CS229648B2 - Friction spring - Google Patents

Description

Vynález se týká třecí pružiny, která je opatřena vnějšími a vnitřními kroužky, spolupracujícími prostřednictvím kuželových styčných ploch, přičemž alespoň jeden vnitřní kroužek je opatřen axiální štěrbinou.

Třecí pružiny jsou známé jako konstrukční prvky používané ve strojírenství, zejména u železničních vozidel v pružinových ústrojích a u nárazníků. Prostřednictvím axiálně rozříznutého vnitřního kroužku, který až do uzavření svoji štěrbiny pracuje jako pružina namáhaná na ohyb, so u nich vytváří ve sméru měkkého zdvihu vybočující diagram síly a dráhy; po uzavření štěrbiny se chová tento vnitřní kroužek zhruba jako ostatní uzavřené vnitřní kroužky pružiny. Co největší uzavírací síla rozříznutého vnitřního kroužku je příznivá například s ohledem na spolehlivé zpětné vedení třecí pružiny po odpadnutí narážecí síly do výchozí polohy bez podélné vůle. Závěrné sily, jaké vytvářejí známé rozříznuté vnitřní kroužky a které jsou omezeny přípustným tahovým a tlakovým napětím v průřezu kroužku, který je naproti štěrbině, se nepovažují vždy za dostatečné.

Vynález si klade za úkol zdoko-

229 648 nalit u třecí pružiny uvedeného druhu provozní vlastnosti, a to co nejjednodušeji dosažitelný· zvětšení· závěrné síly rozříznutého vnitřního kroužku·

Tento úkol se řeší třecí pružinou podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že uvnitř rozříznutého vnitřního kroužku je uspořádán rovněž rozříznutý podpěrný prvek, který dosedá svou vnější plášťovou plochou na vnitřní obvodovou plochu tohoto vnitřního kroužku· ▲by se zabránilo působení pěchovacích sil na podpěrný prvek a tím se umožnila neomezená pružná deformace rozříznutého vnitřního kroužku, je další výhodné vytvoření vynálezu upraveno tak, že šířka štěrbiny podpěrného prvku při nezatížené pružině je větší alespoň o míru maximální deformace rozříznutého vnitřního kroužku při dosažení konečné síly pružiny než šířka axiální štěrbiny rozříznutého vnitřního kroužku·

Pro dosažení zvláště příznivého chování v ohybu funkčního spojení vnitřního kroužku s podpěrným prvke· a tím i pro eo nejkruhovější tvar vnitřního kroužku po uzavření jeho štěrbiny se podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu předpokládá, že rozříznutý vnitřní kroužek a podpěrný prvek

229 948 jsou navzájem uspořádány tak, že odpovídající štěrbiny mají polohu přesazenou proti sobě zhruba o 180°.

Pro zajištění rozříznutého vnitřního kroužku a podpěrného prvku proti posunutí v axiálním směru se podle dalšího vytvoření vynálezu předpokládá, že podpěrný prvek je' v oblasti obou svých čelních ploch opatřen dorazovým nákružkem, p^řesahujíclm nad joho vn^ější plánovou' plochu. Dorazové nákružky mimoto zvyšují závěrnou sílu podpěrného prvku·

Pro zvláště snadné spojení rozříznutého vnitřního kroužku a podpěrného prvku, opatřeného dorazovými nákružky, je dále podstatou vynálezu ta skutečnost, že alespoň jeden z dorazových nákružků je , opatřen vnějším kuželem, který stoupá ve směru k rozříznutému vnitřnímu kroužku a ' jehož nejmenší průměr je nepatrně menší než vnitřn^í prtaěr roz^říznut^ého vnitřního krou^žku.

Další uvedené ' zajištění vnitřního kroužku a podpěrného prvku proti axiálnímu posunutí je podle alternativního znaku vynálezu zajištěno tak, že rozříznutý vnitřní kroužek je na své vnitřní obvodový ploše opatřen obvodovou drážkou.

229 648 jejíž šířka odpovídá alespoň šířce podpěrného prvku.

Podle dalšího doplňkového vytvoření vynálezu se předpokládá, že alespoň jeden z úseků vnitřní obvodové plochy rozříznutého vnitřního kroužku, sousedící s obvodovou drážkou, je vytvořen jako vnitřní kužel, stoupající ve směru к podpěrnému prvku, přičemž největší průměr tohoto vnitřního kužele je nepatrně větší než vnější průměr podpěrného prvku.

