CS241019B2 - Mechanical power absorption device especially with great impacts - Google Patents

Description

(54) Zařízení pro pohlcování mechanické energie, zejména u - velkých rázů

Zařízení sestává ze . dvou částí, a to z nepohyblivé válcové části a z pohyblivé části, . v ní teleskopicky zasunuté. Pohyblivou Část tvoří pohyblivý válec (5), poslední pohyblivý válec (6) a v něm zasunutý píst [71·. Na posledním pohyblivém válci. (6) je nasazena volně posuvná dělicí stěna (8) a .' na . pístu (7) volně posuvná dělicí stěna (.9). Obě tyto posuvné dělicí stěny (8, 9} mají tvar kruhového. prstence a rozdělují jednak pohyblivý válec (5) a jednak poslední . pohyblivý válec (6) na dva prostory, vyplněné viskózně pružnými prostředími (2A, 2B; 3A, 3B), která jsou stlačena na . tlak 0,1 až. 10⁶ MPa.

'v 3B za	rr: - X \\ W \\ \\ \.\	E
L·	Zúí	<1

Vynález se . týká zařízení pro pohlcování, mechanické energie, zejména u velkých rázů. ' ......

Taková zařízení se používají pro pohlcování rázové energie u železničních ' vozidel, silničních vozidel a podobně, jako doraz pro omezování pohybu- · u výtahů-mostových jeřábů a .· jiných . zařízení, jakož i jako tlumič kmitů. .

Známé, v polském patentu č. 123 472 popsané zařízení pro pohlcování mechanické energie je charakterizováno tím, že může fungovat jednak jako pohlcovač energie · a. . současně jako tlumič kmitů p; proměnné: . amplitudě, jakož 1 jako omezovač pohybu. Toto zařízení · je tvořeno dvěma částmi. Jednou z nich je nepohyblivý válec a druhou z nich je v něm vsunutá pohyblivá část, která je tvořena alespoň jedním pohyblivým válcem, na jedné straně uzavřeným, dnem, a . pístem, který je posuvný a který je- zasunut'· do · · posledního · válce. · · Dutina · mezi jednotlivými válci a mezi posledním válcem a pístem je vyplněna prostředími, s výhodou vhodnými polysiloxanpolymery, která pohlcují rázovou energii, a která tlumí kmity, přičemž jejich pružné vlastnosti se ve směru od nepohyblivého válce k · pístu zmenšují a jejich viskózní vlastnosti v témže · směru vzrůstají. · - -..........— Prostředí, které je alespoň v jednom z válců, je tvořeno substancí charakterizovanou- -tím, · že · ve statickém · stavu · se chová jako viskózní kapalina a v dynamickém stavu · jako vysoce pružné těleso.

Hlavní nevýhoda tohoto zařízení spočívá v tom, že prostředí· v pohyblivých válcích je při kompenzaci tlaků, které při rázu prudce vzrostou, udržováno v předepjatém stavu zpravidla prostřednictvím systému kovových · pružin, které přitlačují těsnění k prostředí, upravenému ve válcích.

Prostředí, které pohlcuje energii, je viskózně pružné a při práci pohlcovače se stlačuje, se při průtoku mezi stěnami válce a pístu rozpíná. Vzhledem k tomu, že tento· průtok má plastický charakter, není tlak, kterým působí prostředí na stěnu válce, píst a na těsnění, přitlačované pružinou, · ve všech místech válce stejný, takže vznikají oblasti s vyšším a s nižším tlakem. Pružina, která nemá . ani viskózní . · vlastnosti, ani prostě se střídající stlačitelnost, se chová v dynamickém systému, až do · okamžiku překročení pro použitou pružinu charakteristické hodnoty síly, jako tuhé těleso, čímž se zmenšuje · množství pohlcované energie a celá konstrukce pohlcovače se podstatně· komplikuje. Mimoto je nutné u takových· pohlcovačů energie profilovat píst a pohyblivý válec zaoblením okraje nebo vytvořením potřebného tvaru.

Překvapivě bylo zjištěno, že tyto nevýhody lze eliminovat úpravou zařízení pro pohlcování mechanické energie podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na poslední pohyblivý válec, který · je upraven v pohyblivém válci, teleskopicky zasunutém do pevného válce, jakož i na píst, zasunutý do posledního pohyblivého válce, jsou nasazeny volně posuvné dělicí stěny ve tvaru kruhového prstence, rozdělující pohyblivé válce na dva prostory, vyplněné -viskózně~pružnými prostředími, stlačenými na tlak 0,1 až 10⁶ MPa.

