CS214708B2 - Impact absorber - Google Patents

Description

Vynález se- týká tlumičů nárazů, například železničních nárazníků, upevněných na pevných dorazech nebo· na železničních vagonech, vozech nebo motorových vozech, dále nárazníků uložených svisle na dolní -straně výtahových klecí nebo- určitých typů dveřních narážek.

Vynález -se zejména týká tlumičů, které obsahují dvě vzájemně se obklopující soustavy kovových - a pružných elementů, které - se vzájemně střídají a dotýkají se vzájemně, při současném stlačení pružných elementů, když na- ně působí nárazy.

Účelem* vynálezu je jednak vytvořit nárazníky s velkou citlivostí a měkkostí ke tlumení slabších nárazů -a s velkou -kapacitou - - k zachycení energie pro tlumení prudkých nárazů; mimo to- je účelem vynálezu zjednodušit výrobu a montáž těchto nárazníků.

K tomuto účelu je tlumič nárazů podle vynálezu vyznačen tím, že pružné elementy každé soustavy jsou neseny kovovými elementy druhé soustavy, a že pružné elementy obou soustav jsou vyrobeny z elastomerů -s odlišnými deformačními a tlumicími vlastnostmi.

Podle výhodného· provedení vynálezu -mají pružné elementy jedné soustavy tlumicí poměr - - nižší než -10 i%, zatím co- pružné elementy 'druhé soustavy mají tlumicí poměr vyšší - - než 10- %, soustava - obsahující pružné elementy s vyšším tlumicím poměrem leží vně druhé soustavy, na pružné elementy s nižším tlumicím poměrem· působí mírné axiální předpětí, plochy pružných elementů s -nižším tlumícím poměrem, které se dotýkají kovových elementů uložených -mezi nimi v klidovém- stavu tlumiče, jsou úzké a vypuklé, a -některé pružné elementy jsou vytvořeny tak, že při axiálním stlačení pracují s vybočením.

Tlumič podle vynálezu -má kromě těchto hlavních význaků další účelné význaky, které budou vysvětleny podrobněji v dalším textu.

V důsledku této konstrukce vznikne tedy tlumič, jehož tělesné vytvoření, funkce a výhody, zejména značná citlivost při tlumení slabých nárazů, velká - kapacita při -absorbování energie -silných nárazů a výrobní i montážní jednoduchost jsou zřejmé z předchozího popisu.

Vynález bude vysvětlen v - souvislosti s příkladem provedení -znázorněným na - výkreše, kde obr. 1 znázorňuje v axiálním řezu tlumicí nárazník pro železniční vozy, vytvořený podle vynálezu, -obr. 2 je vysvětlující graf a obr. 3 ukazuje rovněž v osovém řezu variantu některých prstenců, které jsou součástí nárazníku.

Tlumič nárazů znázorněný na -obr. 1 sestá214708 vá z ' první soustavy prstenců 1, které jsou uloženy na kovových kotoučích 2. Kovové kotouče 2 jsou vzájemně rovnoběžné a leží v osovém směru za sebou, a mezi nimi, jsou vloženy kovové podložky 3, přičemž jak kovové kotouče 2, tak i kovové podložky 3 mohou. klouzat po- středové tyči 4.

Středová tyč 4 má na jednom, konci hlavu 5, zatím co druhý konec je opatřen závitem a , nese matici S, která v zašroubované poloze zajišťuje .osovou, polohu prstenců 1 a kovových podložek 3, případně s mírným předpětím. Tlumič dále .obsahuje druhou soustavu prstenců 7, které obklopují vnitřní prstence 1 a jsou upevněny na obvodových částech kovových podložek 3. Každý kovový kotouč 2 je radiálně prodloužen za vnitřní prstenec 1, který nese, v obvodový věnec 8, uložený axiálně mezi dvěma sousedními vnějšími prstenci 7. ......

Vnitřní prstence 1 první soustavy jsou vyrobeny z elastomerního materiálu š vysokou pružností, který má nízký tlumicí poměr, s výhodou menší než 10 °/o. Vhodným materiálem tohoto druhu je například přírodní kaučuk.

Tlumící poměr T elastomerního materiálu znamená poměr mezi energií absorbovanou blokem tohoto materiálu, který se postupně stlačuje, až do .oblasti maximálního, stlačení a potom se uvolní, aby mohl zaujmout původní tvar, a energií naakůmulovanou tímto blokem během cyklu stlačení ,a roztažení.

Tlumicí poměr , T se dá zjistit z hysterezní křivky, která znázoroňuje uvažovanou deformaci. Na ,obr. 2; je znázorněna taková křivka, přičemž na ose úseček jsou vyneseny deformace x a na ose pořadnic síly f, kterým tyto deformace x odpovídají: křivka C odpovídá stlačení bloku z elastomerního- materiálu a křivka C‘ jeho následujícímu roztažení.

