Pierwszenstwo: 17.12.1971 (P.152253) 19.12.1970 Republika Federalna Niemiec Zgloszenie ogloszono: 05.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 30.04.1975 74441 KI. 20d,3/02 MKP B61f 5/06 Twórca wynalazku: Felix Schneider Uprawniony z patentu tymczasowego: Rheinstahl AG Transporttechnik, Kassel (Republika Federalna Niemiec) Amortyzator do pojazdów Przedmiotem wynalazku jest amortyzator do po¬ jazdów, zwlaszcza pojazdów szynowych, przy czym kazdy kadlub maznicy polaczony jest z rama po¬ jazdu co najmniej za pomoca jednego gumowo- -metalowego resoru, umieszczonego na ramie po¬ jazdu lub na kadlubie maznicy.Urzadzenia resorujace uzywane zwykle w pojaz¬ dach szynowych, skladajace sie z resorów pióro¬ wych, sprezyn srubowych lub resorów gumowo- -metalowych posiadaja wade polegajaca na tym, ze ich wlasciwosci sprezynowania dobrane sa pod katem maksymalnie dopuszczalnego obciazenia po¬ jazdu, co wplywa ujemnie na charakterystyke biegu i zachowanie sie pustego pojazdu, poniewaz przy stosunkowo malej wadze pustego pojazdu resory te nie sa dosc elastyczne. W szybko jadacych nie zaladowanych pojazdach, wyposazonych w tra¬ dycyjne resory, nie mozna na przyklad przy nie¬ równosciach szyn utrzymac za pomoca prostych srodków wlasciwego nacisku kól, niezbednego dla dokladnego prowadzenia ich obrzezy po szynach, co nie gwarantuje bezpieczenstwa jazdy i grozi wykolejeniem.Dla unikniecia tej wady podejmowano juz próby udoskonalenia konstrukcji resorowania osi. W zna¬ nej juz konstrukcji resory piórowe wykonane zo¬ staly jako resory rozpierajace, wskutek czego cie¬ zar pustego pojazdu przejmuje tylko jedno lub kilka górnych piór, a pozostale pióra resoru wcho¬ dza do akcji wraz ze wzrostem obciazenia. Wada 15 25 30 tej konstrukcji polega na tym, ze górne pióra re¬ soru wykonywac musza bardzo duze ugiecia, co powoduje wkrótce wystepowanie zjawisk zmecze¬ nia materialu i bardzo szybko pogorszenie charak¬ terystyki takich resorów.Znane jest poza tym stosowanie piór dodatko¬ wych, dzieki czemu zwieksza sie sprezynowanie pustego wagonu, co powoduje lepsze przyleganie kól do nierównosci szyn i zachowanie wymaganego nacisku kola przy skrecaniu podwozia. Dodatkowe pióra wymagaja jednak z reguly dodatkowych na¬ kladów, które oplacaja sie tylko w pojedynczych przypadlkach. Pirzy budowie nowych pojazdów szy¬ nowych te dodatkowe pióra resorów oznaczaja po¬ drozenie produkcji, którego mozna uniknac. Ponad¬ to wymagaloby to zastosowania dodatkowego tlu¬ mienia.Próbowano takze poprawic wlasciwosci resoro¬ wania pustych pojazdów za pomoca resorów hy¬ draulicznych lub pneumatycznych. Wszystkie zasto¬ sowane- rozwiazania sa jednak zbyt kosztowne, zbyt delikatne dla surowych warunków pracy wagonów towarowych, podatne na uszkodzenia i wymagaja zbyt duzych zabiegów konserwacyjnych.Celem wynalazku jest wyeliminowanie niedo¬ godnosci przez opracowanie amortyzatora, zwlasz¬ cza do resorowania pojazdów szynowych, opartego na resorze gumowo-metalowym, który dysponuje dostateczna rezerwa ugiecia zarówno przy maksy- 7444174441 3 malnym obciazeniu pojazdu, jak równiez, dzieki duzemu ugieciu, wplywa korzystnie