Amortisseur hydraulique Uinvention concerne un amortisseur hydraulique, notamment pour chemin de fer, en vue d'amortir les chocs plus forts que la moyenne auxquels il est sou mis, au cours des opérations d'aiguillage et de triage.
Les amortisseurs<B>à</B> ressort employés couramment fonctionnent adéquatement sous les efforts de com pression engendrés par les chocs, mais ils ne possè dent qu'une faible capacité d'absorption de l'énergie. Le type d'amortisseur<B>à</B> ressort pour chemins de fer est caractérisé par son recul après compression. Une majeure partie de rénergie cinétique appliquée initia lement<B>à</B> ce type d7amortisseur pendant la course de compression, est accumulée sous la forme d'énergie potentielle. Cette énergie est alors restituée au train, sous la forme d'un recul par secousses, pendant la course d'expansion de l'amortisseur. Ce recul est la cause<B>de</B> nombreux dommages subis par les char gements transportés par les chemins de fer.
Les amortisseurs<B>à</B> friction, employés sur une grande échelle par les chemins de fer américains, possèdent une aptitude<B>à</B> l'absorption de l'énergie supérieure<B>à</B> celle du type<B>à</B> ressort, mais ils sont caractérisés également par un recul prononcé. Le recul par secousses qui se produit dans les amortis seurs pour chemins de fer mentionnés ci-dessus est en général inhérent<B>à</B> tout amortisseur dans lequel un ressort sert<B>à</B> amortir l'effort. L'amortisseur<B>à</B> friction offre toutefois un avantage par rapport<B>à</B> l'amortis seur<B>à</B> ressort, en ce qu'il est capable de dissiper une partie substantielle des efforts<B>de</B> compression sous la forme d'énergie<B>de</B> friction, qui n'est pas restituée au train, mais il n'a pas résolu entièrement<B>le</B> problème.
L'amortisseur idéal aurait la possibilité d'absor ber tous les efforts de compression auxquels il est susceptible d'être soumis et pourrait être ramené dans sa position allongée, non comprimées, sans aucun recul.
Le but de l'invention est de fournir un amortis seur hydraulique absorbant l'énergie, et capable de supporter des chocs de grande énergie et de se réta blir automatiquement avec un minimum de recul.
Cet amortisseur hydraulique est #caractériSé en ce qu'il comprend une chambre réservoir de fluide et une chambre intérieure, un piston creux pouvant être animé d'un mouvement alternatif<B>à</B> l'intérieur de cette dernière, un dispositif d#étranglement du fluide refoulé par le piston, disposé dans la chambre inté rieure et dans le piston, et comportant une tige tubu laire, fixée<B>à</B> la chambre intérieure dont une extré mité s'étend dans une ouverture de la tête du piston, et dont rautre réunit la chambre réservoir au piston pour permettre au fluide de passer entre ceux-ci.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre (Texemple, une forme d'exécution de l'amortisseur objet de l'invention.
La fig. <B>1</B> est une coupe longitudinale, montrant l'amortisseur dans sa position non comprimée, com- plùtement allongée.
La fig. 2 est une coupe longitudinale, illustrant l'amortisseur en position comprimée.
La fig. <B>3</B> est une coupe transversale, prise suivant la ligne<B>3-3</B> de la fig. <B>1.</B>
La fig. 4 est une coupe transversale, suivant la ligne 4-4 de la fig. 2.
La fig. <B>5</B> est une vue en perspective du dispositif de mesure de ramortisseur.
L'amortisseur hydraulique représenté comporte une chambre extérieure 2 et une chambre intérieure 4, contenant toutes deux un fluide. La chambre exté rieure entoure complètement la chambre intérieure<B>à</B> laquelle elle est rattachée par son extrémité ouverte, au moyen d7un joint étanche au fluide. Un piston<B>6,</B> disposé de manière<B>à</B> pouvoir coulisser dans la chambre intérieure, peut être animé d'un mouvement alternatif, depuis une position allongée de l'amortis seur jusqu'à une position comprimée de celui-ci. Le trajet du piston s'étend de la position allongée de l'amortisseur, représentée dans la fig. <B>1, à</B> la posi tion comprimée, illustrée dans la fig. 2.
