RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 173407 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 305460 (22) Data zgłoszenia: 13.10.1994 (51) IntCl6: F16F 9/14 F16F 9/30 ( 5 4 ) Amortyzator elastomerowy (43) Zgłoszenie ogłoszono: 15.04.1996 BUP 08/96 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.03.1998 WUP 03/98 (73) Uprawniony z patentu: F a b ry k a U rz ą d z e ń M e c h a n ic z n y c h KAMAX S.A., Kańczuga, PL (72) Twórcy wynalazku: Stanisław Bąk, Markowa, PL Marek Bruski, Kańczuga, PL Andrzej Chmielewski, Przeworsk, PL Józef Kędzior, Warszawa, PL Antoni Kubicki, Przeworsk, PL Kazimierz Milczarski, Warszawa, PL Wojciech Popławski, Warszawa, PL Eugeniusz Strzyż, Kańczuga, PL PL 173407 B1 (57) 1. Amortyzator elastomerowy zawierający wspólną komorę wypełnioną sprężonym elastomerem zamkniętą z obu stron zewnętrznymi prowadnicami w których osadzone są przesuwnie na przeciw siebie trzony o różnych średnicach, znamienny tym, że w skład komory wchodzą dwa połączone kanałami pojemniki: pojemnik zewnętrzny (1), w którego części umieszczony jest i usytuowany w nim współosiowo pojemnik wewnętrzny (13), w którym to pojemniku wewnętrznym usytuowana jest głowica (15) trzona amortyzacji wstępnej (14), a głowica (7) trzona amortyzacji końcowej (6) usytuowana jest w pojemniku zewnętrznym (1) przy czym oba trzony osadzone są suwliwie w prowadnicy wewnętrznej (11). Fig. 1
Amortyzator elastomerowy Zastrzeżenia patentowe 1. Amortyzator elastomerowy zawierający wspólną komorę wypełnioną sprężonym elastomerem zamkniętą z obu stron zewnętrznymi prowadnicami w których osadzone są przesuwnie na przeciw siebie trzony o różnych średnicach, znamienny tym, że w skład komory wchodzą dwa połączone kanałami pojemniki: pojemnik zewnętrzny (1), w którego części umieszczony jest i usytuowany w nim współosiowo pojemnik wewnętrzny (13), w którym to pojemniku wewnętrznym usytuowana jest głowica (15) trzona amortyzacji wstępnej (14), a głowica (7) trzona amortyzacji końcowej (6) usytuowana jest w pojemniku zewnętrznym (1) przy czym oba trzony osadzone są suwliwie w prowadnicy wewnętrznej (11). 2. Amortyzator według zastrz. 1, znamienny tym, że trzon amortyzacji końcowej (6) posiada osiowo wykonane gniazdo (9), w którym zanurza się trzon amortyzacji wstępnej (14). 3. Amortyzator według zastrz. 1, znamienny tym, że pojemnik wewnętrzny (13) ma postać cylindra osadzonego z jednej strony w zewnętrznej prowadnicy (3), a z drugiej strony jego położenie ustala prowadnica wewnętrzna (11). 4. Amortyzator według zastrz. 1, znamienny tym, że prowadnica wewnętrzna (11) posiada kołnierze (12a, 12b), które ustalają położenie wspomnianej prowadnicy w pojemniku zewnętrznym (1) oraz posiada powierzchnie ślizgowe (10, 16) w których osadzone są suwliwie oba trzony. 5. Amortyzator według zastrz. 3, znamienny tym, że w pojemniku wewnętrznym (13) wykonany jest co najmniej jeden otwór (17) łączący komory (22, 24). 6. Amortyzator według zastrz. 1 albo 3 albo 4, znamienny tym, że prowadnica wewnętrzna (11) posiada otwory (20, 23a, 23b, 25, 28) łączące komory(21, 22, 24) utworzone w pojemniku zewnętrznym (1) i wewnętrznym (13) przez prowadnicę wewnętrzną (11). 7. Amortyzator według zastrz. 1, znamienny tym, że pojemnik wewnętrzny (26) stanowi litą całość z prowadnicą zewnętrzną (2). 8. Amortyzator według zastrz. 