RU2135382C1 - Rail vehicle coupling unit in form of rod working in tension-compression - Google Patents

Rail vehicle coupling unit in form of rod working in tension-compression Download PDF

Info

Publication number
RU2135382C1
RU2135382C1 RU96108836/28A RU96108836A RU2135382C1 RU 2135382 C1 RU2135382 C1 RU 2135382C1 RU 96108836/28 A RU96108836/28 A RU 96108836/28A RU 96108836 A RU96108836 A RU 96108836A RU 2135382 C1 RU2135382 C1 RU 2135382C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
core
forces
tensile
shells
Prior art date
Application number
RU96108836/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96108836A (en
Inventor
Шель Вольфганг (DE)
Шель Вольфганг
Вайхельт Петер (DE)
Вайхельт Петер
Рудольф Ульрих (DE)
Рудольф Ульрих
Шпур Гюнтер (DE)
Шпур Гюнтер
Мор Хартмут (DE)
Мор Хартмут
Original Assignee
АББ Даймлер-Бенц Транспортацион (Дойчланд) Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by АББ Даймлер-Бенц Транспортацион (Дойчланд) Гмбх filed Critical АББ Даймлер-Бенц Транспортацион (Дойчланд) Гмбх
Priority claimed from PCT/DE1994/001069 external-priority patent/WO1995009754A1/en
Publication of RU96108836A publication Critical patent/RU96108836A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2135382C1 publication Critical patent/RU2135382C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C7/00Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/02Constructions of connecting-rods with constant length
    • F16C7/026Constructions of connecting-rods with constant length made of fibre reinforced resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06Fibrous reinforcements only
    • B29C70/08Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
    • B29C70/086Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers and with one or more layers of pure plastics material, e.g. foam layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/86Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/50Other details
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/10Constructional features of arms
    • B60G2206/11Constructional features of arms the arm being a radius or track or torque or steering rod or stabiliser end link
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/70Materials used in suspensions
    • B60G2206/71Light weight materials
    • B60G2206/7101Fiber-reinforced plastics [FRP]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00Articles relating to transporting
    • F16C2326/10Railway vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: coupling unit has rod-type member designed for taking up and transmission compressing forces, and connecting members on ends of rod-type member. Rod-type member is made in form of sandwich-type combination structure consisting of core passing in longitudinal direction, prestressed fiber combination winding enclosing the coupling unit, and two envelopes located at opposite longitudinal sides of core free from combination fiber winding. EFFECT: provision of required flexibility of coupling unit, facilitated manufacturing. 6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к соединительному узлу в виде работающей на растяжение-сжатие штанги для рельсовых транспортных средств. The invention relates to a connecting node in the form of a tensile-compression rod for rail vehicles.

В рельсовых транспортных средствах работающие на растяжение-сжатие штанги служат, например, для шарнирного присоединения поворотной тележки к не имеющему поворотной цапфы кузову-фургону рельсового транспортного средства с целью передачи возникающих при эксплуатации сил растяжения и торможения. In rail vehicles, tensile-compression rods are used, for example, to swivel a swivel truck to a swivel-body of a rail vehicle with the aim of transmitting tensile and braking forces that arise during operation.

Такие работающие на растяжение-сжатие штанги должны выдерживать без повреждения очень высокие нагрузки от сил растяжения и торможения, кратковременные статические и динамические нагрузки поворотной тележки при ускорениях до 5g. Во время эксплуатации, работающая на растяжение-сжатие штанга при прохождении дуговых участков, сортировочных горок, а также из-за продольной и поперечной качки поворотной тележки подвергается воздействию радиальных и карданных сдвигов между поворотной тележкой и кузовом-фургоном, которым противодействует концевое шарнирное соединение штанги. Such tensile-compression rods must withstand, without damage, very high loads from tensile and braking forces, short-term static and dynamic loads of the slewing trolley at accelerations up to 5g. During operation, a tensile-compressive rod during the passage of arc sections, sorting slides, and also due to the longitudinal and transverse rolling of the rotary trolley is exposed to radial and cardan shifts between the rotary trolley and the box body, which are opposed by the end hinge connection of the rod.