C'est pen dant ce parcours que s'effectue l'absorption d'énergie par l'amortisseur.
En se reportant<B>à</B> la fig. <B>1,</B> on voit que la cham bre 2 sert de réservoir et de chambre de trop-plein pour le fluide se trouvant dans la chambre intérieure 4. Cette dernière fonctionne comme un cylindre, dans lequel le piston<B>6,</B> comme indiqué ci-dessus, se déplace d'un mouvement alternatif, depuis la position allongée du mécanisme jusqu'à sa position com primée.
La chambre extérieure 2 est constituée par une paroi latérale cylindrique<B>8,</B> présentant une ouverture <B>10</B> fermée par un bouchon fileté 12, permettant d'ajouter facilement du fluide dans la chambre réser voir. La chambre 2 possède un fond plat 14 muni de nervures de renforcement<B>16,</B> orientées vers l'inté rieur et disposées<B>de</B> manière<B>à</B> renforcer le fond<B>18</B> de la chambre intérieure 4 et<B>à</B> maintenir fermement la chambre intérieure dans la chambre extérieure. Chaque nervure de renforcement<B>16</B> présente une ouverture 20, permettant au fluide de passer facile ment<B>de</B> la chambre réservoir, par un tube creux rainuré 22a, dans le piston et finalement dans la chambre intérieure.
Comme indiqué plus haut, la chambre intérieure 4 est placée dans la chambre extérieure et est en con tact avec les nervures<B>16</B> du fond 14,<B>à</B> l'extrémité avant de la chambre extérieure.<B>A</B> Pautre extrémité, la chambre intérieure est étroitement encerclée par la chambre extérieure et un joint essentiellement étan che au fluide est constitué par l'élément<B>17.</B> Le fond plat<B>18</B> de rextrémité avant de la chambre intérieure possède une ouverture centrale circulaire 24, qui reçoit une extrémité<B>du</B> dispositif d'étranglement 22 comportant un tube rainuré creux 22a.
L'ajustage de ce dernier dans rouverture 24 est essentiellement étanche au fluide et il est maintenu dans une posi tion fixe<B>à</B> l'intérieur de celle-ci par des bagues élasti ques<B>26.</B> l2extrémité avant du tube 22a est espacée de la paroi opposée 14 pour pecrinettre l'écoulement du fluide entre le tube et la chambre extérieure 2. Le piston creux<B>6</B> passe dans l'extrémité ouverte de la chambre intérieure 4.<B>Il</B> est cylindrique et constitue l'élément mobile de l'amortisseur.<B>Il</B> pourrait être de section transversale carrée ou rectangulaire et la seule condition est qu'il soit complémentaire de la chambre intérieure.
Dans une forme & exécution préférée le piston est toutefois de forme cylindrique comme l'in dique le dessin.<B>Il</B> porte<B>à</B> son extrémité avant une paroi terminale<B>28,</B> percée d%ne ouverture circulaire centrale<B>30,</B> dans laquelle glisse le tube creux rainuré 22a, qui s'y ajuste étroitement. En plus de Pouver- turc circulaire<B>30,</B> il est prévu, dans la paroi termi nale<B>28,</B> des ouvertures<B>32</B> d'une forme appropriée quelconque, permettant au fluide de passer, soit pen dant la course de compression de l'amortisseur, soit pendant la course d'expansion, soit pendant les deux.
La construction illustrée dans les fig. <B>1</B> et 2 permet au fluide de s'écouler par les ouvertures<B>32,</B> pendant la course d'expansion seulement. Une rondelle 34, mon tée sur le tube 22a, est prévue pour engager la face avant 28c de la paroi<B>28,</B> afin de fermer les ouvertu res<B>32</B> pendant la course de compression. Une bague <B>à</B> ressort<B>36</B> est d'autre part fixée<B>à</B> la bride avant 28a, sur la paroi<B>28,</B> et limite le mouvement<B>de</B> la rondelle, lorsqu'elle s'écarte des ouvertures pendant la course d'expansion.