przy pustym pojezdzie na zachowanie sie wagonu w czasie jaz¬ dy, który ponadto dziejri zwartej i nieskompliko¬ wanej budowie przynosi korzysci ekonomiczne, a wreszcie usuwa wady i niedomagania opisanych wyzej konstrukcji.Cel ten zostal osiagniety w ten sposób, ze gumo- wonmeitalowy resor sklada sie ze znanej sprezyny podkowiastej, przy czym zewnetrzna lub wewnetrz¬ na tuleja resoru, skladajacego sie co najmniej z jednej zewnetrznej i jednej wewnetrznej, prze¬ waznie jednak kilku usytuowanych koncentrycznie tulei metalowych, polaczonych nawulkanizowanymi przyladkami gumowymi, polaczona jest z kadlu¬ bem obejmujacym resor, natomiast druga tuleja, nie polaczona z kadlubem, posiada wychylne ramie.Guinowo-metalowy resor polaczony jest przegubo¬ wo'.za posrednictwem wychylnego ramienia z ka¬ dlubem maznicy lub bujakiem wzglednie z rama pojazdu, ipodczas, gdy kadlub przymocowany jest do ramy pojazdu, wzglednie do bujaka lub kadluba maznicy.Przy umieszczeniu kadluba na ramie pojazdu, na bujaku luib z prawej i z lewej strony na kadlubie maznicy, wewnetrzna tuleja polaczona jest z kadlu¬ bem. Kadlub posiada przy tym co najmniej jedna odejmowana sciane czolowa i na co najmniej jed¬ nej scianie czolowej umieszczona jest co najmniej jedna krzywka przewaznie w ksztalcie prostokata, trapezu lub trójkata.Przy umieszczeniu resoru koncentrycznie do ka¬ dluba maznicy, resor jest wzdluznie rozdzielony, a kadlub obejmujacy resor tworzy katowy kol¬ nierz. Kazde ramie wychylne polaczone jest przy tym z wewneitrzna tuleja kazdej czesci resoru, pod¬ czas, gdy zewnetrzne tuleje polaczone sa trwale z kolnierzami katowymi tworzacymi kadlub. W tym przykladzie wykonania na kazdej wewnetrznej tulei umieszczona jest nadto promieniowo co naj¬ mniej jedna krzywka przewaznie o ksztalcie pro¬ stokata, trapezu lub trójkata luib tez wychylne ra¬ mie w zakresie lezacym w obrebie resoru wykona¬ ne jest jako krzywka o takiej samej powierzchni.Dla uzyskania dowolnej, progresywnej charakter rystyki resoru i dla ochrony poszczególnych gumo¬ wych przekladek przed przeciazeniem, wzglednie jako ulozyskowanie oporowe, wewnetrzna tuleja oraz tuleje metalowe umieszczone pomiedzy we¬ wnetrzna i zewnetrzna metalowa tuleja gumowo¬ -metalowego elementu resorujacego, lub tuleje me¬ talowe, umieszczone pomiedzy wewnetrzna i ze¬ wnetrzna tuleja metalowa maja od strony czola wyciecia, zwymiarowane tak, ze wyciecie we¬ wnetrznej tulei metalowej obejmuje przewaznie bez luzu krzywke kadluba, natomiast wyciecia in¬ nych tulei metalowych i przekladki gumowe zwy¬ miarowane sa tak, ze przy wyczerpaniu ugiecia przekladek gumowych przy obciazeniu skrecajacym gumowo-metalowego elementu resorujacego, meta¬ lowe tuleje przylegaja jedna po drugiej do krzywki kadluba wzglednie do tulei metalowej.Rozwiazanie wedlug wynalazku stanowi zwarty, osloniony element resorujacy, zajmujacy malo miejsca, który wobec malej ^agi i latwosci monta- 15 zu nie wymaga absolutnie konserwacji. Resor dzia¬ la tylko w zakresie skrecania. Nie wystepuja nie¬ równomierne odksztalcenia wskutek ewentualnego przenoszenia normalnych sil pionowych. Podstawo- 5 wa zaleta polega