Из патента ФРГ 2929927C2, B 61 F 5/22, 1981 известно изготовление таких работающих на растяжение-сжатие штанг, изготовленных главным образом из металлических материалов. В часто применяемом конструктивном исполнении соединительная штанга несет на своих концах прифланцованные шарнирные элементы. Эти шарнирные элементы охватывают с некоторой посадкой изготовленные, например, из стального литья направляющие цапфы, закрепленные на деталях кузова-фургона, а также на поворотной тележке, и связаны с ними шарнирным подшипником. Для того чтобы при пуске и торможении снизить удары между поворотной тележкой и кузовом-фургоном, соединение должно быть произведено упругим способом. Так как соединительная штанга сама является жесткой, часто шарнирный подшипник выполняется в виде эластомерной детали, завулканизированной снаружи и внутри при помощи направляющих втулок. From the patent of Germany 2929927C2, B 61 F 5/22, 1981, it is known to manufacture such tensile-compressive rods made mainly of metal materials. In a frequently used design, the connecting rod carries flanged hinge elements at its ends. These hinge elements cover with a certain fit guide axles made, for example, of steel casting, mounted on the body parts of the wagon, as well as on the swivel trolley, and are connected with an articulated bearing. In order to reduce impacts between the slewing trolley and the box body during start-up and braking, the connection must be made in an elastic way. Since the connecting rod is itself rigid, often the spherical bearing is made in the form of an elastomeric part, vulcanized on the outside and inside by means of guide sleeves.

Проблема такого решения задачи заключается в том, что при увеличении мощности рельсового транспортного средства мероприятия, необходимые для увеличения прочности и устойчивости в работающих на растяжение-сжатие штангах, приводят к увеличению массы, что отрицательно сказывается на общем балансе масс транспортного средства. Желательно наоборот по возможности снижать массу. Другая проблема заключается в том, что для выбора размеров такой усиленной штанги и ее монтажа имеется в распоряжении лишь весьма ограниченная габаритная высота. Далее, недостатком является то, что обеспечивающие определенную упругость эластомерные детали обычных шарниров изменяют свои свойства под влиянием окружающей среды, масла, очистительных средств и окисления. Другие стойкие шарнирные элементы, например радиальные подшипники, не могут быть применены, поскольку они неблагоприятным образом снижают упругость соединения между поворотной тележкой и кузовом-фургоном. Однако желательна высокая упругость соединения между поворотной тележкой и кузовом-фургоном, так как она позволяет уменьшить возбуждение изгибных колебаний в кузове-фургоне и снизить вызванные ими вертикальные ускорения и динамическую нагрузку конструктивных элементов кузова-фургона, а кроме того, способствует ощущению комфорта водителем. The problem with such a solution to the problem is that with an increase in the power of a rail vehicle, the measures necessary to increase the strength and stability in the tensile-compressive rods increase the mass, which negatively affects the overall mass balance of the vehicle. It is advisable, on the contrary, to reduce weight if possible. Another problem is that only a very limited overall height is available for selecting the dimensions of such a reinforced bar and its mounting. Further, the disadvantage is that the elastomeric parts of conventional joints providing a certain elasticity change their properties under the influence of the environment, oil, cleaning agents and oxidation. Other persistent articulated elements, such as radial bearings, cannot be used because they adversely reduce the elasticity of the connection between the swivel cart and the box body. However, high elasticity of the connection between the swivel trolley and the box body is desirable, since it allows to reduce the excitation of bending vibrations in the box body and to reduce the vertical accelerations and dynamic load of the structural elements of the box body caused by them, and also contributes to the driver's comfort.

Для решения этих проблем предпринимается попытка выполнить работающую на растяжение-сжатие штангу из волокнистых комбинированных материалов. To solve these problems, an attempt is made to perform a tensile-compression rod of fibrous composite materials.