<B>A</B> l'intérieur du piston, l'extrémité arrière du dis positif d'étranglement 22 porte un plateau<B>38,</B> faisant corps avec le tube 22a. Ce plateau remplit deux fonc tions<B>:</B> il forme une paroi au-delà de laquelle le fluide ne peut pas passer et il sert d'élément de stabilisation pour le tube 22a et le piston. Un segment 40 est placé autour de la périphérie extérieure du plateau <B>38,</B> afin de former un joint étanche au fluide, entre celui-ci et la face intérieure 6a du piston. Un carter d'huile 42 est prévu<B>à</B> l'intérieur du piston, pour assurer la lubrification du plateau.
Ce carter d'huile s'étend de ce dernier<B>à</B> la paroi transversale 54, fixée au piston par des bajo gues <B>à</B> ressort 56 et 58. Le pla- teau <B>38</B> est muni d'une saillie 38a, s'étendant vers l'avant et percée d'ouvertures 44, communiquant avec l'ouverture<B>23</B> du tube 22a, pour permettre ainsi au fluide du piston d'entrer dans<B>le</B> réservoir et d'en sortir,
comme indiqué par les flèches des fig. <B>1</B> et 2.
l2extrémité arrière du piston<B>6</B> est fermée par une plaque 48, fixée aux parois du piston. Cette plaque est munie d'épaulements latéraux 48a, contre lesquels s'appuie l'extrémité arrière du ressort héli- cdidal 46. Le ressort entoure des parties du piston<B>6</B> et la chambre intérieure 2,<B>à</B> son extrémité avant, et bute contre les épaulements 2a de la chambre exté rieure. 1C'est ce ressort qui fournit l'effort ramenant le mécanisme de l'amortisseur dans sa position allon gée, après la compression.
La fig. <B>1</B> montre le mécanisme de l'amortisseur dans sa position non comprimée. Lorsque le méca nisme est comprimé en réponse<B>à</B> des forces de trac tion ou de tamponnement qui lui sont appliquées, le piston<B>6</B> pénètre dans la chambre intérieure 4. Le mécanisme étant comprimé, la rondelle 34, sur le tube 22, est poussée de force contre la surface plane 28c, sur le fond<B>28</B> du piston, par le fluide<B>de</B> la chambre intérieure 4 et ferme ainsi les ouvertures <B>32.</B> En fermant ainsi ces ouvertures, le fluide de la chambre intérieure est nécessairement envoyé de force<B>à</B> travers l'ouverture formée par une paire de rainures<B>50,</B> ménagées<B>à</B> l'extérieur du tube 22a, et l'ouverture circulaire<B>30</B> dans la paroi<B>28</B> du piston.
Il doit être entendu que les rainures du côté exté rieur du tube ont une profondeur inférieure<B>à</B> l'épais seur de sa paroi. La surface extérieure du tube 22a est en contact de coulissement avec la surface inté rieure de l'ouverture<B>30.</B> La forme des rainures est telle, qu'elles constituent un orifice dont la section transversale est plus grande au début de la course <B>de</B> compression qu'à la fin de celle-ci. Chaque rai nure commence en un point du tube 22a, où se trouve la paroi<B>28</B> du piston, quand le mécanisme est complètement allongé, comme dans la fig. <B>1.</B> C'est <B>à</B> ce point que la section transversale<B>de</B> la rainure est la plus grande et l'orifice mentionné plus haut, constitué par les rainures et l'ouverture<B>30,</B> atteint en même temps sa dimension maximum.
La section transversale<B>de</B> la rainure va en diminuant vers l'avant, jusqu'à ce qu'elle atteigne le point situé le long du tube où se trouve la paroi<B>28,</B> quand le méca nisme est complètement comprimé. C'est en ce point que l'orifice formé atteint sa section minimum. En changeant ainsi la dimension de l'orifice, le méca nisme se ferme<B>à</B> une vitesse diminuant régulièrement pendant la course de compression. Lorsque reffort de compression cesse, le mécanisme de l'amortisseur est ramené dans sa position complètement allongée, par le ressort 46.
