CS241035B2 - Power energy absorbing device,especially with impacts - Google Patents

Description

. Vynález se týká zařízení pro pohlcování mechanické energie, zejména u velkých rázů. Toto zařízení se používá pro pohlcová- : ní- rázové energie u železničních vozů, silničních vozidel apod., jako doraz pro omezování pohybu u výtahů, mostových jeřábů a jiných zařízení, jakož i tlumič kmitů. Známe, v polském patenntovém spise č. 198 005 popsané zařízení pro pohlcování mechanické energie je charakterizováno tím, že může fungovat jednak jako pohlcovač energie a současně jako tlumič kritů o proměnné amplitudě, jakož i jako omezovač pohybu. Toto zařízení je tvořeno dvě- ’ ma částmi. Jednou 'z nich je nepohyblivý válec a druhou z nich je v tomto válci 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'posleďním válcem a pístem je vyplněna prostředími, která pohlcují rázovou energii a která současně tlumí kmity, přičemž jejich pružné vlastnosti se mění ve směru od nepohyblivého válce к pístu a jejich viskózní vlastnosti vzrůstají ve stejném směru, zejména vhodnými polysiloxanpolymery.

Prostředí, které je alespoň v jednom z válců, je tvořeno substancí charakterizovanou tím, že ve statickém stavu se chová jako viskozní kapalina a v dynamickém stavu/: se·. chová , jako _; vysoce pružné· těleso.-.. .

Toto zařízení má však nevýhodu spočívající v tom, že prostředí v pohyblivých válcích je při kompenzaci tlaků, které při rázu prudce vzrostou, udržováno v předepjatém stavu obvykle prostřednictvím systému kovových pružin, které přitlačují těsnění к prostředí upravenému, ve válci.

Prostředí,... které pohlcuje-energii, je viskózně pružné· a při práci -pohlcovače se stlačuje, se při průtoku mezi stěnami válce a pístu rozpíná.

Vzhledem к tomu, že teňto průtok však má plastický·, charakter, není tlak, kterým působí prostředí na stěnu válce, píst a na těsnění, přitláčované pružinou, ve všech místech válce stejný, takže vznikají oblasti s vyšším a s-nižším tlakem. Pružina, která nemá ani viskozní vlastnosti, ani plynule / se měnící stlačitelnost, se chová v dynamickém systému až do okamžiku překročení pro použitou pružinu charakteristické hodnoty síly, jdko tuhé těleso, čímž se zmenšuje množství: pohlcované energie a konstrukce pohlcovače se podstatně komplikuje. Mimoto je nutné píst a válec účelově tvarovat, to znamená, že u pístu se například zaoblují okraje ,nebo se píst vytváří ve tvaru razníku, narazeného na tyči, a podobně, aby se tlak tekoucího prostředí' nasměroval na těsnění, podepřené pružinou, místo na stěny válce.

Nyní bylo překvapivě zjištěno, že výše uvedené nedostatky, lze odstranit úpravou ja4 ко píst pracujícího pohyblivého válce, což Umožňuje odstranit nevýhodné pružiny.

Podle vynálezu jsou v konstrukčním řešení obvyklé pružiny, které udržují ve válcích viskózně pružné, energii pohlcující prostředí v předepjatém stavu, nahraženy plánovitě zvolenými, viskózně pružnými · prostředími, která jsou zpočátku stlačena až na tlak přes 0,1 MPa, obvykle až na tlaky vytvářené j nížinami.

Konstrukčně je to řešeno tak, že v zařízení, které sestává z nepohyblivé válcové části a pohyblivé válcové části, na které se v pohyblivém válci nalézá pohyblivý píst, je· na něm podle vynálezu upravena volně posuvná dělicí stěna rozdělující tento válec na dva prostory. Vnější průměr volně pohyblivé dělicí stěny je 0,9 X menší než vnitřní průměr pohyblivého válce a 1,05 X větší něž/ průměr pohyblivého pístu, na které je upravena Oba tyto piostory jsou naplněny viskózně pružným prostředím, které je stlaj čeno až na tlak 0,1 až 10^s MPa. sít?/·

Toto prostředí je například polysiloxanpolymer, kapalný halogenový organický j?o-_ lymer, alifatický alkohol nebo polyalkohoí.. Volně posuvné dělicí stěny mohou být vyrobeny například z polytetrafluoretyléhu, polyamidu, tvrzené pryže, z kovů, a to vždy podle toho, pro jaký účel je zařízení určeno a jaké tlaky ve válcích panují.

Využití volně posuvné dělicí stěny v pohlcovačích mechanické energie umožňuje ovládat proud viskózně pružného prostředí při pohybu pístu.