В патенте ФРГ DE 2951111 A1 описан соединительный узел в виде шатуна для двигателей внутреннего сгорания, в котором стержень шатуна установлен между двумя подшипниковыми гнездами. На этот узел наложена лента из пропитанного синтетической смолой волокнистого жгута. Стержень шатуна состоит из двух расположенных спинками друг к другу U-образных профилей, которые отпрессованы из усиленной волокном пластмассы и в каждый из которых в продольном направлении вставлен сердечник из такого же материала. Весь этот узел охвачен волокнистыми слоями, намотанными перпендикулярно продольной оси и пропитанными искусственной смолой. При такой структуре стержня упомянутые сердечники служат для восприятия сжимающих нагрузок, лента - для восприятия растягивающих сил, a U-образные профили вместе с поперечно уложенной намоткой - в качестве сдвиговых соединений для восприятия изгибающей нагрузки на шатун. В качестве волокон желательно применять особенно прочные и имеющие высокий модуль упругости прежде всего углеродные волокна, но также стекло или синтетическую смолу. In the patent of Germany DE 2951111 A1 describes a connecting node in the form of a connecting rod for internal combustion engines, in which the rod of the connecting rod is installed between two bearing seats. A ribbon of fiber impregnated with synthetic resin fiber is applied to this assembly. The connecting rod rod consists of two U-shaped profiles arranged backwards to each other, which are pressed from fiber-reinforced plastic and into each of which a core of the same material is inserted in the longitudinal direction. This whole site is covered by fibrous layers wound perpendicular to the longitudinal axis and impregnated with artificial resin. With such a structure of the rod, the said cores serve to absorb compressive loads, the tape serves to absorb tensile forces, and U-shaped profiles together with transversely laid windings serve as shear joints to absorb the bending load on the connecting rod. As fibers, it is desirable to use especially strong and having a high modulus of elasticity, primarily carbon fibers, but also glass or synthetic resin.

Однако приложение сил и условия нагружения шатуна двигателя заметно отличаются от описанного случая применения работающей на растяжение-сжатие штанги для рельсовых транспортных средств, вследствие чего простой перенос конструкции с увеличением размеров этой известной комбинированной детали не является возможным. However, the application of forces and the loading conditions of the engine connecting rod are markedly different from the described case of the use of a tensile-compression rod for rail vehicles, as a result of which it is not possible to simply transfer the structure with increasing dimensions of this known combined part.

Задача данного изобретения состоит в создании такого соединительного узла, у которого выполнены требования к работающей на растяжение-сжатие штанге, которая может передавать силы растяжения и торможения между поворотной тележкой рельсового транспортного средства и его кузовом-фургоном и обладает определенной упругостью и может быть изготовлена простым способом. The objective of this invention is to create such a connecting node, which meets the requirements for working on tensile-compression rod, which can transmit tensile and braking forces between the slewing carriage of a rail vehicle and its box body and has a certain elasticity and can be made in a simple way .

Для решения указанной задачи в соединительном узле в виде работающей на растяжение-сжатие штанги для рельсовых транспортных средств, содержащем стержнеобразный элемент, предназначенный для восприятия и передачи сжимающих сил, и присоединительные элементы на концах стержнеобразного элемента для передачи осевого воздействия сжимающих и растягивающих сил, стержнеобразный элемент выполнен в виде комбинированной конструкции типа "сендвич", состоит из проходящего в продольном направлении сердечника, волокнистой предварительно напряженной комбинированной обмотки, охватывающей соединительный узел, проходящей над присоединительными элементами и предназначенной для восприятия растягивающих сил в продольном направлении стержнеобразного элемента, и двух оболочек, расположенных на противоположных продольных сторонах сердечника, свободных от волокнистой комбинированной обмотки. To solve this problem, in the connecting node in the form of a tensile-compression rod for rail vehicles containing a rod-shaped element designed to receive and transmit compressive forces, and connecting elements at the ends of the rod-shaped element to transmit axial effects of compressive and tensile forces, a rod-shaped element made in the form of a combined design of the "sandwich" type, consists of a core extending in the longitudinal direction, the fibrous is prestressed second combined coil embracing coupling assembly extending over the connecting elements and is intended for sensing the stretching forces in the longitudinal direction of the rod-shaped member, and the two shells disposed at opposite longitudinal sides of the core free of the combined fiber winding.

В предпочтительном варианте сердечник состоит из жесткого пенопласта, или из сотового материала, или из термопластичных деталей, или из древесины. In a preferred embodiment, the core consists of rigid foam, or of cellular material, or of thermoplastic parts, or of wood.

Согласно другому варианту оболочки, обладающие высокой жесткостью на сжатие, состоят из внедренных в отвержденный матричный материал однонаправленных и расположенных параллельно оси узла армирующих волокон и склеены с сердечником. According to another embodiment, the shells having high compressive rigidity consist of unidirectional fibers embedded in the cured matrix material and arranged parallel to the axis of the assembly and glued to the core.