U zvláště jednoduchého, z hlediska výroby a montáže velmi příznivého provedení jsou rozříznutý vnitřní kroužek a podpěrný prvek opatřeny držákem, uspořádaným ▼ příčném středu a tvo řeném výstupkem a uložením, čímž se tyto prvky zajistí proti vzájemnému posunutí v axiálním směru.

Z hlediska co nejekonomičtějšího uspořádání třecí pružiny, která má nejméně dva rozříznuté vnitřní kroužky, se podle dalšího rozvinutí vynálezu předpokládá, že podpěrný prvek má šířku odpovídající příslušné šířce rozříznutých vnitřních kroužků a jejich vzájemné délkové rozteči·

U tohoto provedení se ve srovná

229 648 ní s jedním podpěrným prvkem nebo více podpěrnými prvky v jednotlivém uspořádání zvyšuje závěrná síla vnitřních kroužků, protože ten úsek tohoto podpěrného prvku, který překlene délkovou rozteč mezi vnitřními kroužky, ae podílí na deformaci· Aby se při práci třecí pružiny zabránilo nadměrnému opotřebení na vnitřní obvodové ploše rozříznutého vnitřního kroužku, předpokládá se podle dalšího vytvoření vynálezu, že podpěrný prvek je v příslušné oblasti přechodu vnější plášťové plochy do drážku omezující boční plohhy opatřen zaoblení^·

Pokud se pro rozříznutý vnitřní kroužek nebo pro rozříznuté vnitřní kroužky požaduje zvláště velká závěrná síla, využije se dalšího výhodného vytvoření vynálezu, které spočívá * tom, že podpěrný prvek spolupracuje svou vnitřní plášťovou plochou s vnější plášťovou plochou přídavného podpěrného prvku*

V dalším jsou uvedeny rozhodující výhody, kterých lze dosáhnou pružinou podle vynálezu.

Podpěrným prvkem se jednoduchým způsobem zvýší závěrná síla vnitřního krotfžku o ta229 648 kovou hodnotu, která je výslednicí ohybového průřezu podpěrného prvku a velikostí tření mezi vnitřním kroužkem a podpěrným prvkem* Větší závěrná síla vede s ohledem na diagram síly a dráhy třecí pružiny (viz obr. 12) k takové charakteristice pružení, která má při nezměněné konečné síle vykazuje delší dráhu pre měkký zdvih. Z toho pak vyplývá při použití třecí pružiny u nárazníků větší bezpečnost kolejových vozidel proti vykolejení, zejména při posunování. Podpěrným prvkem se mimoto dosáhne delší doba, po kterou není třeba třecí pružinu podrobit údržbě* Mimoto mají nárazníky, opatřené třecí pružinou podle vynálezu, menší opotřebení na talířích nárazníků.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladech přovedení ve spojení s výkresovou částí.

	Na	obr.	1	je	znázorněn řez v
rovině	I - I z obr. 2.
	Na	obr.	2	je	zobrazen	pohled
na třecí	pružinu.
	Na	obr.	3	až	obr. 10	jsou zná-
zorněna	různá vytvoření	třecí	pružiny, a	to ve stej

ném vyobrazení, jaké je . znázorněno na obr. 1.

229 648

Na obr· 11 je znázorněna ▼ podélné· řezu třecí pružina, určená pro nárazníky kolejových vožile1, přičemž horní polovina obrazu a spodní polovina obrazu znázorňují vždy různou možnost konkrétního vytvoření·

Na obr· 12 je znázorněn statický diagram síly a dráhy, například pro třecí pružinu podle obr· 11· Tento diagram je třeba považovat toliko za poměrově správný·

Z hlediska základní konstrukce všech zobrazených třecích pružin je třeba ve spojitosti s obr· 10 nebo obr· 11 uvést, že tyto pružiny mají uzavřené vnější kroužky 3, uzavřené vnitřní kroužky 4, které jsou na obr· 1 až 9 vynechány, a alespoň jeden rozříznutý vnitřní kroužek JL, který je opatřen axiální štěrbinou lb· Uvedené kroužky 3, 4 a 1 spolupracují navzájem prostřednictvím kuželových dyčných ploch За a 4a, případně За a le. na kterých je naneseno vhodné mazivo· Podle obr· 1 až obr· 11, viz zejména obr· 1 a obr· 2, je uvnitř rozříznutého vnitřního kroužku JL uspořádán prstencový, rovněž axiálně rozříznutý podpěrný prvek 2· Tento podpěrný prvek 2 přiléhá svou vnější plášťovou plochou 2a na vnitřní obvodovou plochu la roz229 648 říznutého vnitřního kroužku 1. Jak je patrno z obr· 2, má podpěrný prvek 2 při nezatížené pružině takovou šířku štěrbin, která je větší alespoň o míru maximální deformace rozříznutého vnitřního kroužku 1. při dosažení konečné síly pružiny než šířka axiální štěrbiny lb rozříznutého vnitřního kroužku 1. Dále jsou podle obr· 2 rozříznutý vnitřaí kroužek 1 a podpěrný prvek 2 navzájem uspořádány tak, že axiální štěrbina lb a štěrbina 2b mají polohu přesazenou proti sobě zhruba o 180°· Z obr· 2 jsou dále patrna zaoblení 2h na podpěrném prvku 2, která jsou uspořádána v přechodové oblasti vnější plášťové plochy 2a do_t$lorhnuj 2b omezující^ plochy, to je boční plochy 2g. a to v obr· 2 vlevo Jako opracovaný poloměr, vpravo jako zahnutý úsek.

Například podle obr· 3 je podpěrný prvek 2 v oblasti svých podélných konců opatřen vždy jedním dorazovým nákružkem 2c. který přesahuje navenek vnější plášťovou plochu 2a« Alespoň jeden z těchto dorazových nákružků 2c je opatřen ve směru к rozříznutému vnitřnímu kroužku jL stoupajícím vnějším kuželem 2d. jehéž nejmenší průměr je nepatrně menší než vnitřní průměr rozříznutého vnitřního kroužku 1.

Jako alternativa uspořádání podle

229 648 obr· 3 je na obr· 4 znázorněna možnost vytvořit rozříznutý vnitřní kfcoužek 1 na jeho vnitřní obvodové ploše la s obvodovou drážkou lcl jejíž šířka odpovídá alespoň šířce podpěrného prvku 2. Vnitřní kužel ld, který je upraven vedle obvodové drážky lc. má největší průměr nepatrně větší než vnější průměr podpěrného prvku 2 a podstatně zjednodušuje spojení rozříznutého vnitřního kroužku X a podpěrného prvku

2.

Další možnost volby uspořádání podle obr· 3 a 4 spočívá podle obr. 5 v tom, že rozříznutý vnitřní krcužek 1 je v příčném středu opatřen výstupkem lf, který zasahuje do uložení 2f v podpěrném prvku 2. Takto vytvořené provedení lze samozřejmě upravit i v opačném uspořádání.

Pokud se má závěrná síla rozříznutého vnitřního kroužku i zvýšit ještě nad zvětšení dosažené prostřednictvím podpěrného prvku 2, může podle obr· 6 až 8 podpěrný prvek 2 spolupracovat prostřednictvím své vnitřní plášťové plochy 2e s přídavnou vnější plášťovou plochou 2a* přídavného podpěrného prvku 2*. ve kterém může být uložen další přídavný podpěrný prvek 2¹¹ - viz obr. 8.

Na obr. 9, 10 a 11 se vychází z

229 648 třecí pružiny, která má více než Jeden rozříznutý vnitřní kroužek 1_. Přitom se doporučuje jako další rozvinutí jednotlivého uspořádání podpěrných prvků 2, znázorněného v horní polovině obr· 10 a 11, zachytit všechny rozříznuté vnitřní kroužky 2» J® to znázorněno ve spodní polovině obr· 9a 11, společným podpěrným prvek 2, který má svoji délku vytvořenou v souladu s příslušnou šířkou rozříznutých vnitřních kroužků 1 a jejich vzájemné délkové rozteče· Přídavný podpěrný prvek 2* lze podle obr, 10 a 11 uspořádat stejným způsobem* V ostatním je třecí pružina podle obr· 11 sestavena do předem předepjaté jednotky připravené pro montáž, a to prostřednictvím obvyklých stahovacích misek 5 a stahovacího štoubu

V diagramu pružiny, který je znázorněn na obr· 12, označuje charakteristika A třecí pružinu bez podpěrného prvku 2, která má být předepjata silou Fy^ = 10 kN. Závěrná síla Fg^ rozříznutého vnitřního kroužku 1 nebo rozříznutých vnitřních kroužků 2 této pružiny má hodnotu 15 kN při závěrné dráze s^.