jednak na tym, ze poprzez odpo¬ wiedni dobór liczby oraz wymiarów metalowych tulei, przekladek gumowych i ich twardosci mozna dowolnie ksztaltowac charakterystyke resoru. Re¬ sor mozna uksztaltowac na przyklad bardzo progre- lfl sywnie tak, ze przy pustym wagonie resor ten moze uginac sie znacznie pod ciezarem wlasnego pojazdu.Mozna osiagnac optymalna % teoretycznie charakte¬ rystyke resoru.Wyposazenie wagonu w resory skonstruowane w oparciu o zasady wynalazku poprawia zatem w decydujacym stopniu charakterystyke biegu szybko jadacego wagonu.Zgodnie z zalozeniami wynalazku mozliwe jest ponadto zainstalowanie pomiedzy zewnetrzna tule¬ ja metalowa i wewnetrzna sciana kadluba wzgled¬ nie pomiedzy wewnetrzna tuleja metalowa i kadlu¬ bem maznicy tulei ciernej, polaczonej trwale z tu¬ leja metalowa lub takiej tulei i lub jedno- lub ns wieloczesciowej okladziny ciernej, przy czym przy 25 umieszczaniu tulei ciernej albo okladziny ciernej na zewnetrznej tulei metalowej, wychylne ramie po¬ laczone jest z zewnetrzna tuleja metalowa lub z tuleja cierna. Dzieki takiemu ukladowi osiaga sie równoczesnie obok resorowania pozadane tlumienie, zalezne od ciezaru, które jest takze korzystne dla wlasciwosci biegu pojazdu, poniewaz material, z jakiego wykonane sa (przekladki gumowe, odzna¬ czac sie musi ze wzgledów technicznych mozliwie jak najmniejszym samotlumieniem.Powierzchnie kadluba wzglednie kadluba mazni¬ cy wspólpracujace z tuleja cierna albo z okladzina cierna moga byc walcowe, albo jedno- lub dwu¬ stronnie stozkowe, przy czym wówczas pomiedzy wychylnym ramieniem i kadlubem maznicy wzgle¬ dnie rama pojazdu umieszczone jest wahadlo.Wspólpracujace powierzchnie kadluba? kadluba maznicy i tulei ciernej wzglednie okladziny ciernej moga byc poza tym kuiistey przy czym wychykie 45 ramie polaczone jest z kadlubem maznicy wzgled¬ nie rama pojazdu za posrednictwem wieszaka wa¬ hadlowego lub tez, bezposrednia.W przypadku walcowego lub stozkowego wyko¬ nania tulei metalowej albo okladziny ciernej i we- 50 wnetrznej sciany kadluba, zainstalowane jest celo¬ wo wahadlo w ksztalcie zawieszenia ogniwkowego dla kompensacji poprzecznego luzu osi. Jesli nato¬ miast powierzchnie te wykonane sa w ksztalcie kuli, to mozna zrezygnowac z ogniwkowego zawie- 55 szema. Konstrukcja ta jest o tyle korzystna, ze przy tym tlumione sa bezposrednio równiez poprzeczne ruchy zestawu kolowego.Przy zachowaniu stosowanego dotychczas zwykle kadluba maznicy i dla zmniejszenia kosztów prze- 60 budowy w istniejacym wagonie, mozna pomiedzy wahadlowym wieszakiem i kadlubem maznicy lub pomiedzy wychylnym ramieniem i kadlubem mtó- nicy zainstalowac jarzmo, opierajace sie na kadlu¬ bie maznicy. Mozna wówczas bez trudu zastapic 65 tradycyjne resorowanie wagonu,np* resor piórowy, 35 4074441 resorowaniem wykonanym w oparciu o zalozenia wynalazku.Wedlug jednego z przykladów wykonania przed¬ miotu wynalazku kadlub posiada po stronie ze¬ wnetrznej stope, przy czym kadlub polaczony jest s za posrednictwem tej stopy z rama pojazdu wzgled¬ nie z kadlubem maznicy.Wedlug innego przykladu wykonania przedmiotu wynalazku kadluby gumowo-metalowych