Присоединительные элементы для передачи сжимающих сил на стержнеобразный элемент опираются на торцевые стороны сердечника и оболочек, а оболочки в зоне воздействия сил охвачены с двух сторон опорными пазами присоединительных элементов. The connecting elements for transmitting compressive forces to the rod-shaped element are based on the end sides of the core and shells, and the shells in the zone of influence of the forces are covered on both sides by the support grooves of the connecting elements.

Присоединительные элементы имеют проходящие поперек продольной оси соединительного узла подшипниковые гнезда, предназначенные для запрессовки резиновых шарнирных или радиальных шарнирных подшипников. The connecting elements have bearing seats extending across the longitudinal axis of the connecting unit, designed to press in rubber articulated or radial articulated bearings.

Охваченный волокнистой комбинированной обмоткой стержнеобразный элемент имеет дополнительную наружную оболочку, повышающую его устойчивость на сжатие и/или противодействующую воздействию окружающей среды и повреждениям шлангообразную или слоистую защиту, обладающую повышенной ударной прочностью и/или противовоспламенительными свойствами. The rod-shaped element covered by the fibrous combined winding has an additional outer shell increasing its resistance to compression and / or resisting environmental influences and damaging the hose-like or laminated protection, which has increased impact strength and / or anti-ignition properties.

Изобретение наглядно изображено в виде примера на чертежах и описывается ниже более подробно. В частности, показаны:
фиг. 1 - вид сверху и частичный разрез по комбинированной детали,
фиг. 2 - боковой вид в разрезе комбинированной детали согласно фиг. 1,
фиг. 3 - для сравнения работающая на растяжение-сжатие штанга обычной конструкции и встроенное положение такой штанги в рельсовом транспортном средстве.
The invention is clearly shown as an example in the drawings and is described below in more detail. In particular, shown:
FIG. 1 is a top view and a partial section through a combined part,
FIG. 2 is a cross-sectional side view of the combined part of FIG. 1,
FIG. 3 - for comparison, a tensile-compressive rod of a conventional design and the integrated position of such a rod in a rail vehicle.

В изображенном на фиг. 1 и 2 примере исполнения соединительного узла согласно изобретению стержнеобразный структурный элемент 7 воспринимает силы сжатия, передаваемые присоединительными элементами 8 из рамы 2 поворотной тележки и поперечной балки 2 кузова-фургона, а волокнистая комбинированная обмотка 12, охватывающая весь соединительный узел, воспринимает силы растяжения. In the depicted in FIG. 1 and 2 of the embodiment of the connecting unit according to the invention, the rod-shaped structural element 7 receives the compressive forces transmitted by the connecting elements 8 from the frame 2 of the pivoting carriage and the transverse beam 2 of the wagon, and the fibrous combined winding 12 covering the entire connecting node receives the tensile forces.

На структурном элементе 7 с торцев расположены металлические присоединительные элементы 8 со скругленной головкой, которые через передающие силу гнезда 9 дополнительно принимают шарнирные элементы. Такая конструкция позволяет надежно зажимать передающие силу гнезда в сборочно-наматывающем устройстве и точно фиксировать их осевое расстояние друг от друга. On the structural element 7 from the ends are metal connecting elements 8 with a rounded head, which through the force-transmitting sockets 9 additionally receive hinge elements. This design allows you to reliably clamp the power-transmitting nests in the assembly-winding device and precisely fix their axial distance from each other.

Стержнеобразный структурный элемент 7, воспринимающий сжимающие силы от присоединительных элементов 8, имеет структуру типа "сендвич", которая состоит из сердечника 13 и двух жестких на сдвиг оболочек 14. Сердечник 13 прямоугольного поперечного сечения в данном примере исполнения состоит из жесткого пенопласта. Оболочки 14, обладающие высокой жесткостью на сжатие в своем продольном направлении, изготовлены из параллельных оси однонаправленных стекловолокон, заделанных в отвержденную матрицу из синтетической смолы и под давлением наклеены на две расположенные друг против друга продольные стороны сердечника 13. The rod-shaped structural element 7, which receives compressive forces from the connecting elements 8, has a “sandwich” structure, which consists of a core 13 and two shear-hard shells 14. The rectangular cross-sectional core 13 in this embodiment consists of rigid foam. Shells 14 having high compressive rigidity in their longitudinal direction are made of parallel to the axis of unidirectional glass fibers embedded in a cured synthetic resin matrix and glued under pressure to two longitudinal sides of the core 13 located opposite each other.