Toto zařízení lze podle vynálezu výhodně upravit tak, že vnější průměr dělicí stěny, upravené na posledním pohyblivém válci, má hodnotu 0,9 vnitřního průměru po: hyblivého válce, v němž je poslední · pohyb'· livý .válec · upraven, a vnitřní průměr - této· dělicí stěny má hodnotu 1,01 vnějšího průměru posledního pohyblivého válce, na němž je tato dělicí stěna upravena, zatímco' vnější průměr dělicí stěny, upravené ha pístu, má hodnotu 0,9 vnitřního průměru posledního pohyblivého válce, · v němž · je upraven píst, a vnitřní průměr této dělicí 'stěny má · · hodnotu 1,01 vnějšího průměru pístu.

Jako viskózně pružná prostředí lze použít polysiloxanpolymery, kapalné · halogenoorganické polymery alifatických alkoholů · a polyalkoholů. Dělicí stěny mohou být ууrobeny · z takových hmot, jako · je · teflon, fpólyamid nebo tvrzená pryž, a to podle určení · -zařízení a podle tlaků,-které-panují · ve válcích. '·

Použití volně · posuvných dělicích stěn · · v pohlcovačích · mechanické, energie umožňuje · ovládání·proudu viskózně ·pružného prostředí v průběhu pohybu pístu ve válci · při zachycování energie pohlcovačem. Prostředí, které je v této- části válce, do · níž se · při práci zařízení zasouvá pohyblivý válec, který · současně tvoří · píst, · nebo píst, pohlcuje · mechanickou energii · za dynamických podmínek, zatímco to prostředí, které je ve druhé · části válce, to je za volně posuvnou dělicí stěnou, získává ve stlačeném stavu · prostředí z · první části válce. Volně posuvná,· v pohyblivém válci upravená dělicí stěna · vytváří ovládací prvek pro průtok viskózně· pružného prostředí a její rozměry se mohou měnit podle · viskozity průtočného prostředí. Viskózně pružná prostředí tekou pod účinkem vnější síly · jinak než viskózní prostředí. · Je to plastický · průtok a ·· prostředí néprotéká po stěnách válce, . avšak uprostřed prostoru mezi válcem a pístem. Volně posuvná dělicí stěna nemění působením vnějších statických sil svoji polohu a je držena prostřednictvím adhesních sil ve viskózně pružném prostředí. Jakmile však působí dynamické síly, stávají se vnitřní pnutí v prostředí většími nežli adhesní síly a způsobují posunutí dělicí stěny v prostředí, při-, čemž dělicí stěna se vzhledem k viskózně pružnému prostředí pohybuje pomaleji než pístnice, čímž vytváří přídavnou brzdnou sílu.

Poloha dělicí stěny ve válci je dána zdvihem pístu ve válci a délkou hlavy pístu,

protože · v okamžiku zachycování rázové energie pístem a vnikání hlavy pístu do viskózně pružného prostředí se vytváří za dělicí stěnou prostor se zmenšeným tlakem. Dělicí stěna je přitom současně držena adhesními silami prostředí, které je za volně posuvnou dělicí stěnou, což způsobuje řízení plastického průtoku prostředí proti dělicí stěně a zmenšení tlaku na stěny válce. Mimoto způsobuje dělicí stěna odtržení prostředí, které je bezprostředně za dělicí stěnou, od pístnice, čímž se zmenšují odpory proti pohybu pístu ve válci. Důsledkem toho je, že i při zvýšeném tlaku začíná pohyb pístu ve válci při přenosu nižších energií než u známých řešení, protože volně posuvná dělicí stěna přebírá tlak tekoucího prostředí a již v počátečním stupni pohybu pístu rozptyluje energii do prostředí, které nahrazuje pružinu, přičemž působí na toto prostředí silou svého celého povrchu. Jakmile dosáhl píst maximální velikost svého zasunutí, působí prostředí stlačené za dělicí stěnou tlakem na prostředí, které je před dělicí stěnou, čímž se samočinně začíná uskutečňovat vratný pohyb pístu. V průběhu tohoto vratného pohybu pístu tlačí dělicí stěna na prostředí, pohlcující energii,, svým celým povrchem, což zajišťuje, . že se vratný chod pístu uskutečňuje mnohem rychleji než u známého řešení. Použití volně posuvné dělicí stěny a příslušně zvoleného viskózně pružného prostředí, stlačovaného na vysoké tlaky, místo kovové pružiny v pohlcovačích energie ' má ještě tu další výhodu, že se životnost celého zařízení podstatně prodlouží. Časté deformace kovové pružiny způsobují zmenšování jejích rozměrů a tím i snížení tlaku prostředí na prostředí pohlcující energii a změnu charakteristiky pohicovače energie, což u zařízení podle vynálezu nevzniká.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen. na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. je schematicky znázorněno zařízení podle vynálezu v podélném řezu. Jedná se o· zařízení se třemi válci a jedním pohyblivým pístem.