Označí-li se celá plocha mezi křivkou C a osou , úseček jako S, a plocha ve formě srpu mezi oběma křivkami , C a C' jako S‘, je tlumicí poměr T roven, poměru mezi plochami S‘ a S.

Dotekově plochy 9 mezi vnitřními prstenci 1 a kovovými podložkami 3, uloženými v osovém směru mezi nimi, jsou úzké a vypuklé, takže , zachycování nárazů tlumičem začíná deformací těchto dotekových ploch 9 a postupně je , zvětšuje.

Tento, druh progresivní pružné deformace propůjčuje tlumiči podle , vynálezu velkou citlivost a vynikající měkkost, přičemž tlumič velice citlivě reaguje na mírné nárazy.

Vnější prstence 7 druhé soustavy jsou vyrobeny z méně deformovatelného- materiálu než vnitřní prstence 1, který však má , vyšší tlumicí poměr T, s výhodou větší než 10- ,%. V důsledku toho je tento 'materiál , schopný akumulovat velké energie při zachycování silných nárazů. Takovým materiálem je například buty lkaučuk.

Ve znázorněném příkladě provedení existuje v klidovém stavu tlumiče mezi každým vnějším prstencem 7 a protilehlým věncem axiální vůle j. , Následkem toho ' fungují vnější prstence 7 pouze při silných ·’ nárazech. Začínají pracovat teprve tehdy, když axiální stlačení vnitřních prstenců 1 , je dostatečně velké, aby vymizela veškerá vůle j; od tohoto okamžiku však všechny vnější prstence 7 začnou fungovat okamžitě.

Kruhové čelní plochy 10 vnějších prstenců 7, to znamená plochy, které se začnou dotýkat vložených věnců 8 po vymizení· vůlí j, jsou s výhodou rovinné, jak je zakresleno na výkrese, takže veškerá hmo-ta vnějších prstenců 7 je stlačována v osovém; směru od okamžiku, kdy na tlumič začne působit náraz.

Upevnění vnitřních prstenců 1 a vnějších prstenců 7 na kotouče 2 a podložky 3 se s výhodou provádí tak, že se přímo nali^í^i^ jíí-a navulkanizují na kotouče.

Dokonalé upevnění je zajištěno· tím, že prstence 1, 7 vyčnívají axiálně· - na ,· obě strany ze svých nosných kotoučů, přičemž obě poloviny prstenců 1, 7 na protilehlých stranách kotouče jsou spojeny materiálem procházejícím otvory 11, 12 upravenými do, kruhu v každém kotouči 2, 3.

Ve výhodném příkladě provedení, znázorněném na obr. 1, tvoří střední rovina nosného kotouče každého prstence 1 rovinu souměrnosti tohoto, kotouče, a , otvory 11, 12, umožňující spojení obou , polovin kotouče, v jediný blok, leží uprostřed radiální tloušťky prstence ve výši kotouče. Radiální tloušťka každého prstence 1, 7 se, postupně zmenšuje se vzdáleností od nosného, kotouče.

Kovové elementy, nazývané v předchozím, textu kovové kotouče, 2, věnce 8 a kovové podložky 3 jsou s výhodou tvořeny identickými destičkami, přičemž však otvory, které jsou v těchto, destičkách proraženy, leží v prvním případě blíže osy souměrnosti než otvory 12.

Tlumič podle vynálezu lze považovat , za soustavu vzájemně se střídajících kladek dvou typů, a to identických kotoučů opatřených , jednak prstencem 1 (v případě kovových kotoučů 2], přičemž prstence 1 , sou schopné poměrně velké deformace, mají malý průměr, poměrně malý radiální rozměr a relativně velký axiální rozměr, a kotoučů ve tvaru kovových podložek 3 opatřených prstencem, 7 s vysokým tlumením, přičemž prstence 7 mají větší průměr než prstence 1, , vetší radiální rozměr a menší axiální rozměr.

Skutečnost, že každý z obou druhů uvažovaných elastamorních , materiálů je použit výlučně k výrobě jednoho, z obou typů kladek, umožňuje velice jednoduchou výrobu tlumiče podle vynálezu pomocí dvou různých forem: Tyto, dvě formy umožňují nalisovat elastomerní prstence 1, 7 .dvou odlišných typů, které se liší jak tvarem tak vlastnostmi, , na identické kotouče, opatřené pouze odlišnou perforací, a to, pomocí lisovacího pochodu s využitím různých teplotních a tlakových poměrů.

Montáž tlumiče je pak velice jednoduchá a , provádí se postupným nasazováním kla214708 dek těchto dvou různých typů na středovou tyč 4.

Na koncích tlumiče jsou s výhodou uloženy kotouče, z nichž vyčnívají v osovém· směru pouze poloviční prstence ve stejném směru jako ostatní prstence celého tlumiče. Tyto poloviční prstence mohou být kteréhokoliv ze dvou popsaných typů, takže tlumič je zakončen v axiálním směru dvěma pevnými kotouči.