Сжимающая сила прикладывается к соединительному узлу через расположенные перпендикулярно к его продольной оси контактные поверхности между сердечником 13 и обладающими высокой жесткостью на сжатие в продольном направлении оболочками 14 с присоединительными элементами 8. Для того, чтобы уменьшить опасность продольного изгиба, оболочки 14 на участке приложения силы охвачены с двух сторон с кинематическим замыканием U- образным опорным пазом 11 присоединительных элементов 8 и тем самым предохранены от выпирания. A compressive force is applied to the connecting unit through contact surfaces located perpendicular to its longitudinal axis between the core 13 and the shells 14 with connecting elements 8 having high longitudinal compressive rigidity. In order to reduce the risk of longitudinal bending, the shells 14 at the application site are covered on both sides with a kinematic closure U-shaped support groove 11 of the connecting elements 8 and thereby protected from bulging.

Сердечник 13 в зависимости от условий нагружения может состоять и из других материалов, которые например указаны в п. 2 формулы изобретения. The core 13, depending on the loading conditions, may also consist of other materials, which, for example, are indicated in paragraph 2 of the claims.

Узел из стержнеобразного структурного элемента 7 и односторонних присоединительных элементов 8 в осевом направлении охвачен волокнистой комбинированной обмоткой 12 из определенного числа пропитанных смолой стекложгутов, которые проходят вдоль продольных сторон сердечника 13, не несущих жесткие на сдвиг оболочки 14, и после намотки сбоку холодно напрессованы на сердечник 13, утверждены и затем под действием тепла подвергнуты отжигу. Эта волокнистая комбинированная обмотка воспринимает сжимающие силы, приложенные к работающей на растяжение- сжатие штанге 4. Количество витков стекложгута определяется максимальной растягивающей нагрузкой, которая должна быть выдержана; предварительное напряжение при намотке выбирается таким, чтобы стекложгут при максимальном сжимающем напряжении штанг 4 и максимальном тепловом удлинении оставались внутри волокнистой комбинированной обмотки 12 нагруженными на растяжение. An assembly of a rod-shaped structural element 7 and one-sided connecting elements 8 in the axial direction is surrounded by a fibrous combined winding 12 of a certain number of resin-soaked glass strands that run along the longitudinal sides of the core 13, which do not bear shear-tight shells 14 and are coldly pressed onto the core after winding from the side 13 are approved and then annealed by heat. This fibrous combined winding perceives compressive forces applied to the tensile-compression rod 4. The number of turns of the glass fiber is determined by the maximum tensile load that must be maintained; the pre-stress during winding is selected so that the glass strand with the maximum compressive stress of the rods 4 and the maximum thermal elongation remain tensile loaded inside the combined fiber winding 12.

Для того, чтобы витки волокнистой комбинированной обмотки при изготовлении, а также под нагрузкой, не выскальзывали или не выползали сбоку из головки присоединительных элементов 8, последние на краях снабжены боковым буртиком 10. In order that the turns of the fibrous combined winding during manufacture, as well as under load, do not slip or creep out from the side of the head of the connecting elements 8, the latter at the edges are provided with a side shoulder 10.

Для дальнейшего уменьшения массы при одинаковой устойчивости в качестве материала как оболочки 14, так и волокнистой комбинированной обмотки 12 можно вместо стеклянных волокон применить такие материалы, как волокна углерода или арамида (отдельно или в гибридном сочетании, одно- или многонаправленные). Вместо матрицы из синтетической смолы можно также применить матрицу из термопластического материала. To further reduce weight with the same stability, materials such as carbon or aramid fibers (individually or in a hybrid combination, unidirectional or multidirectional) can be used instead of glass fibers as the material of both the sheath 14 and the fibrous combined winding 12. Instead of a matrix of synthetic resin, a matrix of thermoplastic material can also be used.

Если соединительный узел 6 в качестве работающей на растяжение-сжатие штанги 4 был бы для присоединения к направляющей цапфе 3 оснащен в своих шарнирах 5 шарнирными элементами обычной ранее описанной конструкции, нужно было бы при назначении размеров стержнеобразного структурного элемента 7 и волокнистой комбинированной обмотки 12 учесть, что при карданном сдвиге между рамой поворотной тележки 1 и поперечной балкой 2 кузова-фургона вставленные в шарниры 5 эластомерные элементы сдеформировались бы, в результате чего появилось бы нагружение крутящим моментом, которое стремилось бы скрутить и/или согнуть штангу 4. Однако свойственная комбинированной детали согласно изобретению продольная упругость позволяет установить в гнезде 9 присоединительного элемента 8, к которому приложена сила, радиальный шарнирный подшипник, благодаря чему достигается нагружение комбинированной детали 6 с почти полным отсутствием крутящего момента, состоящее только из осевых сил, и можно осуществить в отношении занимаемого пространства и массы оптимальную конструкцию комбинированной детали, причем не требующий ухода радиальный шарнирный подшипник не претерпевает изменений своих свойств из-за загрязнений и нагрузок, как это имеет место в подшипнике эластомерного типа. If the connecting unit 6, as a tensile-compression rod 4, would be equipped with hinge elements of the usual previously described design in its hinges 5 for connecting to the guide pin 3, it would be necessary to take into account the dimensions of the rod-shaped structural element 7 and the fibrous combined winding 12, that with a cardan shift between the frame of the swivel trolley 1 and the transverse beam 2 of the van body, the elastomeric elements inserted into the hinges 5 would deform, as a result of which loading would appear a torque that would tend to twist and / or bend the rod 4. However, the longitudinal elasticity characteristic of the combined part according to the invention allows the radial articulated bearing to be installed in the socket 9 of the connecting element 8 to which the force is applied, thereby loading the combined part 6 with almost full the absence of torque, consisting only of axial forces, and it is possible to implement the optimal design of the combined part in relation to the occupied space and mass, with than the maintenance-free radial spherical plain bearing does not undergo changes in its properties due to contamination and loads, as is the case in an elastomeric type bearing.

Исследования подтвердили, что продольная упругость соединительного узла 6 оказывает заметное влияние на изменение колебательных и эксплутационных показателей рельсового транспортного средства. Значительно более низкая жесткость соединительного узла 6 по сравнению с обычными, работающими на растяжение-сжатие штангами из металлических материалов приводит к снижению изгибных колебаний, возникающих в кузове-фургоне рельсового транспортного средства, вследствие чего уменьшаются вертикальные ускорения в кузове-фургоне, на находящиеся в нем узлы и детали действуют меньшие силы и заметно увеличивается ощущение комфорта в кабине водителя рельсового транспортного средства. Studies have confirmed that the longitudinal elasticity of the connecting node 6 has a significant effect on the change in the vibrational and operational characteristics of the rail vehicle. Significantly lower stiffness of the connecting unit 6 compared to conventional tensile-compression rods made of metal materials reduces the bending vibrations arising in the wagon body of a rail vehicle, thereby decreasing the vertical accelerations in the wagon body by those in it the components and parts are less active and the feeling of comfort in the driver’s cab of a rail vehicle increases markedly.

В ряде случаев может оказаться целесообразным повысить жесткость соединительного узла 6 на сдвиг, применив дополнительную (не показанную на чертежах) оболочку по меньшей мере на некоторой части длины стержнеобразного структурного элемента 7. Эта оболочка может состоять например из пропитанного смолой тканного шланга или (уже известной) установленной перпендикулярно к продольной оси обмотки из пропитанных смолой армирующих волокон, которая в заключение опрессовывается и отверждается. Для защиты от воздействия окружающей среды и от механических повреждений может оказаться необходимым нанести на соединительный узел 6 дополнительную оболочку или покровный слой (например из эластомера с высокой демпфирующей скоростью; на чертеже не показаны). Для улучшения противопожарных свойств целесообразно пропитать оболочку или покровный слой надлежащим смоляным трудновоспламеняющимся веществом, предпочтительно феноловой смолой. In some cases, it may be advisable to increase the stiffness of the connecting unit 6 by applying an additional (not shown in the drawings) sheath at least on a part of the length of the rod-shaped structural element 7. This sheath may consist of, for example, a resin-impregnated fabric hose or (already known) mounted perpendicular to the longitudinal axis of the winding of the resin-impregnated reinforcing fibers, which are finally crimped and cured. To protect against environmental influences and from mechanical damage, it may be necessary to apply an additional shell or cover layer to the connecting unit 6 (for example, from an elastomer with high damping speed; not shown in the drawing). In order to improve the fire-fighting properties, it is advisable to impregnate the shell or coating layer with an appropriate resin, flame-retardant, preferably phenolic resin.