Pendant la course<B>de</B> rétablissement, la rondelle 34 se déplace vers l'avant, en s'écartant des ouver tures<B>32</B> pour arriver au contact de la bague<B>36</B> du piston et permettre ainsi un écoulement rapide du fluide se trouvant dans celui-ci qui passe par les ouvertures<B>32,</B> dans la chambre intérieure 4, lorsque le piston se déplace vers l'extérieur de cette dernière. La distance maximum d'allongement de ramortisseur est déterminée par la surface de butée<B>52,</B> sur la sail lie 38a du plateau du tube, qui engage la face arrière <B>28b</B> de la paroi<B>28</B> du piston. Toutefois, la limitation pourrait tout aussi bien être imposée par la grandeur de la poche de l'amortisseur d'un wagon de chemin de fer, avant que la paroi<B>28</B> bute contre la sur face<B>52.</B>
Pendant la course de compression absorbant l'énergie, le fluide s'écoule de la chambre intérieure dans le piston, par l'orifice constitué par les rainures <B>50</B> et l'ouverture<B>30,</B> puis passe dans les tubes 22a par l'ouverture 44 et sort dans le réservoir 2. I2écou- lement du fluide indiqué dans la fig. 2 est<B>dû à</B> une réduction de l'espace disponible dans la chambre intérieure 4, par suite du mouvement des parois du piston dans cette dernière. Le volume de fluide déplacé est approximativement égal au volume des parois du piston pénétrant dans la chambre inté rieure.
Pendant la course d'extension ou de rétablis sement, le fluide se déplace du réservoir 2 dans la chambre intérieure 4, en passant par le tube rainuré et le piston, comme le montrent les flèches<B>de</B> la fig. <B>1.</B> La capacité du réservoir est supérieure aux besoins provoqués par le volume variable de la cham bre intérieure et l'excès de capacité est disponible, pour remplacer toute perte de fluide résultant des périodes<B>de</B> services prolongées, sans entretien pré ventif.
Hydraulic shock absorber The invention relates to a hydraulic shock absorber, in particular for railways, with a view to absorbing the impacts that are stronger than the average to which it is subjected, during switching and sorting operations.
Commonly used <B> spring </B> shocks operate adequately under the compressive stresses caused by impact, but have little energy absorption capacity. The <B> spring </B> type of shock absorber for railways is characterized by its recoil after compression. Much of the kinetic energy initially applied <B> to </B> this type of shock absorber during the compression stroke is accumulated in the form of potential energy. This energy is then returned to the train, in the form of a jerk recoil, during the expansion stroke of the shock absorber. This decline is the cause of <B> </B> a great deal of damage to the loads carried by the railways.
<B> Friction </B> dampers, widely used by American railroads, possess an ability <B> to </B> absorbing energy greater than <B> than </ B > that of the <B> to </B> type spring, but they are also characterized by a pronounced recoil. The jerk recoil which occurs in the above mentioned rail shock absorbers is generally inherent <B> </B> in any shock absorber in which a spring is used <B> to </B> dampen the force. . The <B> friction </B> damper offers an advantage over the <B> </B> spring damper, however, in that it is able to dissipate substantial part of the <B> compressive </B> forces in the form of <B> friction </B> energy, which is not returned to the train, but it has not entirely resolved <B> the </B> problem.
The ideal shock absorber would have the possibility of absorbing all the compressive forces to which it is likely to be subjected and could be brought back to its extended position, uncompressed, without any recoil.
The object of the invention is to provide a hydraulic shock absorber which absorbs energy and is capable of withstanding high energy shocks and of automatically recovering with a minimum of recoil.
This hydraulic shock absorber is #characterized in that it comprises a fluid reservoir chamber and an internal chamber, a hollow piston which can be driven by a reciprocating movement <B> inside </B> the latter, a device throttling of the fluid delivered by the piston, arranged in the interior chamber and in the piston, and comprising a tubular rod, fixed <B> to </B> the interior chamber, one end of which extends into an opening of the piston head, and the other of which joins the reservoir chamber to the piston to allow fluid to pass between them.
The appended drawing represents, <B> as </B> (the example, an embodiment of the shock absorber object of the invention.
Fig. <B> 1 </B> is a longitudinal section, showing the shock absorber in its uncompressed, fully extended position.
Fig. 2 is a longitudinal section showing the damper in the compressed position.
Fig. <B> 3 </B> is a cross section, taken along the line <B> 3-3 </B> of fig. <B> 1. </B>
Fig. 4 is a cross section taken on line 4-4 of FIG. 2.
Fig. <B> 5 </B> is a perspective view of the shock absorber measuring device.
