Beskrivelse [0001] Den foreliggende oppfinnelse vedrører en slingringsdemper for å dempe slingringsbevegelser mellom to kjøretøydeler, ifølge

Transkript

1 Beskrivelse [0001] Den foreliggende oppfinnelse vedrører en slingringsdemper for å dempe slingringsbevegelser mellom to kjøretøydeler, ifølge ingressen i krav 1. [0002] En slingringsdemper av denne type, som ofte vil bli benyttet horisontalt, anvendes fortrinnsvis mellom to boggier eller mellom en boggi og en del av et kjøretøy, særlig et skinnekjøretøy. Et hjulsett er derved forhindret fra å forlate skinnene. [0003] Slingringsdempere av denne type, anvendes generelt i jernbaneteknikk og forbindelseslinjene i demperen kan bestemme dempningens karakteristiske egenskaper og er enten montert i stempelet i stempeldelen eller er konstruert som en bypass i sylinderdelen. Selvfølgelig, er kombinasjoner av begge konstruksjoner mulige. [0004] Med økningen i kjørehastighet på jernbanen, er kravene som stilles til slingringsdempere stadig høyere. Spesielt kreves "stivere" konstruksjoner. Dette kan bevirkes ved å konstruere de forskjellige komponentene i slingringsdemperen med større veggtykkelse og større dimensjonering. Det er også mulig å velge høyere initialtrykk på kamrene adskilt av stempelet til stempeldelen, ved å benytte primært gasstrykk og lignende for å skape en permanent forspenning. Men slike konstruksjoner gjør imidlertid en slingringsdemper tung og komplisert, og driftssikkerheten avtar. Slike ulemper er spesielt ugunstig i jernbanetekniske fag. For noen anvendelser, er det videre ønskelig at stivheten til demperen er avhengig av kjørehastigheten. [000] DE beskriver en såkalt Nivomat, som er montert i hjulopphengningen til et kjøretøy, og der nivået til kjøretøyet med hensyn til veien holdes konstant. For dette formålet, er stempelstangen en hul konstruksjon og på innsiden av den beveger det seg en stang som strekker seg fra bunnen av sylinderen og er forsynt med en boring, koblet til et reservoar. Når kjøretøyet er nært bakkenivå, danner denne stangen en tettende lukking i boringen i stempelet, slik at, ved gjensidig forskyvning oppnås en pumpeeffekt via enveisventiler montert for dette formål. Så snart stempeldelen og sylinderdelen beveger seg fra hverandre, kommuniserer et spor i stangen med et av kamrene, hvorved stangen ikke lenger er i tettsluttende kontakt med boringen i stempeldelen, og pumpemidlene, som et resultat av lekkasjer, ikke lenger er effektive. Dette skjer hvis det ønskede nivået er nådd. [0006] Stempeldelen er forsynt på vanlig måte med ventiler som bestemmer karakteristiske egenskaper for dempningen, samt en konstant som i tilfellet avbevegelse ved lav hastighet eller stillstand av stempeldelen i forhold til sylinderdelen, gir trykkutligning i de to kamrene adskilt av stempeldelen. En slik demper er ikke egnet som slingringsdemper for jernbaneanvendelser. [0007] Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en slingringsdemper av enkel konstruksjon, som ved ønskede øyeblikk er tilstrekkelig stiv og har forholdsvis lav vekt.