1, znamienny tym, że pojemnik wewnętrzny (29) stanowi litą całość z prowadnicą wewnętrzną (11). * * * Przedmiotem wynalazku jest amortyzator elastomerowy zwłaszcza do pojazdów szynowych. Znane jest ze zgłoszenia patentowego nr 116 322 urządzenie amortyzujące zwłaszcza dla pojazdów szynowych zawierające obudowę i prowadnicę, w której to prowadnicy jest umieszczony przesuwny trzon zanurzający się w sprężonym elastomerze zawartym w komorze i charaktryzujący się tym, że po przeciwległej stronie osadzenia znanego przesuwnego trzona amortyzacji głównej umieszczonego w prowadnicy osadzony jest w prowadnicy przesuwny trzon amortyzacji wstępnej, którego wymiary są mniejsze od wymiarów trzona amortyzacji głównej. Ponadto w przytoczonym patencie wskazano, jako korzystne rozwiązanie, że przesuwny trzon amortyzacji głównej i przesuwny trzon amortyzacji wstępnej zanurzone są w jednej wspólnej komorze wypełnionej elastomerem. Celem wynalazku jest poszerzenie asortymentu amortyzatorów elastomerowych o urządzenie charakteryzujące się wysoką zdolnością pochłaniania silnych udarów. Istota wynalazku polega na tym, ze w skład komory wchodzą dwa połączone kanałami pojemniki: pojemnik zewnętrzny, w którego części umieszczony jest i usytuowany w nim współosiowo pojemnik wewnętrzny, w którym to pojemniku wewnętrznym umieszczona
173 407 3 jest głowica trzonu amortyzacji wstępnej, a głowica trzonu amortyzacji końcowej znajduje się w pozostałej części pojemnika zewnętrznego, a ponadto oba trzony osadzone są suwliwie w prowadnicy wewnętrznej. Korzystne jest przy tym wykonanie osiowego gniazda w trzonie amortyzacji końcowej, w którym zanurza się w skrajnym wewnętrznym położeniu trzon amortyzacji wstępnej. Korzystne jest wykonanie pojemnika wewnętrznego w postaci cylindra, który osadzony jest z jednej strony w zewnętrznej prowadnicy, a z drugiej strony jego położenie ustal prowadnica wewnętrzna. Dalsze korzyści osiąga się przez wykonanie co najmniej jednego otworu w cylindrze w celu zapewnienia wyrównania ciśnienia. Prowadnica wewnętrzna zaopatrzona jest korzystnie w kołnierze zewnętrzne, które ustalają jej położenie w pojemniku zewnętrznym oraz w powierzchnie ślizgowe, w których są osadzone suwliwie oba trzony. Ponadto korzystne jest wyposażenie prowadnicy wewnętrznej w otwory łączące komory, które to komory powstały w wyniku umieszczenia prowadnicy we wnętrzu pojemnika zewnętrznego. Pojemnik wewnętrzny może stanowić litą całość z prowadnicą wewnętrzną jak też korzystne jest gdy pojemnik ten stanowi litą całość z prowadnicą zewnętrzną. Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia amortyzator elastomerowy w częściowym przekroju, fig. 2 - fragment przekroju wzdłużnego amortyzatora elastomerowego z odmiennie ukształtowanym pojemnikiem wewnętrznym, a fig. 3 przedstawia fragment przekroju wzdłużnego amortyzatora elastomerowego z pojemnikiem wewnętrznym stanowiącym jedną całość z prowadnicą zewnętrzną. Amortyzator elastomerowy składa się z pojemnika zewnętrznego 1, który zamknięty jest dwoma prowadnicami zewnętrznymi 2 i 3 różniącymi się średnicami wewnętrznymi. Prowadnice te posiadają powierzchnie ślizgowe 4 i elementy uszczelniające 5. W prowadnicy o większej średnicy wewnętrznej umieszczony jest przesuwnie trzon amortyzacji końcowej 6 o średnicy d2, który posiada znaną głowicę 7 i końcówkę 8 zakończoną gniazdem 9. Końcówka ta przylega do powierzchni ślizgowej 10 prowadnicy wewnętrznej 11. Prowadnica wewnętrzna zaopatrzona jest w kołnierze 12a i 12b, które osadzone są w pojemniku zewnętrznym. Wewnątrz pojemnika zewnętrznego umieszczony jest osiowo pojemnik wewnętrzny 13 usytuowany między prowadnicą wewnętrzną a prowadnicą zewnętrzną o mniejszej średnicy wewnętrznej. W tej prowadnicy zewnętrznej osadzony jest suwliwie trzon amortyzacji wstępnej 14 o średnicy dl. Trzon ten wewnątrz pojemnika wewnętrznego ma ukształtowaną znaną głowicę 15 i styka się suwliwie z powierzchnią ślizgową 16 prowadnicy wewnętrznej. Pojemnik wewnętrzny zaopatrzony jest w otwory 17 łączące przestrzeń wewnątrz tego pojemnika z przestrzenią wewnątrz pojemnika zewnętrznego. Ponadto w pojemniku wewnętrznym ukształtowane jest, w pobliżu prowadnicy zewnętrznej, wybranie 18 zwiększające przepływ elastomeru