elemen¬ tów resorujacych oraz kadlub maznicy tworza je- 10 den zespól konstrukcyjny. Kadluby sa przy tym odlane, przykute, przyprasowane lub przyspawane z prawej lub z lewej strony maznicy.Amortyzator wedlug wynalazku jest przedsta¬ wiony przykladowo na rysunku, na którym fig. 1 15 pokazuje widok z boku zespolu jezdnego z amorty¬ zatorem wedlug wynalazku, fig. 2 — -przekrój wzdluz Unii II—II na fig. 1, fig. 3 — przekrój po¬ przeczny elementu przedstawionego na fig. 2, fig. 4 — przekrój wedlug ifiig. 3 w drugim przykla- 20 dzie wykonania elementu resorujacego, fig. 5 — widok wedlug fig. 1 w drugim przykladzie wyko¬ nania przedmiotu wynalazku, fig. 6 — widok we¬ dlug fig. 1 w trzecim przykladzie wykonania przed¬ miotu wynalazku, fig. 7 — widok wedlug sfiig. 1 25 w czwartym przykladzie wykonania przedmiotu wynalazku, £ig. 8 — widok wedlug fig. 1 w piatym przykladzie wykonania przedmiotu wynalazku^ fig. 9 — przekrój amortyzatora wzdluz linii IX—IX na fig. 8, fig. 10 — przekrój amortyzatora wzdluz 30 linii X—X." / Zespól jezdny przedstawiony na fig. 1 pokazuje zestaw kolowy 1 z kadlubem maznlicy 2 i nakladka ustalajaca 3, w tradycyjnym wykonaniu przewi¬ dzianym dla zastosowania resorów piórowych. K W miejsce resoru piórowego umocowane jest za pomoca czopa 4 w centrycznym otworze na kadlu¬ bie maznicy 2 jarzmo 5, na którego obu koncach znajduja sie uszy 6 odpowiadajace uszom resoru piórowego. Na podwoziu 7 pojazdu umocowane sa 4° z ptawej i z lewej strony zestawu kolowego 1 wsporniki 8. Kazdy wspornik 8 nosi element reso¬ rujacy 3r Jamrno 5 i aLementy resorujace 9 polaczo¬ ne sa za posrednictwem zawieszen ogniwkowych.Wsporniki 8 odpowiadaja w zarysie wspornikom 45 do instalowania resorów piórowych. Ich wolne za¬ konczenia sa jednak splaszczone i wyposazone w plyte laczaca 11 biegnaca równolegle do powierz¬ chni wspornika 8.Elementy resorujace 9 przykrecone sa srubami za 50 posrednictwem stopy 13 kadluba 12 do tej plyty 11.Polaczenie elememtu resorujacego 9 z zawieszeniem ogniwkowym 10 odbywa sie .poprzez wystajace z kadluba 12 wychylne ramie 14, którego zakoncze¬ nie polaczone z zawieszeniem ogniwkowym 10 wy- ss konane jest tak samo jak odpowiednie zakonczenie wspornika do instalowania resorów piórowych.Wnetrze kadluba 12 jest przy tym wirnikowe, a moze byc wykonane jako walcowe (fig. 2) lub kuliste (fig. 4) lub stozkowe z jednej lub ikilku 60 stron. Co najmniej jedna sciana czolowa 15 jest zdejmowana i polaczona z kadlubem 12 za pomoca srub 16, klamer lub tym podobnych elementów.Na scianach czolowych kadluba 12 usytuowane sa promieniowo po dwie plaskie krzywki 17 o za- 65 rysie trapezu. Zgodnie z wynalazkiem na obu czo¬ lowych scianach mozna umiescic po dwie krzywki 17 lub na kazdej czolowej scianie tyftko po jednej krzywce. Krzywki te moga miec równiez ksztalt trójkata lub prostokata.W kadlubie 12 umieszczony jest gumowo-meta- lowy element skladajacy sie z wielu usytuowanych koncentrycznie tulei metalowych 18—22 z przeklad¬ kami gumowymi 23—26. Kazda metalowa tuleja 18—22 posiada na czole wyciecia, których liczba i uklad odpowiadaja krzywkom 17, Zewnetrzna metalowa tuleja 22 