The hydraulic shock absorber shown has an outer chamber 2 and an inner chamber 4, both containing a fluid. The outer chamber completely surrounds the inner chamber <B> to </B> to which it is attached by its open end, by means of a fluid-tight seal. A piston <B> 6, </B> disposed so <B> to </B> be able to slide in the inner chamber, can be driven in a reciprocating motion, from an extended position of the shock absorber to a compressed position of it. The path of the piston extends from the extended position of the shock absorber, shown in fig. <B> 1, at </B> the compressed position, shown in fig. 2.
It is during this journey that the energy absorption by the shock absorber takes place.
Referring <B> to </B> in fig. <B> 1, </B> it can be seen that chamber 2 serves as a reservoir and overflow chamber for the fluid in the inner chamber 4. The latter functions as a cylinder, in which the piston <B > 6, </B> as indicated above, moves in a reciprocating motion, from the extended position of the mechanism to its compressed position.
The outer chamber 2 consists of a cylindrical side wall <B> 8, </B> having an opening <B> 10 </B> closed by a threaded plug 12, allowing fluid to be easily added to the reservoir chamber. . The chamber 2 has a flat bottom 14 provided with reinforcing ribs <B> 16, </B> oriented inward and arranged <B> in </B> way <B> to </B> reinforce the bottom <B> 18 </B> of the inner chamber 4 and <B> to </B> firmly hold the inner chamber in the outer chamber. Each reinforcing rib <B> 16 </B> has an opening 20, allowing the fluid to pass easily <B> from </B> the reservoir chamber, through a grooved hollow tube 22a, into the piston and finally into the interior room.
As indicated above, the inner chamber 4 is placed in the outer chamber and is in contact with the ribs <B> 16 </B> of the bottom 14, <B> at </B> the front end of the chamber outer. <B> A </B> At the other end, the inner chamber is tightly encircled by the outer chamber and a substantially fluid-tight seal is formed by the element <B> 17. </B> The flat bottom < The front end B> 18 </B> of the inner chamber has a circular central opening 24, which receives an end <B> of </B> throttle device 22 having a hollow grooved tube 22a.
The fit of the latter in the opening 24 is essentially fluid-tight and is held in a fixed position <B> inside </B> the interior thereof by elastic rings <B> 26. </ B> The front end of the tube 22a is spaced from the opposing wall 14 to allow fluid flow between the tube and the outer chamber 2. The hollow piston <B> 6 </B> passes through the open end of the chamber. inner 4. <B> It </B> is cylindrical and constitutes the movable element of the shock absorber. <B> It </B> could be of square or rectangular cross section and the only condition is that it is complementary of the inner chamber.
In a preferred embodiment, however, the piston is cylindrical in shape as shown in the drawing. <B> It </B> carries <B> at </B> its front end an end wall <B> 28, < / B> pierced with a central circular opening <B> 30, </B> in which the grooved hollow tube 22a slides, which fits tightly therein. In addition to the circular aperture <B> 30, </B> there are provided, in the end wall <B> 28, </B> openings <B> 32 </B> of any suitable shape , allowing fluid to pass either during the compression stroke of the shock absorber, or during the expansion stroke, or both.
The construction illustrated in Figs. <B> 1 </B> and 2 allow fluid to flow through openings <B> 32, </B> during the expansion stroke only. A washer 34, mounted on the tube 22a, is provided to engage the front face 28c of the wall <B> 28, </B> in order to close the openings <B> 32 </B> during the compression stroke . A <B> spring </B> ring <B> 36 </B> is also attached <B> to </B> the front flange 28a, on the wall <B> 28, </B> and restricts movement of the washer as it moves away from the openings during the expansion stroke.
<B> A </B> inside the piston, the rear end of the throttle device 22 carries a plate <B> 38, </B> integral with the tube 22a. This plate fulfills two functions <B>: </B> it forms a wall beyond which the fluid cannot pass and it serves as a stabilizing element for the tube 22a and the piston. A segment 40 is placed around the outer periphery of the plate <B> 38, </B> in order to form a fluid-tight seal between the latter and the inner face 6a of the piston. An oil pan 42 is provided <B> inside </B> the piston, to ensure the lubrication of the plate.