Применение соединительного узла описанного типа возможно также и в других случаях, в частности в рельсовых транспортных средствах, где требуется упругая передача растягивающих и сжимающих сил. The use of a connecting node of the described type is also possible in other cases, in particular in rail vehicles where elastic transmission of tensile and compressive forces is required.

Claims (6)

1. Соединительный узел в виде работающей на растяжение-сжатие штанги для рельсовых транспортных средств, содержащий стержнеобразный элемент, предназначенный для восприятия и передачи сжимающих сил, и присоединительные элементы на концах стержнеобразного элемента для передачи осевого воздействия сжимающих и растягивающих сил, отличающийся тем, что стержнеобразный элемент выполнен в виде комбинированной конструкции типа "сендвич", состоит из проходящего в продольном направлении сердечника, волокнистой предварительно напряженной комбинированной обмотки, охватывающей соединительный узел, проходящей над присоединительными элементами и предназначенной для восприятия растягивающих сил в продольном направлении стержнеобразного элемента, и двух оболочек, расположенных на противоположных продольных сторонах сердечника, свободных от волокнистой комбинированной обмотки. 1. The connecting node in the form of a tensile-compression rod for rail vehicles, containing a rod-shaped element for receiving and transmitting compressive forces, and connecting elements at the ends of the rod-shaped element for transmitting axial effects of compressive and tensile forces, characterized in that the rod-shaped the element is made in the form of a combined construction of the "sandwich" type, consists of a core extending in the longitudinal direction, a fibrous prestressed comb an induced winding, covering the connecting node, passing over the connecting elements and intended for the perception of tensile forces in the longitudinal direction of the rod-like element, and two shells located on opposite longitudinal sides of the core, free from the fibrous combined winding. 2. Соединительный узел по п.1, отличающийся тем, что сердечник состоит из жесткого пенопласта, или из сотового материала, или из термопластичных деталей, или из древесины. 2. The connecting node according to claim 1, characterized in that the core consists of rigid foam, or of cellular material, or of thermoplastic parts, or of wood. 3. Соединительный узел по п.1 или 2, отличающийся тем, что обладающие высокой жесткостью на сжатие оболочки состоят из внедренных в отвержденный матричный материал однонаправленных и расположенных параллельно оси узла армирующих волокон и склеены с сердечником. 3. The connecting unit according to claim 1 or 2, characterized in that the shells having high compressive rigidity consist of reinforcing fibers embedded in the cured matrix material and arranged parallel to the axis of the unit and glued to the core. 4. Соединительный узел по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что присоединительные элементы для передачи сжимающих сил на стержнеобразный элемент опираются на торцевые стороны сердечника и оболочек, а оболочки в зоне воздействия сил охвачены с двух сторон опорными пазами присоединительных элементов. 4. The connecting unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the connecting elements for transmitting compressive forces to the rod-shaped element are based on the end sides of the core and shells, and the shells in the area of influence of the forces are covered on both sides by the support grooves of the connecting elements. 5. Соединительный узел по одному из пп.1 - 4, отличающийся тем, что присоединительные элементы имеют проходящие поперек продольной оси соединительного узла подшипниковые гнезда, предназначенные для запрессовки резиновых шарнирных или радиальных шарнирных подшипников. 5. The connecting unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the connecting elements have bearing seats extending transverse to the longitudinal axis of the connecting node for pressing in rubber spherical or radial spherical bearings. 6. Соединительный узел по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что охваченный волокнистой комбинированной обмоткой стержнеобразный элемент имеет дополнительную наружную оболочку, повышающую его устойчивость на сжатие и/или противодействующую воздействию окружающей среды и повреждениям шлангообразную или слоистую защиту, обладающую повышенной ударной прочностью и/или противовоспламенительными свойствами. 6. The connecting unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rod-shaped element covered by the fibrous combined winding has an additional outer sheath, increasing its resistance to compression and / or counteracting environmental influences and damages, a hose-shaped or laminated protection having an increased impact strength and / or anti-inflammatory properties.
RU96108836/28A 1993-10-06 1994-09-15 Rail vehicle coupling unit in form of rod working in tension-compression RU2135382C1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4334629 1993-10-06
DEP4334629.4 1993-10-06
DEP4422579.2 1994-06-28
PCT/DE1994/001069 WO1995009754A1 (en) 1993-10-06 1994-09-15 Composite-material push-pull link bar for rail vehicles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96108836A RU96108836A (en) 1998-08-10
RU2135382C1 true RU2135382C1 (en) 1999-08-27