moze przy itym, jak widac na fig. 3, przebiegac poza krzywki 17, nie majac wy¬ ciec.Wyciecia wewnetrznej tulei metalowej 18 obej¬ muja krzywki 17 przewaznie bez luzu. Wyciecia po¬ zostalych tulei metalowych 19-^21 pasowane sa dic krzywek 17 z luzem. Luz ten zalezny jest od wy¬ branej aktualnie charakterystyki resoru. Odpowia¬ da on maksymalnie dopuszczalnemu ugieciu prze¬ kladek gumowych 23—26 przy obciazeniu skrecaja¬ cym resoru. Na zewnetrznej tulei metalowej 22 lub na nasunietej na metalowa tuleje 22 i polaczonej z nia itulei ciernej 27, której zadanie izostalo opisane ponizej, umocowane jest wychylne ramie, polaczo¬ ne z kadlubem maznicy 2 za posrednictwem zawie- sizentia ogniwkowego 10. Gdy resor obciazony zosta • nie przez wychylne ramie 14, to* metalowe tuleje 18—22 przekrecaja sie wzajemnie, poniewaz krzyw¬ ki 17 utrzymuja wewnetrzna tuleje metalowa 18 w kadlubie 12 w .bezruchu.Wzajemne wzgledne przekrecenie sie tulei meta¬ lowych 18—22 odbywa sie przy tym stopniowo tak, ze przekrecenie na zewnatrz zmniejsza sie, co jest spowodowane zróznicowaniem przekroju gumowych przekladek 23—26. Wskutek stosunkowo malego przekroju wewnetrznej przekladki gumowej 23 osia¬ ga sie duze ugiecia przy malych ciezarach. Gdy ugiecie wewnetrznej przekladki gumowej 23 wy¬ czerpie sie, wówczas odpowiednia tuleja metalo¬ wa 19 przylega do krzywek 17. Unika sie przez to przeciazenia gumowej przekladki. Przy wzrastaja¬ cym obciazeniu nastepne metalowe tuleje 28—24 przylegaja jedna za druga do krzywek 17 .tak, ze" powstaje bardzo progresywna, latwo narastajaco stopniowo charakterystyka resoru.Zewnetrzna tuleja metalowa 22 porusza sie z za¬ sady przy kazdym ugieciu resoru. Dla kompensacji dobranego w sposób swiadomy niewielkiego dziala¬ nia tlumiacego przekladek gumowych 23—26 na drgania, rozwiazanie wedlug wynalazku wykorzy¬ stuje te ruchy zewnetrznej tulei metalowej. Na ze¬ wnetrznej metalowej tulei 22 umocowana jest w tym celu za posrednictwem klina 28 wspomniana wyzej tuleja cierna 27 lub ta tuleja i na niej jed¬ no- lub wieloczesciowia okladzina cierna 29, która wspóldziala z wewnetrzna powierzchnia kadluba 12 lub z umieszczona na niej okladzina cierna 30. Ele¬ ment resorujacy tlumi przy tym, podobnie jak tlu¬ mik cierny, drgania zestawu kolowego 1, dajac w efekcie wyrównana, miekka jazde wagonu. Tuleja* cierna 27 lub okladziny cierne 29 i 30 moga byc przy tym wykonane z twardego stopu, odpornego na scieranie lub z podobnego materialu. Tlumiace dzialanie mozna zwiekszyc przez nadanie wewnetrz-74441 nej scianie kadluba i przylegajacej do niej nega¬ tywowo okladzinie ciernej 29 i 30 lub tulei ciernej 27 ksztaltu stoika.Zgodne z zalozeniami wynalazku powierzchnie moga byc wykonane równiez w ksztalcie kuli (fig. 4). W tym przypadku zrezygnowac mozna z za- wiesizenda ogniwkowego 10. Przegub wychylnego ra¬ mienia 14 wykonany jest jako przegub kulisty 31 luib wyposazony w barylkowaty otwór albo gumo- wonmetalowa panewke do przejmowania zwichrcn wan. Obok pionowych drgan zestawu kolowego 1 tlumione sa przy tym takze silne drgania poziome.W dalszym przykladzie wykonania amortyzatora wedlug wynalazku