This oil pan extends from the latter <B> to </B> the transverse wall 54, fixed to the piston by spring bars <B> </B> 56 and 58. The plate <B > 38 </B> is provided with a projection 38a, extending forwards and pierced with openings 44, communicating with the opening <B> 23 </B> of the tube 22a, to thereby allow the fluid the piston to enter and exit the tank,
as indicated by the arrows in fig. <B> 1 </B> and 2.
The rear end of the piston <B> 6 </B> is closed by a plate 48, fixed to the walls of the piston. This plate is provided with side shoulders 48a, against which the rear end of the coil spring 46 rests. The spring surrounds parts of the piston <B> 6 </B> and the inner chamber 2, <B> at its front end, and abuts against the shoulders 2a of the outer chamber. 1It is this spring which provides the force returning the shock absorber mechanism to its extended position, after compression.
Fig. <B> 1 </B> shows the shock absorber mechanism in its uncompressed position. When the mechanism is compressed in response <B> to </B> tensile or buffering forces applied to it, the piston <B> 6 </B> enters the interior chamber 4. The mechanism being compressed , the washer 34, on the tube 22, is forcibly pushed against the flat surface 28c, on the bottom <B> 28 </B> of the piston, by the fluid <B> from </B> the inner chamber 4 and thus closes the openings <B> 32. </B> By thus closing these openings, the fluid of the inner chamber is necessarily forced <B> through </B> through the opening formed by a pair of grooves <B > 50, </B> formed <B> on </B> the outside of the tube 22a, and the circular opening <B> 30 </B> in the wall <B> 28 </B> of the piston.
It should be understood that the grooves on the outside of the tube have a depth less <B> than </B> the thickness of its wall. The outer surface of the tube 22a is in sliding contact with the inner surface of the opening <B> 30. </B> The shape of the grooves is such that they constitute an orifice the cross section of which is greater at the start of the <B> compression </B> stroke only at the end of it. Each groove begins at a point on tube 22a, where the piston wall <B> 28 </B> is located, when the mechanism is fully extended, as in fig. <B> 1. </B> It is <B> at </B> this point that the cross section <B> of </B> the groove is the largest and the hole mentioned above, formed by the grooves and the opening <B> 30, </B> simultaneously reach their maximum dimension.
The cross section of <B> of </B> the groove decreases towards the front, until it reaches the point along the tube where the wall is located <B> 28, </B> when the mechanism is completely compressed. It is at this point that the orifice formed reaches its minimum section. By changing the size of the orifice in this way, the mechanism closes <B> at </B> a speed which decreases steadily during the compression stroke. When the compression re-effort ceases, the shock absorber mechanism is returned to its fully extended position by the spring 46.
During the <B> recovery </B> stroke, the washer 34 moves forward, moving away from the openings <B> 32 </B> to come into contact with the ring <B> 36 < / B> of the piston and thus allow a rapid flow of the fluid present therein which passes through the openings <B> 32, </B> in the inner chamber 4, when the piston moves outwardly of this last. The maximum shock absorber extension distance is determined by the abutment surface <B> 52, </B> on the sail 38a of the tube plate, which engages the rear face <B> 28b </B> of the wall <B> 28 </B> of the piston. However, the limitation could just as easily be imposed by the size of the shock absorber pocket of a railway car, before the wall <B> 28 </B> butts against the surface <B> 52 . </B>
During the energy absorbing compression stroke, the fluid flows from the inner chamber into the piston, through the orifice formed by the grooves <B> 50 </B> and the opening <B> 30, </ B> then passes through the tubes 22a through the opening 44 and leaves the reservoir 2. The fluid flow indicated in fig. 2 is <B> due to </B> a reduction in the space available in the inner chamber 4, as a result of the movement of the walls of the piston therein. The volume of fluid displaced is approximately equal to the volume of the walls of the piston entering the interior chamber.
During the extension or recovery stroke, the fluid moves from the reservoir 2 into the inner chamber 4, passing through the grooved tube and the piston, as shown by the arrows <B> of </B> in fig. <B> 1. </B> The capacity of the tank is greater than the requirements caused by the varying volume of the interior chamber and the excess capacity is available, to replace any loss of fluid resulting from periods of <B> < / B> extended service, without preventive maintenance.