2 [0008] Dette formålet er oppnådd i en ovenfor beskrevet slingringsdemper ifølge ingressen i krav 1 [0009] Ifølge den foreliggende oppfinnelse, er aktivt fungerende pumpemidler tilstede i demperen. Operasjon av disse er forårsaket av den resiproke bevegelse av stempeldelen og sylinderdelen. Det vil si, hvis et stort antall av slingringsbevegelser er tilstede, vil pumpen være spesielt aktiv, mens, med færre slingringsbevegelser er pumpemidlene mindre aktive. Et stort antall slingringsbevegelser oppstår generelt ved høyere hastigheter og færre slingringsbevegelser på lavere hastighet. Ved å anbringe kamre adskilt av stempelet til stempeldelen under et primærtrykk med pumpemidlene, kan en større demperstivhet oppnås. Dette primærtrykket blir generert under forflytning, og det er ingen problemer overhodet med at dette primærtrykket, etter drift, vil forsvinne igjen. Det er derfor ikke nødvendig å plassere spesielt høye krav på forseglingen som brukes i slingringsdemperen. Fortrinnsvis blir pumpemidlene konstruert slik at begge kamre har forhøyet trykk av samme grad. Fordi kamrene som er definert av stempelet til stempeldelen har samme trykk, vil trykkøkningen i teorien ikke ha noen virkning på dempningen. Tross alt er disse bestemt av forskyvningen av stempelet i sylinderdelen og den derved oppståtte motstand, som er redusert ved tilstedeværelsen av forbindelseslinjene mellom de to kamrene. [00] I kontrast til DE A1, er pumpemidlene aktive i en hvilken som helst innbyrdes stilling av stempel og sylinderdel i forhold til hverandre under gjensidig forskyvning. Det vil si at den bevisste lekkasje i pumpemidlene når det ønskede nivå er nådd, slik det anvendes i DE , er fraværende fra oppfinnelsen som et resultat av dens helt forskjellige anvendelse. Med start fra en hvilken som helst stilling av stempeldelen i forhold til sylinderdelen, når stempeldelen og sylinderdelen nærmer seg hverandre (innoverslag), vil alltid en økning av trykket i fluidet produseres av pumpemidlene, som overføres til begge kamre. [0011] Mer spesielt er det slik at, uavhengig av posisjonen til stempeldelen og sylinderdelen under en gjensidig forskyvning x derav, er alltid en og samme mengde dempingsfluid y fortrengt av pumpemidlene via uttaket til hvert kammer (gitt ellers like forhold i dette kammeret). [0012] Ifølge en spesiell utførelsesform av oppfinnelsen er pumpemidlene en stempel/sylinderpumpe. Stempelet kan med fordel være avgrenset ved å utstyre sylinderdelen med en (sentrert) pinne som virker som et stempel. I en slik variant, er stempeldelen forsynt med en hul stempelpinne, som stikker ut fra sylinderdelen og kan bevege seg frem og tilbake i dette hulrommet. En slik plungerpumpe kan realiseres på en særlig enkel måte, og den ønskede pumpeeffekt kan oppnås gjennom en passende utførelsesform av de ulike tverrsnittsoverflatene. [0013] Ifølge en spesiell utførelsesform av oppfinnelsen, kan én eller begge kamre være forsynt med en fast forbindelse til reservoaret. Denne forbindelsen er realisert slik at, i

3 tilfelle av et overtrykk i et av kamrene, inntreffer en lekkasje av væske til et sentralt fluidreservoar. Denne fluidlekkasjen er av så liten størrelse at dempningsegenskapene til sylinderen ikke er negativt påvirket. Denne lekkasjen resulterer imidlertid i en gradvis senking av trykket generert av pumpemidlene ifølge oppfinnelsen. Ved "gjennomsnittlig" kjørehastighet, vil en oppumpingseffekt finne sted, fordi fluidet levert av pumpemidlene er større enn utladning gjennom de ovenfor beskrevne forbindelsene. Ved lavere hastigheter vil imidlertid utslippet bli større, hvorved demperen blir mykere. Det vil si at, ved lave kjørehastigheter, vil en forholdsvis myk demper fremkomme fra denne konstruksjonen, mens høyere hastighet vil resultere i en forholdsvis stiv demper. [0014] Ifølge en ytterligere spesiell utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse, realiseres forbindelsen av hvert kammer med utløpet fra pumpemidlene hovedsakelig identisk. Det vil si at trykket som genereres av pumpemidlene går i like stor grad til begge kamre og, mer spesielt, gis alltid direkte til begge kamre. Enveisventiler kan her være tilstede i utløpet, mellom utløpet og hvert av kamrene, og trykket i ett av kamrene, avhengig av den innbyrdes forskyvning av sylinderdelen og stempeldelen, kan naturligvis være høyere enn i det andre av kamrene, der flyten av fluid til hvert av kamrene er forskjellig, når trykket økes med pumpemidlene. [001] Ytterligere spesielle utførelsesformer av oppfinnelsen kommer fra underkravene. [0016] Oppfinnelsen vil bli illustrert i større detalj nedenfor med henvisning til en illustrerende utførelsesform representert i tegningen. Den eneste figuren her viser en jernbanedemper. [0017] I fig. 1 er jernbanedemperen ifølge oppfinnelsen betegnet i sin helhet med 1. Denne er utformet mest for horisontal montering. Denne demperen er en såkalt slingringsdemper og er festet mellom et hjulsett og den ovenfor beliggende del av en vogn på en skinnevogn. Demperen er til stede for å dempe slingringsbevegelsene mellom hjulsett og vogn. [0018] Demperen 1 består av en stempeldel 2 og en sylinderdel 3. Begge er forsynt med et festeøye (representert skjematisk), men festing kan naturligvis skje på enhver måte som er kjent i teknikken. Stempeldelen 2 er forsynt med en stempelstang 1, som er bundet til stempelet 4. Dette stempelet 4 er bevegelig frem og tilbake langs en sylinder 24 og en tetning 2 er tilstedet på stempelet 4 for å gi gjensidig forsegling med sylinderen 24. Stempelet 4 er avgrenset på hver side av et kammer og 6 henholdsvis. Kammeret er avgrenset på den andre siden av en endeplate 8, som er forsynt med en tetning 9 for stempelstangen 1. Kammeret 6 er avgrenset på den andre siden av en fast montert avgrensning 7, som likeledes er forsynt med en tetning 9 for tetning av stempelstangen 1 og/eller forlengelsen 16 av denne stempelstangen 1. I avgrensningen 7, er en enveisventil 43 med begrenser 14 satt inn. Stempelet 4 er forsynt med enveisventiler og 11 og