Viskózně pružná prostředí tečou při působení vnějších sil jinak než viskozní kapaliny. Průtok má plastický charakter a prostředí neprotéká podél stěn válce, nýbrž středem prstencové mezery mezi válcem a pístem. Volně posuvná dělicí stěna nemění svou polohu vlivem staticky působící vnější síly a je ve viskózně pružném prostředí držena adhezními silami. Jakmile působí dynamické síly, jsou vnitřní napětí v prostředí větší než adhezní síly, což způsobuje, že se dělicí stěna v prostředí pohybuje vzhledem к viskózně pružnému prostředí pomaleji než píst, čímž vzniká přídavná brzdicí síla.

Poloha dělicí stěny uvnitř válce vyplývá ze zdvihu pístu ve válci a z délky hlavy pístu, protože v okamžiku zachycování rázové energie pístem a ponoření hlavy pístu do viskózně pružného prostředí vzniká za dělicí stěnou prostor se zmenšeným tlakem. V tomto okamžiku je volně posuvná dělicí stěna držena adhezními silami prostředí zpět, což řídí plastický průtok prostředí proti dělicí stěně a tlak, působící na stěny válce, se zmenšuje. Mimoto způsobuje dělicí stěna odtržení prostředí, které je bezprostředně za dělicí stěnou, od pístu, čímž se snižují odpory proti pohybu pístu ve válci. Z toho vyplývá, že i při přítomnosti zvýšeného tlaku začíná pohyb pístu ve válci při za-

chycování nižších energií než u známých řešení takových zařízení, protože volně posuvná dělicí stěna přejímá tlak tekoucího prostředí a již počáteční fázi pohybu pístu rozptyluje přítlakem svého celého povrchu na toto prostředí energii do prostředí, nahrazujícího pružinu. Po dosažení maximálního zasunutí pístu začne prostředí, které je za dělicí stěnou, působit tlakem na prostředí, které je před dělicí stěnou a tím také dojde к samočinnému zpětného pohybu pístu. V průběhu zpětného pohybu pístu tlačí dělicí stěna svým celým povrchem na prostředí pohlcující energii, což způsobí, že zpětný pohyb pístu je podstatně rychlejší než až u dosud známých řešení takových zařízení.

Využití pohlcovačů s volně posuvnou dělicí stěnou místo kovové pružiny a účelně zvolené, viskózně pružné, až na vysoké tlaky stlačené prostředí má také tu výhodu, že se podstatně prodlouží životnost celého zařízení. Častá deformace kovové pružiny způsobuje totiž zmenšování jejích rozměrů a tím i zmenšování tlaků působících na prostředí, které pohlcuje energii, čímž se mění celá charakteristika pohlcovače, к čemuž nedochází při použití zařízení podle tohoto vynálezu.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu provedení, a to ve spojení s připojeným výkresem.

, Na obr. je znázorněn schematický řez zařízením podle vynálezu se dvěma válci, z nichž jeden je posuvný. U tohoto zařízení je válec 3 naplněn pružným prostředím 1. O toto pružné prostředí 1 se opírá píst 4, který je zasunut v pohyblivém válci 6. Pohyblivý válec 6 je naplněn viskózně pružným prostředím 2A typu polysiloxanpolymeru. Toto viskózně pružné prostředí 2A je udržováno v přsdepjatém stavu viskózně pružným prostředím 2B, které je od viskózně pružného prostředí 2A odděleno dělicí stěnou 5, volně posuvnou na pístu 4, přičemž toto viskózně pružné prostředí 2B je stlačeno na tlak až 5 . 10¹ MPa. Pro pohlcování velkého množství energie slouží stejným prostředím naplněný pohyblivý válec 6. V tomto zařízení se tlumí energie kmitů pružným prostředím 1 a energie rázů viskózně pružným prostředím 2A.

Claims (1)

1. Zařízení pro pohlcování mechanické energie, zejména u velkých rázů, které sestává ze dvou částí, a to z nepohyblivé válcové části a z pohýblivé části, v ní teleskopicky zasunuté, která je tvořena alespoň jedním pohyblivým válcem, který je na jedné straně uzavřen dnem a do posledního válce zasunutým pohyblivým pístem, přičemž dutiny mezi jednotlivými válci a mezi posledním válcem a pístem jsou vyplněny prostředími, pohlcujícími rázovou energii a tlumícími kmity, jejichž pružné vlastnosti se ve směru od nepohyblivého válce к pístu zmenšují a jejichž viskózní vlastnosti ve stejném směru vzrůstají, s výhodou polysi loxanpolymery, a prostředí v alespoň jednom válci je charakterizováno ve statickém stavu viskózním prouděním a v dynamickém stavů vysokou pružností, vyznačené tím, že na pohyblivém pístu (4), upraveném v pohyblivém válci (6), je upravena volně posuvná dělicí stěna (5), rozdělující tento pohyblivý válec (6) na dva prostory, přičemž vnější průměr dělicí stěny (5) je 0,9krát menší než vnitřní průměr pohyblivého válce (6) a l,05krát větší než průměr pohyblivého pístu (4) a prostory oddělené dělicí stěnou (5) jsou naplněny viskózně pružnými prostředími (2A, 2B), stlačenými na tlak 0,1 až 10³ MPa.