Charakteristika В platí pro třecí pružinu podle vynálezu s podpěrným prvkem 2,

229 648 přičemž v tomto případě podpěrný prvek 2 zvyšuje závěrnou sílu ^FSA charakteristiky A na zhruba dvojnásobnou hodnotu závěrné síly ^FSB‘ Tím se vytváří zvýšená síla předpětí Fyg, což působí velmi příznivě na vratný chod odlehčené pružiny do výchozí polohy. Mimoto so zvětšením záběrné síly Fgp, a to i při vyšší síle předpětí Fyg, dosahuje ve srovnání s charakteristikou A po delší dobu měkká dráha zdvihu s&, čímž vzrůstá zvýšení bezpečnosti kolejových vozidel proti vykolejení.

Claims (11)

1· Třecí pružina, která je opatřena vnějšími a vnitřními kroužky, spolupracujícími prostřednictvím kuželových styčných ploch, přičemž alespoň jeden vnitřní kroužek je opatřen axiální štěrbinou, vyznačená tím, že uvnitř rozříznutého vnitřního. kroužku (1) je uspořádán rovněž rozříznutý podpěrný prvek (2), který dosedá svou vn^ěj^ší p^lášťovou ^plochou ⁽2a⁾ na vnit^řn^í o^bvodovou plochu (la) tohoto vnitřního kroužku (1).

2. Třecí pružina podle bodu 1 vyznačená tím, že šířka štěrbiny (2b) podpěrného prvku (2) při nezatížené pružině je větší ailespon o míru maxi.m^ální deformace roz^říznut^ého vnitř ního kroužku (1) při dosažení konečné síly pružiny než šířka axiální štěrbiny (lb) rozříznutého vnitřního kroužku (1).

3. Třecí pružina podle jednoho z bodů 1 nebo 2 vyznačená tím, že rozříznutý vnitřní kroužek (1) a podpěrný prvek (2) jsou navzájem uspořádány tak, že axiální štěrbina (lb) a štěrbina (2b) mají polohu přesazenou proti sobě zhru- ba о 180°·

229 948

4. Třecí pružina podle jednoho z bodů 1 až 3 vyznačená tím, že podpěrný prvek (2) je v oblasti obou svých čelních plooh opatřen dorazovým nákružke® (2c), přesahujícím nad jeho vnější plášťovou plochu (2a)·

5. Třecí pružina podle bodu 4 vyznačená tím, že alespoň jeden z dorazových nákružků (2c) je opatřen vnějším kuželem (2d), který stoupá ve směru к rozříznutému vnitřnímu kroužku (1) a jehož nejmenší průměr je nepatrně menší než vnitřní průměr rozříznutého vnitřního kroužku (1)·

6· Třecí pružina podle jednoho z bodů 1 až 3 vyznačená tím, že rozříznutý vnitřní kroužek (1) je из své vnitřní obvodové ploše (la) opatřen obvodovou drážkou (lc), jejíž šířka alespoň pdpovídá šířce podpěrného prvku (2).

7· Třecí pružina podle bodu 6 vyznač ená tím, že alespoň jeden z úseků vnitřní obvodové plochy (la) rozříznútého vnitřního ksoužku (1)» sousedící s obvodovou drážkou (lc), je vytvořen jako vnitřní kužel (Id), stoupající ve smě229 648 ru к podpěrnému prvku (2), přičemž největší průměr tohoto vnitřního kužele (ld) je nepatrné větší než vnější průměr podpěrného prvku (2).

8· Třecí pružina podle jednoho z bodů 1 až 3 vyznačená tím, že rozříznutý vnitřní kroužek (1) a podpěrný prvek (2) jsou opatřeny držákem, uspořádaným v příčném středu a tvořeném výstupkem (lf) a uložením (21)·

9· Třecí pružina, opatřená alespoň dvěma rozříznutými vnitřními kroužky, podle jednoho z bodů 1 až 8, vyznačená tím, že podpěrný prvek (2) má šířku odpovídající příslušné šířce rozříznutých vnitřních kroužků (1) a jejich vzájemné délkové rozteči·

10. Třecí pružina podle jednoho z bodů 1 až 9 vyznačená tím, že podpěrný prvek (2) je v příslušné oblasti přechodu vnější plášťové plochy (2a) do, sUrbAmat/ (2b) omezující^ boční plochy (2g) opatřen zaoblením (2h)·

11. Třecí pružina podle jednoho z bodů 1 až 10 vyznačená tím, že podpěrný prvek (2) spolupracuje svou vnitřní plášťovou nlo-

229 648 ohou (2e) s vnější plášťovou plochou (2a*) přídavného podpěrného prvku (2*).