4 4 1 begrensere 27 og 28. Begrenserne bestemmer dempningen ved fram og tilbake bevegelsene til stemplet 4 i sylinderen 24 ved hjelp av fluid som flyter mellom kamrene og 6. [0019] I endeplaten 8, er en begrenser 13 med enveisventilen 44 til stede, som fremkommer i et kammer 12 som kommuniserer med væskebeholderen 26. Dimensjoneringen av begrenserne 13 og 14 er svært mye mindre enn dimensjoneringen av begrenserne 27 og 28. Det vil si at fram og tilbake bevegelsene til stempelet mellom kamrene og 6 er hovedsaklig påvirket av størrelsen av begrenserne 28 og 27 og ikke, eller bare ubetydelig, av begrenserne 13 og 14. [00] Som allerede antydet, er stempelstangen 1 forlenget med en del 16. Denne delen er en hul konstruksjon for å motta en pinne 18 inne i seg som er festet til bunnen 17 av sylinderdelen 3. Pinnen 18 har et stempel 21. En fluidlinje med en enveisventil strekker seg fra rommet 31 gjennom pinnen 18 til kammeret 26. Mellom stempelet 21 og den hule stempelstangen 1, er et ringformet kammer 40 avgrenset med en enveisventil 41 og enveisventiler 42. Via fluidlinje 32 fremkommer disse enveisventilene 42 i kamrene og 6. Det vil si at rommet 31 kommuniserer via enveisventilen 41 og via hovedsakelig identiske enveisventiler 42 på samme måte med kammeret og kammeret 6. Enveisventilene er forbundet slik at fluidet kan flyte inn i den ene eller begge kamre og 6 kun i tilfelle av overtrykk i kammeret 40. Enveisventilen 41 er konstruert slik at bare transport av fluid fra kammeret 31 (som stammer fra rommet 26) er mulig. Denne transporten er realisert i den samme flytretning, det vil si at fluidet på venstre side av stempelet 21 kan pumpes kun i retning av rommet 31, ikke i motsatt retning. Væsken til venstre for stempelet 21 er i kontakt med reservoaret 26 via en boring 3. [0021] Den ovenfor beskrevne enheten fungerer som følger: 2 3 Som en følge av tilstedeværelsen av stempelet 4 og kammeret og 6, virker demperen som en standard slingringsdemper. Ved felles bevegelse av stempeldelen og sylinderdelen, vil imidlertid felles bevegelse av stempelet 21 og den hule stempelstang 1 og 16 også finne sted. Ettersom stempeldelen og sylinderdelen nærmer seg hverandre, vil volumet i rommet 31 reduseres og, via blokkering av enveisventilen, vil fluidtrykket i dette rommet 31 økes. Dette økte trykket kan bare flyte bort via enveisventilen 41 og mellomrommet 40. Via dette rommet 40, og enveisventiler 42, går fluidet inn rommet og 6. Det vil si at, som et resultat av bevegelsen fram og tilbake av stempeldelen 2 og sylinderdelen 3 i forhold til hverandre, blir kamrene og 6 "pumpet opp" i lik grad. Denne økningen av trykket i kamrene og 6, som finner sted i lik grad i kraft av den samme utførelsesform av de to enveisventiler 42, har ingen effekt på bevegelsen fram og tilbake av stempelet 4 mellom disse kamrene. Tross alt forblir begrenserne 27 og 28 og enveisventilene, 11 fullt aktiv. Som et resultat av økningen i fluidtrykk i kamrene og 6, blir

