DE896581C

DE896581C - Vorrichtung zur Daempfung von Bewegungen

Info

Publication number: DE896581C
Application number: DET3482A
Authority: DE
Inventors: Emil H Piron
Original assignee: Transit Research Corp
Current assignee: Transit Research Corp
Priority date: 1944-03-01
Filing date: 1950-11-01
Publication date: 1953-11-12
Also published as: NL80171C; BE471653A; FR950411A; US2516072A; LU28356A1; NL68927C

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 12. NOVEMBER 1953

T 3482 XII147 a

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Dämpfung von Bewegungen und insbesondere auf eine solche Vorrichtung, die die kinetische Energie schwingender, auf Federn angeordneter Massen durch Reibungswirkung in Wärme umwandelt, zu welchem Zweck die Vorrichtung mit Reibungsflächen zusammenarbeitende Keile besitzt, die bei Belastung ihren Druck auf die Reibungsflächen erhöhen und bei Entlastung verringern.

Die Erfindung bietet den Vorteil, alle in beliebiger Richtung in einer Ebene verlaufenden Schwingungen zu dämpfen und eine etwa auftretende Schwingungsamplitude in einer aus der Ebene hinausführenden Richtung zu begrenzen. Dabei ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung längere Zeit ohne Nachstellung arbeitsfähig, und sie kann nach Auftreten wesentlicher Abnutzungserscheinungen leicht und schnell neu eingestellt werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ■ die Vorrichtung aus einer die Belastung aufnehmenden Platte, die beiderseitig im wesentlichen in der Bewegungsrichtung verlaufende, parallele Reibungsflächen besitzt, Widerlagern zu beiden Seiten der Platte und Keilpaaren zwischen jeder Seite der Platte und dem zugehörigen Widerlager besteht.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann mit besonderem Vorteil innerhalb der Hauptfedern eingebaut werden, welche einen Wagenkörper auf dem Drehgestell eines Schienenfahrzeuges abstützen, wobei die Vorrichtung dann sowohl die senkrechten als auch

die seitlichen Schwingungen abdämpft, die zwischen den genannten Teilen auftreten, und außerdem als

. Antriebsverbindung in der gewünschten Fahrtrichtung des Fahrzeuges dient.
Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. In der Zeichnung ist
Fig. ι ein senkrechter Mittellängsschnitt nach

ίο Linie i-i in Fig. 3 durch eine Dämpfungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Winkelanstellung der Reibungsflächen gemäß den Fig. 1 und 3,

Fig. 3 ein Grundriß der Vorrichtung nach Fig. 1, welche eine besondere Anordnung der Reibungsflächen der Vorrichtung wiedergibt.

In der Zeichnung ist 1 eine Platte, die an einer Massel, z.B. an dem Körper eines Fahrzeuges angehängt ist. Diese Platte hat zwei Seiten α b und c d, die einer senkrechten, rechtwinkelig zur Fahrtrichtung 0 y des Fahrzeuges verlaufenden Ebene χ ο ζ parallel sind. Auf dem Träger B, bei dem es sich um den Achsrahmen des Drehgestelles eines Schienenfahrzeuges handeln kann, welcher den Körper A mit Hilfe der Hauptfedern C, C trägt, sind zwei Stützen 2,2 befestigt. Diese beiden Stützen befinden sich beiderseitig der Platte 1 in gleichem Abstand von dieser und tragen in einer Ausnehmung Klötze 3. Diese Klötze haben schräge Flächen e, f bzw. g h, welche nach unten in Richtung auf die Platte 1 zusammenlaufen. Hinterlagen 4 halten die Klötze 3 von der Hinterwand der Ausnehmungen in den Stützen_2 in Abstand. Zum Zwecke des Ausgleiches von Abnutzungserscheinungen an den Reibungsflächen der Vorrichtung können die Hinterlagen 4 in ihrer Anzahl oder ihrer Stärke vergrößert werden.

Zwischen den Flächen c d und g h bzw. α b und e f befinden sich lose Keile 5, die in dem von den genannten Flächen gebildeten Winkeln ruhen. Die Keile 5 können völlig frei sein oder zweckmäßig mit Hilfe von Federn G in ihren Winkel i gedrückt werden, wobei sich die Federn G beiderseits der Platte 1 auf der Masse .4 abstützen.