Jeden z těchto koncových kotoučů 30, označený na obr. 1 na pravé straně tlumiče, může být opřen o rám· 13 sloužící k zachycování tlumených nárazů, zatím co kotouč 20 na opačné straně tlumiče je zakryt dutým krytem 14, sloužící k zachycení nárazu. Hlava 5 středové tyče 4 je spojena s kotoučem· 20, takže závitový konec středové tyče 4 s maticí 6 se může osově volně posouvat uvnitr rámu 13.

Popsaný tlumič pracuje tímto způsobem: Náraz, naznačený na obr. 1 šipkou F a působící na dutý kryt 14, se projeví nejprve mírnou pružnou a poměrně · citlivou ' deformací zaoblených konců vnitřních prstenců 1 až do· vymizení vůlí j: potom nastane postupné stlačování vnějších prstenců 7, které následuje po deformaci vnitřních prstenců 1, pokud je působící náraz dostatečně velký.

Po· zachycení tohoto · nárazu celým tlumičem způsobí pružné roztažení vnitřních prstenců 1 a vnějších prstenců 7, že celá soustava se vrátí do své počáteční polohy a působí v opačném smyslu naakumulovanou energií na pohybující se předmět, který způsobil předchozí náraz. .

Z předchozího popisu je zřejmé, že vynález není nijak omezen na konkrétně popsané a znázorněné provedení. Naopak zahrnuje různé další varianty, například takové provedení, kde vnitřní prstence 1 střední soustavy jsou nahrazeny pružnými bloky, které nejsou uprostřed spojeny, přičemž kovové kotouče 2 a kovové podložky 3 nemusejí být rovněž nasunuty na tyči. Další možné provedení spočívá v tom, že pružné i kovové elementy mohou být jiného „ než kruhového, například obdélníkového tvaru. Jiná varianta vynálezu zahrnuje tlumič, kde vzájemné vedení jednotlivých kladek, které jsou nasunuty na sobě, je zajištěno· jinými prostředky než středovou tyčí 4, například tuhým vnějším pouzdrem, které může být případně tvořeno pouze několika · vzájemně rovnoběžnými tyčemi. Podle další možnosti vynálezu mohou některé vnitřní prstence 1 a některé vnější prstence 7 mít odlišný tvar, než jak je znázorněn, na obr. 1. Tento tvar může být například osově nesouměrný vůči nosnému kovovému elementu, nebo může· být tvořen trubkovým úsekem pracujícím s vybočením při nárazu, jak ukazuje obr. 3. Tento· trubkový úsek 15 je namontován na obvodu kovové podložky 3 opatřené otvory 12 stejně jako na obr. 1.

Podle další možnosti vynálezu může být alespoň jedna kruhová čelní plocha 10 vnějších prstenců 7, která přichází do· styku s protilehlým věncem 8, mírně zvlněná na obvodu tak, aby stlačování tohoto vnějšího· prstence 7 bylo progresivnější a křivka znázorňující deformaci tlumiče v závislosti na působící osové síle byla spojitější.

Podle další možné varianty vynálezu může být počet soustav pružných soustředných elementů s různým· tlumicím poměrem větší než znázorněný počet, to znamená větší než dva.

Claims (5)

1. Tlumič nárazů, sestávající ze dvou vzájemně se obklopujících soustav kovových a pružných, vzájemně se střídajících elementů, které se při stlačení elastických elementů při nárazech vzájemně dotýkají, vyznačený · tím, že pružné elementy (1, 7) každé soustavy jsou neseny kovovými elementy {8, 3] druhé soustavy, a pružné elementy obou soustav jsou vyrobeny z elastomeru, které mají vzájemně odlišné charakteristiky deformace a tlumení.

2. Tlumič podle bodu 1, vyznačený tím, že pružné elementy (1) jedné soustavy mají tlumicí poměr nižší než 10 % a pružné elementy (7) druhé soustavy tlumicí poměr vyšší než 10· %.

3. Tlumič podle bodu 1 nebo· 2, vyznačený

VYNÁLEZU tím, že soustava sestávající z pružných elementů s vyšším tlumicím poměrem leží vně druhé soustavy.

4. Tlumič podle jednoho z -bodů 1 až 3, vyznačený tím, že· pružné elementy (1) s nižším tlumicím poměrem Jsou zatíženy mírným osovým předpětím.

6. Tlumič podle jednoho- z bodů 1 až 4, vyznačený tím, že dotekové plochy (9) pružných elementů (1) s nižším tlumicí poměrem, které přicházejí do· styku s kovovými elementy (3) uloženými mezi nimi v klidovém stavu tlumiče, jsou úzké a vypuklé.

6. Tlumič podle · jednoho· z bodů 1 až 5, vyznačený tím, že některé pružné elementy [15] jsou vytvořeny tak, že při axiálním stlačení vybočují.