w tym obszarze. Podobne wybrania 19 wykonane są w pojemniku zewnętrznym w sąsiedztwie prowadnicy wewnętrznej i prowadnicy zewnętrznej o większej średnicy wewnętrznej. Prowadnica wewnętrzna posiada ponadto otwory 20 łączące komorę amortyzacji końcowej 21 z komorą amortyzacji wstępnej 22, otwory 23a i 23b, które łączą komorę amortyzacji końcowej z komorą międzypojemnikową 24 i otwory 25 łączące komorę amortyzacji wstępnej z komorą gniazda. Amortyzator według wynalazku posiada ponadto następujące cechy: skok trzona amortyzacji końcowej S2 może być mniejszy, równy lub większy od skoku trzona amortyzacji wstępnej S1, przy czym średnica trzona amortyzacji końcowej d2 jest większa od średnicy trzona amortyzacji wstępnej d l. Również średnica głowicy amortyzacji końcowej D2 jest większa od średnicy głowicy amortyzacji wstępnej D l. Przy czym średnica gniazda jest większa od średnicy trzona amortyzacji wstępnej, a głębokość gniazda jest większa od skoku trzona amortyzacji końcowej. W innej odmianie wynalazku uwidocznionej na fig. 2 prowadnica wewnętrzna 26 stanowi litą całość z pojemnikiem wewnętrznym i element ten osadzony jest za pośrednictwem kołnierza 27 na wewnętrznej ściance pojemnika zewnętrznego oraz w prowadnicy zewnętrznej. W tym rozwiązaniu komory powstałe przez wprowadzenie do wnętrza poje-
4 173 407 mnika zewnętrznego prowadnicy wewnętrznej są ze sobą połączone za pośrednictwem rozgałęziających się otworów 28 wykonanych w prowadnicy wewnętrznej. W innej odmianie wynalazku prowadnica zewnętrzna o mniejszej średnicy wewnętrznej 29 ukształtowana jest w jedną całość z pojemnikiem wewnętrznym. Element ten zamknięty jest, po przeciwnej stronie, prowadnicą wewnętrzną analogiczną jak to uwidoczniono na fig. 1. Wnętrze amortyzatora wypełnione jest wstępnie sprężonym elastomerem, nieoznaczonym na rysunku. Amortyzator na który nie działają siły zewnętrzne, pod wpływem wewnętrznych sił przyjmuje postać, w której oba trzony 6 i 14 wysunięte są maksymalnie z prowadnic na łączną odległość równą sumie skoków S1 + S2. Przyłożenie siły zewnętrznej osiowej na płaszczyzny czołowe trzonów powoduje, że po przekroczeniu pewnej wartości progowej, zależnej od wstępnego sprężenia elastomeru, postępuje zagłębianie się trzona amortyzacji wstępnej 14. Następuje wówczas sprężanie elastomeru i równoczesny jego znany przepływ w obszarze głowicy 15 oraz przepływ wyrównawczy między komorami 21, 22, 24 i 9 za pośrednictwem otworów 17 wykonanych w wewnętrznym pojemniku oraz otworów 20, 23, 25 albo 28, które to otwory znajdują się w wewnętrznej prowadnicy 11, 26. Dalszy wzrost nacisku zewnętrznego powoduje wyczerpanie się skoku trzona amortyzacji wstępnej i zagłębienie się trzona amortyzacji końcowej 6. Powoduje to powstanie znanego przepływu elastomeru w obszarze głowicy 7 oraz odmiennie niż uprzednio skierowanych przepływów wyrównawczych między komorami 9, 21, 22, 24 za pośrednictwem otworów wykonanych w prowadnicy wewnętrznej i pojemniku wewnętrznym. Następuje przy tym naprowadzenie gniazda 9 na wysunięty uprzednio trzon amortyzacji wstępnej. Wyczerpanie się skoku S2 trzona amortyzacji końcowej powoduje, że nadwyżki sił przenoszone są przez pojemnik zewnętrzny. Obniżanie wartości siły zewnętrznej prowadzi w kolejności do wysunięcia się na zewnątrz trzona amortyzacji końcowej 6, a następnie trzona amortyzacji wstępnej 14. Powrót w położenie wyjściowe obu trzonów ułatwiają przy tym wybranie 18 wykonane w pojemniku wewnętrznym oraz wybrania 19 znajdujące się w pojemniku zewnętrznym. Zaletą opisanego urządzenia jest zwarta budowa zapewniająca wysoką zdolność amortyzacji. Amortyzator, według wynalazku, może być zastosowany w kolejowych urządzeniach zderznych.
173 407 Fig. 2 Fig. 3
173 407 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł