale nawet przy tym wysokim stopniu spre¬ zenia posiada ona jeszcze znaczna zdolnosc tlu¬ mienia wstrzasów.Jak pokazano na fig. 5, najlepszy sposób skla¬ dania (podkladek, stykajacych sie bezposrednio po¬ wierzchniami falistymi i zestrajajacych sie do¬ kladnie z przyleglymi podkladkami jest pod dzia¬ laniem wystepów i wglebien, a mianowicie wy¬ stepu 20 i wglebienia 22, uformowanych po obu stronach kazdej podkladki, dopasowanej do wgle¬ bien i wystepów przyleglych podkladek. Wystepy sa odpowiednio dopasowane do wglebien tak, ze z odchyleniem sie gumy, odchylaja sie równocze¬ snie wystepy, co chroni przed scieraniem. Na fig. 5 pokazano zastosowanie krancowych pod¬ kladek, w których guma znajduje sie tylko po jednej stronie metalowej plytki 24. W tym przy¬ padku metalowa plytka spoczywa bezposrednio na nasadzie 26 urzadzenia pociagowego, co chroni przed wszelkim kontaktem gumy z metalem.Jezeli zespól podkladek, zestawionych w spo¬ sób, pokazany na fig. 5, zostanie przycisniety jedna do drugiej to powierzchnia styku szczytów — 2 —fal bedzie stosunkowo mala, a samo sciskanie podkladek bedzie stosunkowo latwe, co przedsta- wone jest na fig. 6 na prawej krzywej sprezania na odcinku od zera do okolic punktu F. W tym sprezaniu czesc gumy usiluje sie przedostac z wzniesien do waskiej przestrzenia oznaczonej wymiarem C, przy czym nastapi nieznaczny wzrost gumy w tych przestrzeniach. Przyblizony ksztalt jednego punktu gumy podczas okresu sprezania pokazany jest na fig. 4. Przekonano sie, ze wgle¬ bienia zostaly czesciowo zapelnione guma. Po osiagnieciu punktu F na krzywej, mniej wiecej w polowie suwu roboczego zespolu podkladek, powierzchnia styku nagle wzrasta, przy jednocze¬ snym przesuwaniu sie po sobie powierzchni gu¬ mowych. Od punktu F plaszczyzna styku zwiek¬ sza sie szybko, a prawie po calkowitym wypel¬ nieniu wglebien bok wypuklosci dziala na bok nastepnej wypuklosci tak, ze kazdy ze stykaja¬ cych sie boków podtrzymuje nastepne boki. To boczne podtrzymywanie wzniesien, które wyste¬ puje przy dalszym wypelnianiu wglebien, powo¬ duje zwiekszanie przeciwstawiania sie dalszemu sprezaniu podkladek i jest cecha niniejszego wy¬ nalazku. Przy dalszym sciskaniu podkladek wgle¬ bienia wypelniaja sie calkowicie, tak ze boki wzniesien sa calkowicie podtrzymywane. Podklad¬ ka staje sie wtedy stalym twardym blokiem gumo¬ wym, a dalsze jej sciskanie powoduje zewnetrzne wyboczenia albo odksztalcenia gumy na obwo¬ dzie podkladki. Stopniowe nachylenie powierzchni obwodowych krawedzi gumy od powierzchni ply¬ ty po wierzcholek wzniesien, jak w odcinkach boków 14 i 16, idacych ku wglebieniom chroni wiazania podkladki z piyta przy dalszym jej sci¬ skaniu powyzej tego punktu. Podkladka taka wy¬ trzymuje kazde silne sciskanie, co jest niezbedne przy tlumieniu ciezkich uderzen albo zderzen ciezarów.Widac z tego) ze dzialanie podkladek w mniej wiecej pierwszej polowie suwu roboczego jest stosunkowo slabe. Nastepnie jednak podkladki sztywnieja szybko, lecz równomiernie do konca suwu pracy, co uwidocznione jest na krzywej powyzej punktu F.Podkladki tlumiace wyzej opisanego rodzaju scisnieto do wielkosci równej okolo 40—45% gru¬ bosci gumy u wierzcholków wzniesien i stwierdzo¬ no, ze jeszcze wtecly posiadaja one wystarczajaca chropowatosc i wytrzymalosc na wielokrotne ude¬ rzenia ciezarów powyzej miliona funtów. Usta¬ lono takze, ze plytki metalowe lub wkladki po¬ winny posiadac okreslona minimalna grubosc i wytrzymalosc, np. plytki ze stali zlewnej o grubosci ——" rozciagaja sie znacznie pod dzialaniem ciezaru 700.000 funtów. Najlepiej jest stosowac w zespole podkladek, pokazanych na fig. 5, plytki metalowe 10 o grubosci 3/16" albo tez plytki o dwa razy wiekszej wytrzymalosci od wyzej wspomnianch ze stali zlewnej. Moga byc one stosowane u wszystkich podkladek z wy¬ jatkiem krancowych. W krancowych podklad¬ kach, grubosc plytek moze wynosic 3/32", ponie¬ waz dziala na nie tylko polowa sily rozciagajacej.Na fig. 7 pokazany jest zespól, w którym gumo¬ we podkladki przedzielone sa plytkami rozporo¬ wymi 30. Plytki rozporowe pomagaja przeciwsta¬ wiac sie dzialaniu sil lamiacych lub rozciagaja¬ cych gume, powstajacych przy silnych uderzeniach ciezarów. W tego rodzaju zespole plytki 10' moga byc ciensze od plytek pokazanych na fig. 5, o ile na tym specjalnie zalezy.Na fig. 8, 9 i 10 pokazano inny rodzaj podkladki, w której guma laczy sie z plytka 40 tylko na pew¬ nych przestrzeniach. Przestrzenie te znajduja sie pomiedzy para kreskowanych linii 42, pokazanych na fig. 8, przy czym mieszcza sie przewaznie po¬ nizej najgrubszej czesci gumy. W tej podkladce niezwiazane boczne krance "gumy moga sie swo¬ bodnie poruszac na plytce, a powstrzymywane sa tylko przez tarcie i naturalna elastycznosc gumy.Przy takim przyleganiu guma moze sie wydosta¬ wac z boków latwiej, niz przy calkowitym pola¬ czeniu z plytka. Podkladka w tej zmodyfikowanej postaci daje pod naciskiem ciezaru wieksze od¬ chylenia, anizeli w swej pierwotnej postaci.Uksztaltowanie powierzchni gumowej podkladki z fig. 8, 9 i 10 podobne jest do ksztaltów powierz¬ chni, pokazanych na poprzednich figurach. Mozna wykorzystac calkowicie czesciowe albo umiejsco¬ wione przyleganie gumy we wglebieniach 44, wskutek czego pozostala guma bedzie sie latwiej wydostawac podczas naciskania, albo moze byc w zupelnosci usunieta. Na fig. 8 pokazano wycieta powierzchnie 46 wierzchu zmarszczenia, nacisnieta albo nacieta, po obu stronach jej dlugosci. Wy¬ stepuje tu stlumienie poczatkowego dzialania, na¬ ciskajacego na podkladke i zmniejszenie wybo¬ czenia gumy na jej koncach pod dzialaniem sil¬ nego nacisku, przy czym zmniejsza sie naprezenie w wiazaniu gumy z plytka metalowa. Konstrukcje niniejsza mozna zastosowac takze w podkladkach, pokazanych na fig. 1—3. Wytrzymalosc podkladek podobna jest do* poprzednich po dokladnym ze¬ strojeniu ich z przyleglymi podkladkami pod dzia- — 3 —/ laniem wystepów i wglebien, tj. wystepu 20 i wgle¬ bienia 22, uformowanych po obu stronach kazdej podkladki i dopasowanych do wglebien i wyste¬ pów krancowych podkladek.Podkladka tlumiaca, wedlug wynalazku posiada duzy stopien wytrzymalosci i nadaje sie do tej bardzo ciezkiej pracy. W standartowych wago¬ nach towarowych mozna stosowac zespól podkla- 13" dek o szerokosci okolo 12%", wysokosci 8 16 ze zwyklymi nasadami w standartowej oslonie urzadzenia pociagowego i standartowym prze¬ slem.Stwierdzono, ze urzadzenie pociagowe, utwo¬ rzone z dziesieciu takich podkladek, zawieraja¬ cych plytki rozporowe, zestawione pod cisnie¬ niem 5000 .funtów daje suw pracy od 2i/2" do 2%". Fig. 7 przedstawia zestaw urzadzenia pocia¬ gowego. Wydajnosc jego podczas powolnego spre¬ zania wynosi powyzej 18 000 funtów, a podczas szybkiego sprezania, tak jak przy uderzaniu, jest ona w rzeczywistosci o wiele wieksza. Ten wzrost wydajnosci przy zwiekszaniu sie szybkosci sci¬ skania jest charakterystyczny dla odpowiednio skonstruowanej gumy i stanowi bardzo wartoscio¬ wa charakterystyke urzadzenia pociagowego.Nalezy zauwazyc, ze w urzadzeniu pociagowym nie ma bezposredniego stykania sie metali dla ' ograniczenia suwu, caly normalny ciezar uzyteczny i wszelkie zderzenia ciezarów przejmuja gumowe podkladki.Dlugosc zespolu podkladek, pokazanych na fig. 7, jest o wiele mniejsza od dlugosci standartowej oslony urzadzenia pociagowego. Uzywajac takiej oslony, moga byc zastosowane oparcia na pod¬ kladke w dodatku do juz pokazanych dla nadania zespolowi wlasciwej dlugosci.Opisane powyzej podkladki maja ksztalt prosto¬ katny, te same jednak wyniki mozna otrzymac, stosujac podkladki okragle, lub tez o innych ksztaltach, dopasowanych do przestrzeni, w której maja byc uzyte. Fig. 11 przedstawia okragla pod¬ kladke, uzywana W urzadzeniach pociagowych wagonów kopalnianych albo bocznych zderzaków europejskich wagonów kolejowych. W tym przy¬ padku wypuklosci sa koncentryczne. Wystepy 54 i odpowiednie wglebienia 52 wykonane sa w celu utrzymania odpowiedniego zestrojenia zespolów podkladek, podobnie jak w urzadzeniu pociago¬ wym albo w zderzaku.Oczywiste jest, ze przy zmianie ilosci podkladek albo ich rozmiarów lub twardosci gumy mozna otrzymac obszerny zasieg charakterystycznych tlumien uderzen i amortyzacji; np. na fig. 6 poka¬ zano po lewej stronie wykresu krzywa sprezania i rozprezania pojedynczej podkladki gumowej, przedstawionej na fig. 1—-3, jako krzywej suwu albo sprezania podkladki na dlugosc okolo 0,4 cala, poczawszy od obciazenia zerowego a kon¬ czac na obciazeniu 600.000 funtów. Pod tym cie¬ zarem guma zostaje scisnieta do wielkosci równej okolo 40-tu procentom jej normalnej wysokosci, nrerzonej u szczytów wypuklosci. Krzywa z pra¬ wej strony wytworzyl zespól podobnych podkla¬ dek, zlozonych pod poczatkowym cisnieniem 5000 funtów. Kazda z krzywych uwidacznia czynnosc zwalniania lub sciskania podkladki lub podkladek, wykazujac, ze w warunkach powolnego sprezania i rozprezania charakterystyczny odsetek wyko¬ nanej pracy, zostaje przez nie pochloniety. Kazda podkladka zostaje scisnieta do rozmiarów okolo 40% jej zwyklej wysokosci, mierzonej u szczytów wypuklosci.Wynalazek jest zastosowany w urzadzeniach pociagowych kolei zelaznych w celu przejmowa¬ nia ciezkiej pracy dzialania, tlumiacego wstrzasy i zdolnosci amortyzacyjnych wybranych podkla¬ dek oraz gumy, uzywanej dotychczas tylko do tlumienia drgan i w celach izolacji.Stwierdzono, ze podkladki pod dzialaniem wy¬ twarzajacych sie uderzen ciezarów, które sciskaja gume, nie wskazuja zadnych uszkodzen wiazan, jezeli nachylenie gumy od powierzchni plyty do szczytów wypuklosci wynosi okolo 24°. Przy na¬ chyleniu gumy 30° i dzialaniu na podkladke takich samych obciazen, zauwazono tendencje w kierunku uszkodzenia wiazan na obwodzie gumy. Stwier¬ dzono, ze pomimo tego, ze kat 30 stopni okazal sie niewystarczajacy przy uderzeniach ciezarów przy wysokim stopniu sciskania, jakiemu poddano podkladki, to jednak kat taki wystarczy przy mniejszych sciskajacych ciezarach (do np. okolo 35% scisnieni a gumy).Chociaz w tym opisie uzywane bylo slowo „gu¬ ma", to rozumie sie, ze i inne tlumiace tworzywo moze byc uzywane na jej miejscu. PL