5 imidlertid demperen "stivere". Som et resultat av det høyere fluidtrykket i kamrene og 6, kan fluid som er tilstede deri, vanligvis hydraulikkolje, komme nærmere egenskapene til en lineær (ideell) væske enn ved et lavere trykk. Som følge av tilstedeværelsen av begrenserne 13 og 14, som beskrevet ovenfor er spesielt små, vil det økte oppbygde trykket, når den felles bevegelse av stempeldelen og sylinderdelen opphører, langsomt senkes via kammeret 12 til reservoaret [0022] Det betyr at hvis mye resiprok bevegelse eksisterer mellom stempeldelen 2 og sylinderdelen er demperen relativt stiv, og hvis mindre bevegelse eksisterer mellom stempeldelen og sylinderdelen er demperen "mykere". [0023] Dette er konsistent med den ønskede dempingskarakteristikk for en slingringsdemper for en jernbanevogn. Ved større hastigheter vil stempeldelen og sylinderdelen i demperen bevege seg i forhold til hverandre med høy frekvens og demperen vil være stiv. Ved relativt lave hastigheter, vil den ovenfor beskrevne "oppumpingseffekten være mindre som følge av tilstedeværelsen av begrenserne 13, 14, og demperen blir mykere. [0024] Etter det ovennevnte, vil varianter umiddelbart være åpenbare for fagfolk innen teknikken. For eksempel er det mulig å plassere pumpemidlene ifølge oppfinnelsen utenfor demperen, eller på et annet ikke-sentralt sted. Videre kan disse realiseres som en pumpe forskjellig fra en plungerpumpe. Likeledes kan forbindelsene mellom kamrene og fluidreservoaret realiseres på en annen måte. For eksempel er det mulig å installere de spesielle forbindelsene direkte i veggen av sylinderdelen. Det samme gjelder for åpningene til pumpemidlene. Disse kan likeledes forbindes forskjellig med de ovenfor angitte kamrene og 6. 2

6 6 1 PATENTKRAV 1. Slingringsdemper (1) for demping av slingringsbevegelser mellom to kjøretøydeler, omfattende en sylinder del (3) forsynt med et feste til en kjøretøydel, og en stempeldel (2) bevegelig i denne sylinderen og forsynt med en festeanordning til en annen kjøretøydel, der stempeldelen omfatter et stempel (4) som deler sylinderdelen (3) i to kamre (, 6), hvorimellom nevnte kamre forbindelseslinjene (27, 28) er anbrakt, med enveisventiler (, 11) tilpasset deri, forbindelseslinjene (27, 28) med enveisventiler (, 11) bestemmer stempelets/sylinderens dempingskarakteristikk, idet et fluidreservoar (26) forefinnes som kan forbindes med ett av kamrene (, 6), karakterisert ved at det er tilveiebrakt pumpemidler (16, 21, 31)i slingringsdemperen, drevet av bevegelse av stempeldelen i forhold til sylinderdelen, der innløpet () til pumpemidlene er forbundet med reservoaret (26) og utløpet er forbundet via enveisventiler (42) til hvert av ne kamrene (, 6), og der pumpemidlene er konstant fungerende uavhengig av stempelets stilling i delen (2) i forhold til sylinderdelen (3). 2. Slingringsdemper ifølge krav 1, der utløpet fra pumpemidlene og tilkoblingen til kamrene (, 6) er realisert slik at disse bringes til hovedsaklig samme trykk Slingringsdemper ifølge ett av de foregående krav, der det mellom hvert kammer (, 6) og reservoaret (26) forfinnes en fluidforbindelse (13, 14), som gjør en fluidstrøm mulig ved et overtrykk i et kammer i forhold til reservoaret (26), der dimensjoneringen av fluidforbindelser (13, 14) er slik at mengden av fluid som flyter gjennom den ikke er mer enn % av mengden av fluid som flyter gjennom forbindelseslinjene (27, 28 ) ved en trykkdifferanse mellom kamrene (, 6) 4. Demper ifølge krav 3, der dimensjoneringen av fluidforbindelse (13, 14) er slik at ved en pumpe frekvens på minst 2-4 Hz, er mengden av væske som pumpes av pumpemidlene større enn væskemengden som utledes gjennom forbindelseslinjene (13, 14).. Demper ifølge ett av de foregående krav, der pumpemidlene omfatter et stempel/sylinderenhet, hvor én av stempel/sylinder er koplet til stempeldelen (2) og den andre av nevnte stempel/sylinder er koplet til sylinderdelen (3). 6. Demper ifølge krav, der stempelet omfatter en pinne (18) koblet til sylinderdelen Demper ifølge krav eller 6, der sylinderen omfatter et hulrom anbrakt i stangen til stempeldelen.

7 7 8. Demper ifølge krav 6 eller 7, der pinnen er forsynt med en forstørret ende (21) som sammen med nevnte hulrom avgrenser et kammer (31). 9. Demper ifølge krav 8, der det mellom den forstørrede enden (21) og hulrommet er plassert et ytterligere kammer (40).. Demper ifølge krav 9, der det ytterligere kammer (40) er koblet til nevnte kamre (, 6).

8 8

9 9 V168 EP B1 Tittel: Slingringsdemper med pumpe