mozliwe jest wyposazenie ka¬ dluba maznicy 2 w uszy mocujace 32 do zawiesze¬ nia ogniwkowego 10 wzglednie wychylnych ramion 14 sorujace 9 z prawej i lewej strony do kadluba maz¬ nicy 2 srubami i pirzymocowac za posrednictwem zawieszenia ogniwkowego 10 lub bezposrednio do wsporników, co umozliwiloby wówczas uzycie nor¬ malnych wsporników 33 wykonac inne rozwiazanie tej konstrukcji tak, ze kadlub maznicy i kadlub resoru skladaja sie z jed¬ nego zespolu konstrukcyjnego 34, przy czym kadlu¬ by na elementy resorujace sa odlane, przykute, przyprasowane lub przyspawane z prawej i lewej strony do kadluba maznicy (fig. 7). Wreszcie mozli¬ we jest usytuowanie elementów resorujacych 9 kon¬ centrycznie do kadluba maznicy (fig. 8—10), przy czym wtedy instaluje sie przewaznie dwa gumowo- -metalowe elementy resorujace jeden za drugim, obejmujace kadlub maznicy 35 lub element reso¬ rujacy rozdzielony jest wzdluz.Konstrukcja i dzialanie tych elementów resoruja¬ cych odpowiada elementom resorujacym, pokaza¬ nym na fig. 2—4. Jedynie wielkosc ich srednicy jest dobrana tak, ze wewnetrzna metalowa tuleja 36 nasuwa sie na okragly z zewnatrz kadlub maz¬ nicy 35. ,Na wewnetrznej tulei metalowej 36 umie¬ szcza sie, podobnie jak w uprzednio opisanych przy¬ kladach wykonania, gumowo-metalowe elementy resorujace, skladajace sie na przemian z metalo¬ wych tulei 37—40 i przekladek gumowych 41—44.W wewnetrzna metalowa tuleje wlozone sa w tym przykladzie wykonania okladziny cierne 45. Wedlug dalszego, nie uwidocznionego na rysunku przykladu wykonania, mozna tam jednak zainstalowac równiez tuleje cierna. Na wewnetrznej tulei metalowej 36 lub na polaczonej z nia na stale tulei ciernej umo¬ cowane jest wychylne ramie 45, odpowiadajace wy- chylnemu ramieniu 14, przewaznie w taki sposób, ze wychylne ramiona na sasiadujacych czolowych stronach wewnetrznej metalowej tulei 36 usytuo¬ wane sa naprzeciw siebie.Zakonczenie kadluba maznicy 35 zwrócone ku ze¬ stawowi kolowemu wyposazone jest w katowy kol¬ nierz 35a, który obejmuje gumowo-metalowy ele¬ ment resorujacy. Na przednim zakonczeniu kadlu¬ ba maznicy 35 umocowany jest dalszy kolnierz ka¬ towy 47, który obejmuje drugi gumowo-metalowy element resorujacy. Zewnetrzne metalowe tuleje 40 elementów resorujacych polaczone sa na stale z od¬ powiednimi katowymi kolnierzami 35a i 47. Po bo¬ kach metalowych tulei 36 znajdujacych sie promie¬ niowo naprzeciw wychylnych ramion 46 umieszczo¬ ne sa trójkatne, .trapezowe lub prostokatne krzywki 48, które, analogicznie jak w przedstawionych przy¬ kladach wykonania, wspóldzialaja z wycieciami me- 5 talowych tulei 37—39. Czesc kadluba maznicy 35 wspóldzialajaca z okladzinami ciernymi 45 wzgled¬ nie tulejami ciernymi wyposazona jest równiez w okladziny cierne 49. Tuleje cierne i okladziny cier¬ ne 45 i 49 moga byc równiez wykonane w ksztalcie H stozka, walca lub kuli. Zgodnie z zalozeniami wy¬ nalazku moga nastepnie odpasc krzywki 48 przy czym wówczas kazde wychylne ramie 46 wykonane jest odpowiednio w zakresie lezacym w obrebie gu- mowo-metalowego elementu resorujacego i wspól- 15 pracuje z wycieciami metalowych tulei 37—39. PL