Wenn sich die Masse oder der Körper A im Betrieb in Richtung auf den Träger oder den Gestellrahmen B bewegt, so bewirkt die Reibung zwischen der Platte 1 und den Keilen 5,5, daß diese Keile in den Winkel i gedrückt werden. Dadurch erfährt der Druck zwischen den Keilen 5 und der Platte 1 eine Erhöhung, woraus sich wiederum eine starke Reibung ergibt. Wenn ' sich die Masse oder der Körper A dagegen von dem Träger oder dem Rahmen B wegbewegt, so werden die Keile 5 durch die Reibung zwischen den gleichen Flächen nach außen aus dem Winkel i herausgezogen, wodurch sich der Druck und die Reibung an der Platte ι verringern. Es kommt somit in der beschriebenen Weise eine Reibungswirkung zustande, welche die Schwingungsbewegungen der Masse A gegenüber dem Träger B parallel zu der 0 Λτ-Achse derart abdämpft, daß die Reibungskraft in der einen Bewegungsrichtung groß und in der anderen klein ist.

Gleichzeitig dient die Reibung der Keile 5 an der Platte ι dazu, Schwingungen in einer Richtung ο ζ quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges und somit rechtwinklig zur Zeichnungsebene abzudämpfen. Der Dämpfungsgrad in der quer zu der Fahrtrichtung des Fahrzeuges verlaufenden Ebene ο ζ hängt von der Winkelstellung der Flächen e f und g h gegenüber der 0 2-Achse ab. Fig. 1 zeigt diese Flächen in parallelem Verlauf mit dieser Achse, in welchem Falle der Winkel i in jedem vertikalem Querschnitt der gleiche ist. Dies ergibt sich aus Fig. 2, in welcher die Ebene kl mn parallel zur 02-Achse, jedoch ihre Seite/« normal "zu der 0 y-Achse verläuft und mit einer zu der 0 #-Achse parallelen Ebene p qr s den Winkel i bildet. Die Ebenep qr s befindet sich in einer Stellung, in welcher sie die Fläche α b enthält, während die Ebene kl mn in der gezeigten Stellung die Fläche e f enthält. In diesem Falle ist auch in der Bewegungsrichtung ο ζ der Masse A eine gewisse Dämpfungswirkung vorhanden, da die Flächen α b und c d mit den benachbarten Flächen der Keile 5 in Reibungsberührung stehen. Es tritt jedoch bei einer solchen Bewegung kein Anwachsen des Widerstandes auf, so daß der Widerstand in beiden Richtungen parallel zu der 0 z-Achse der gleiche ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kommen nun Flächen e f und g h zur Ver-Wendung, die sowohl mit der 0 y-Achse als auch mit der 0 2-Achse einen Winkel bilden. Wenn in Fig. 2 die Stellung der Ebene kl mn so, geändert wird, daß der Punkt η konstant bleibt, während der Schnittpunkt I mit der 0 y-Achse eine Verschiebung bis zu einem Punkt t erfährt, der dem Bezugspunkt 0 näher hegt, so verläuft die Linie η t nicht mehr normal zu der 0 y-Achse. Wird der Punkt m in eine neue Stellung υ und der Punkt k in eine neue Stellung u verschoben, so daß der Abstand uk größer ist als der Abstand vm, so ändert sich der Winkel j zwischen den Flächen p qr s und tuvn mit jedem senkrechten, dem Schnitt nach Fig. 1 parallelen Schnitt, und ein Grundriß der sich ergebenden Anordnung von zwei Dämpfungsvorrichtungen, wie sie bei einem Fahrzeug Verwendung finden können, ist in Fig. 3 dargestellt. Fig. 1 ist dann ein senkrechter Schnitt nach Linie i-i in Fig. 3, wobei die Federn C, die Masse A und der Träger B hinzukommen. Die Stellung tuvn der Fläche e f ist aus Fig. 3 ersichtlich. Der Klarheit wegen wurde auf eine Verdoppelung der Darstellung durch Einzeichnung der die Fläche g h enthaltenden Ebene in Fig. 2 verzichtet, doch ergibt sich die Stellung der Fläche g h aus Fig. 3, woraus ersichtlich ist, daß diese Fläche und die Fläche e f in Ebenen hegen, die außerhalb des Fahrzeuges zusammenlaufen und einen Winkel α/ bilden. Der entsprechende Winkel des Stoßdämpfers an der gegenüberliegenden Seite des Fahrzeuges verläuft umgekehrt, wie aus Fig. 3 ersichtlich, so daß die seitliche Abdämpfungswirkung in beiden Richtungen die gleiche ist. Die Wirkungsweise erfährt keine Abänderung, wenn die Ebenen in einer nach dem Innern des Fahrzeuges gerichteten Richtung zusammenlaufen, vorausgesetzt, daß die Flächenänordnung an der anderen Fahrzeugseite ebenfalls umgekehrt wird. Die Kombination der Reibungs-

wirkung in der Richtung ο χ mit derjenigen in der Richtung ο ζ dient dazu, um alle Schwingungen in der Ebene χ ο ζ zu dämpfen, gleichgültig, in welcher Richtung sie verlaufen.

Die Größe der Reibungskräfte hängt von der Stärke der Federn G, der Größe der Winkel i und w, dem Reibungskoeffizienten der Keile 5 gegenüber der Platte ι und dem Reibungskoeffizienten der Keile 5 gegenüber den Klötzen 3 ab. Diese Elemente, nämlich die Belastung der Federn 6, die Winkel i und w und die Materialkombination zwischen den Teilen i,3und5, wovon der Reibungskoeffizient abhängt, können so gewählt werden, daß jede gewünschte Dämpfung erzielt wird.

Soll die Dämpfungswirkung mit einer gewissen Elastizität verbunden werden, um z. B. die Fortpflanzung von hochfrequenten Schwingungen mit kleiner Amplitude durch die Dämpfungsvorrichtung hindurch zu verhindern, so macht man die Keile 5 oder die Klötze 3 oder beide zweckmäßig aus elastischem Material, wie z. B. aus natürlichem oder synthetischem Gummi von geeigneter Härte. Im allgemeinen ist natürlicher oder synthetischer Gummi ein geeignetes Material, insbesondere für die Keile 5, weil Gummi einen hohen Reibungskoeffizienten gegenüber Flächen aus den meisten anderen geeigneten Stoffen hat. Die Platte 1 wird zweckmäßig aus Stahl hergestellt, und die Klötze 3, die nur auf Druck beansprucht werden, kann man aus einem beliebigen festen Stoff einschließlich Metall und Holz machen.

Wenn die Reibungskoeffizienten so gewählt werden,

daß man sich eines verhältnismäßig kleinen Winkels i bedienen kann, so können die Keile 5 durch in der 0 y-Achse oder in der Fahrtrichtung verlaufende Kräfte nicht verlagert werden. In diesem Falle dient der Dämpfer auch zur Verhinderung oder Begrenzung von Bewegungen oder Schwingungen und zur Übertragung von Beschleunigungs- oder Bremskräften in der Fahrtrichtung.

Der Dämpfer gemäß der Erfindung erfordert keine genaue Einstellung, da die Keile 5 von selbst ihre geeignete Stellung in den Winkeln i und w einnehmen. Wenn die Teile sich abnutzen und die Keile zu tief in den Winkel i hineinfallen, so kann man, wie schon gesagt, zusätzliche Hinterlagen 4 einsetzen.

Die praktische Ausführungsform kann Abänderungen erfahren, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Vorrichtung zur Dämpfung von Bewegungen, bestehend aus mit Reibungsflächen zusammenarbeitenden Keilen, wobei die Keile bei Belastung ihren Druck auf die Reibungsflächen erhöhen und bei Entlastung verringern, gekennzeichnet durch eine die Belastung aufnehmende Platte (1), die beiderseitig im wesentlichen in der Bewegungsrichtung verlaufende, parallele Reibungsflächen (a b bzw. c d) besitzt, Widerlager (2) zu beiden Seiten der Platte (1) und Keilpaare (3, 5) zwischen jeder Seite der Platte (1) und dem zugehörigen Widerlager (2).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenarbeitenden Keilflächen der Keilpaare (3, 5) in einer mit einer Bewegungsrichtung zusammenfallenden Dimension der Platte (1) mit dieser einen Winkel bilden, in einer zweiten, zu der ersten im rechten Winkel verlaufenden Dimension dagegen der Platte parallel sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenarbeitenden Keilflächen der Keilpaare (3, 5) sowohl in einer Bewegungsrichtung der Platte (1) als auch in einer zu der ersten im rechtem Winkel verlaufenden Bewegungsrichtung der Platte (1) mit dieser einen Winkel bilden.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Widerlager (2) den Reibungsflächen der Platte (1) parallel sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Keil jedes Keilpaares durch Federkraft auf den anderen Keil gedruckt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die den einen Keilbelastende Feder an dem die zu dämpfende Bewegung ausführenden Teil abstützt. _go
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Widerlager benachbarte Keil jedes Keilpaares gegenüber dem Widerlager in keiner Bewegungsrichtung der Platte (1) verschiebbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Keil jedes Keilpaares an den anderen durch Schwerkraft angedrückt wird.
9. Vorrichtung ,nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem die zu dämpfenden Bewegungen ausführenden Teil und dem die Widerlager (2) tragenden Teil Federn (C) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Widerlagern (2) und den ihnen benachbarten Keilen (3) auswechselbare Hinterlagen angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile nichtmetallische Reibungsflächen haben und z. B. no aus gummiartigem Material gefertigt sind.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsflächen der Platte (1) und/oder diejenigen der den Widerlagern benachbarten Keile aus Metall bestehen.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile aus faserförmigem Stoff bestehen.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 530 175.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 5530 11.