Claims (2)

1. . PREDMET

   1. Zařízení pro pohlcování mechanické energie, zejména u velkých rázů, které je sestaveno ze dvou částí, a to z nepohyblivé válcové části a z pohyblivé části, v ní teleskopicky zasunuté, která je tvořena alespoň jedním pohyblivým válcem, který je na jedné straně uzavřen dnem, a do posledního pohyblivého válce .zasunutým pohyblivým pístem, přičemž dutiny mezi jednotlivými válci a mezi posledním pohyblivým ' válcem a pístem jsou vyplněny prostředími, pohlcujícími rázovou energii a tlumicími kmity, jejichž pružné vlastnosti se ve

   U tohoto· zařízení . je· pevný válec 4 naplněn viskózně pružným prostředím 1, o které · se opírá pohyblivý válec 5. V tomto pohyblivém válci 5 je zasunut poslední pohyblivý válec 6. Pohyblivý válec 5 je naplněn mechanickou energii pohlcujícím, viskózně pružným prostředím 2A, které se získává ve stlačeném stavu stlačením viskózně pružných prostředí 2A, 2B až · na tlak 50 MPa, přičemž viskózně pružné prostředí 2B je od viskózního prostředí 2A odděleno volně posuvnou dělicí stěnou 8. Tato dělicí stěna je nasazena na posledním pohyblivém válci 6, který je zasunut do pohyblivého válce 5. Vnější průměr dělicí stěny 8 má hodnotu 0,9 vnitřního průměru pohyblivého válce 5. Vnitřní průměr dělicí stěny 8 má hodnotu 1,01 vnějšího průměru posledního pohyblivého válce 6, na kterém je dělicí stěna 8 upravena. V posledním pohyblivém válci 6 je uložen posuvně píst 7. Na tomto pístu 7 je .upravena volně posuvná dělicí stěna 9, která rozděluje poslední pohyblivý válec 6 na dva prostory, naplněné viskózně pružným prostředím 3A, 3B. Tento poslední . pohyblivý válec 6 je naplněn prostředím typu poiysiloxanpolymeru, které je stlačeno až na tlak 160 MPa. Vnější průměr dělicí stěny 9, upravené na pístu 7, má hodnotu 9,9 vnitřního průměru posledního pohyblivého válce 6, v němž je píst 7 upraven, zatímco vnitřní průměr dělicí · stěny 9 má hodnotu 1,01 vnějšího průměru pístu 7.

   Při nárazu zachycuje píst 7 energií rázů a kmitů, přičemž energie kmitů se tlumí v posledním pohyblivém válci 6· viskózně pružným prostředím 3A. Dík té skutečnosti, že poslední pohyblivý válec 6 plní současně úlohu · pístu, přenáší energii velkých rázů na viskózně pružné · prostředí 2A, které je v pohyblivém válci 5. Viskózně pružné prostředí 1, upravené v pevném válci 4, plní úkol pohicovače přebytku energie v těch případech, kdy jsou překročeny maximálně přípustné · hodnoty energie pro dané zařízení.

   vynalezu směru od nepohyblivého válce k pístu zmenšují a jejichž viskózní vlastnosti ve stejném směru vzrůstají, s výhodou polysiloxanpolymery, a prostředí · ve statickém stavu viskózním prouděním a v dynamickém stavu vysokou pružností, vyznačené · tím, že na poslední pohyblivý válec (6), který je upraven v pohyblivém válci (5), teleskopicky zasunutém do pevného válce· (4), jakož i na píst (7) zasunutý do posledního pohyblivého válce (6), jsou nasazeny volně posuvné dělicí stěny (8, 9) ve tvaru kruhového prstence, rozdělující pohyblivé válce (5,

   6) na dva prostory, vyplněné viskózně pružnými prostředími (2A, 2B; ЗА, ЗВ], stlačenými na tlak 0,1 až 10⁶ MPa.
2. 2. Zařízení podle bodu 1 vyznačené tím, že vnější průměr dělicí stěny (8), upravené na posledním pohyblivém válci (6], má hodnotu 0,9 vnitřního průměru pohyblivého válce (5), v němž je poslední pohyblivý válec (6) upraven, a vnitřní průměr této dě-

   1 list výkresů licí stěny (8) má hodnotu 1,01 vnějšího průměru posledního pohyblivého válce. (6), na němž je tato dělicí stěna .(8) upravena, zatímco vnější průměr dělicí stěny (9), upravené na pístu (7), má hodnotu 0,9 vnitrního průměru posledního pohyblivého válce (6), v němž je upraven píst (7], a vnitřní průměr této dělicí stěny (9) má hodnotu 1,01 vnějšího průměru pístu (7),