Family

ID=6499887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96108836/28A RU2135382C1 (en) 1993-10-06 1994-09-15 Rail vehicle coupling unit in form of rod working in tension-compression

Country Status (3)

Country Link
DE (2) DE4422579C2 (en)
RU (1) RU2135382C1 (en)
UA (1) UA32441C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549730C2 (en) * 2010-04-30 2015-04-27 Гмт Гумми-Металль-Техник Гмбх Control rods of push-pull type out of carbon fibres reinforced plastic

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT404246B (en) * 1996-12-19 1998-09-25 Geislinger Co Schwingungstechn HOLLOW SHAFT FOR THE SHAFT OF A SHIP DRIVE
DE10010610A1 (en) 2000-03-03 2001-09-06 Daimler Chrysler Ag Rail vehicle with body and several bogies has rotary coupling elements of parallel articulated rods with pre-selected spring rigidity and damping effect
DE102007038494A1 (en) * 2007-08-14 2009-02-19 Zf Friedrichshafen Ag Coupling rod for a vehicle
DE102012218686A1 (en) * 2012-10-15 2014-04-17 Zf Friedrichshafen Ag Component for a chassis of a vehicle
DE102016203853A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Zf Friedrichshafen Ag suspension arm

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH638731A5 (en) * 1979-07-11 1983-10-14 Schweizerische Lokomotiv RAIL VEHICLE.
DE2951111C2 (en) * 1979-12-19 1983-10-13 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Connecting rods for prime movers
DE3835033A1 (en) * 1988-10-14 1990-04-19 Messerschmitt Boelkow Blohm WHEEL SET HANDLEBAR
DE3924046C1 (en) * 1989-07-21 1990-10-04 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen, De

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549730C2 (en) * 2010-04-30 2015-04-27 Гмт Гумми-Металль-Техник Гмбх Control rods of push-pull type out of carbon fibres reinforced plastic

Also Published As

Publication number Publication date
UA32441C2 (en) 2000-12-15
DE4422579A1 (en) 1995-04-13
DE4422579C2 (en) 1999-03-11
DE59402253D1 (en) 1997-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5690034A (en) Composite-material push-pull link bar for rail vehicles
US4552035A (en) Reinforced connecting link means
JP6006792B2 (en) 4-point control arm
US6324940B1 (en) Composite link
JP5576990B2 (en) Leaf spring for railcar bogie
JPH0118290B2 (en)
JP2014524867A5 (en)
US6158773A (en) Frame for a vehicle
US8512154B2 (en) Elastic joint body for a shaft arrangement
US11485185B2 (en) Multi-point link for a chassis of a motor vehicle
US4300410A (en) Tension-compression member
US4905607A (en) Deformable floor between adjacent rail or road vehicles
US10352394B2 (en) Elastomeric bushing having embedded structures for improved thermal conductivity and damping capacity
EP0052993A1 (en) Improvements in and relating to load transmission members
CN110997358B (en) Three-point connecting rod and method for manufacturing same
US11298997B2 (en) Multi-point link for an undercarriage of a motor vehicle
RU2135382C1 (en) Rail vehicle coupling unit in form of rod working in tension-compression
GB2124330A (en) Fibre-reinforced plastics connecting rod
US6371461B1 (en) Elastic bush with two armatures; torque take up connecting rod equipped with a bush of this kind
RU2534288C1 (en) Torsion spring
JPS6332670B2 (en)
CA2240599C (en) Aerial cable and tension clamp assembly
JPS62191208A (en) Automobile suspension device made of fiber reinforced synthetic resin
JP4171356B2 (en) Floor slab telescopic connection device and structure of floor slab connection part
DE9315840U1 (en) Composite component as a push-pull rod for rail vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20030916