Поглощающий аппарат
Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к поглощающим аппаратам автосцепок. Аппарат состоит из корпуса в форме цилиндра 2, закрытого с одной стороны дном 3, и подвижной относительно корпуса опорной плиты. Аппарат также содержит эластомерный амортизатор 6, расположенный частично внутри этого корпуса 1, с возможностью перемещения относительно него, причем этот амортизатор соприкасается своей донной частью с упорной плитой 7, а его шток соприкасается с контактной поверхностью дна, которая представляет собой торец выступа, выполненного в дне корпуса. Кроме этого аппарат имеет камеру, в которой расположен вкладыш из твердого эластомера. Площадь поперечного сечения камеры 15 больше площади поперечного сечения отверстия 4 цилиндра, в котором расположен эластомерный амортизатор. Вкладыш 16 изготовлен из твердого эластомера, обладающего повышенной стойкостью к истиранию, а также имеет элемент жесткости 20, расположенный внутри него. Осевое отверстие 17 вкладыша расширяется по направлению к дну корпуса. Технический результат - увеличение способности поглощения экстремально высоких нагрузок и повышение прочности поглощающего аппарата. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Предметом изобретения является поглощающий аппарат, предназначенный, прежде всего, для автосцепок железнодорожных средств.
Из описания польской патентной заявки № Р363786 известен поглощающий аппарат, состоящий из корпуса в форме цилиндра, закрытого с одной стороны дном, и подвижной относительно корпуса опорной плиты, а также содержащий эластомерный амортизатор, расположенный частично внутри этого корпуса, с возможностью перемещения относительно него. Этот амортизатор своей донной частью соприкасается с опорной плитой, а его шток соприкасается с контактной поверхностью дна. Вышеописанный аппарат характеризуется тем, что контактную поверхность образует торец выступа, который расположен в дне корпуса и имеет форму тела вращения, причем выступ в совокупности со штоком эластомерного амортизатора образует во внутренней полости корпуса тороидальную камеру, в которой находится кольцо из твердого эластомерного материала.
Целью изобретения является увеличение способности поглощения экстремально высоких нагрузок и повышение прочности поглощающего аппарата.
Сущностью технического решения поглощающего аппарата согласно изобретению является то, что площадь поперечного сечения камеры превышает площадь сечения отверстия цилиндра, в котором расположен эластомерный амортизатор. Такое решение позволяет увеличить объем камеры при сохранении такой же общей длины аппарата, как в известных устройствах. Благодаря этому обеспечена возможность увеличения массы и объема вкладыша, изготовленного из твердого эластомерного материала, что позволяет амортизировать более высокие нагрузки по сравнению с применяемыми до настоящего времени устройствами. Повышение долговечности вкладыша достигнуто благодаря его изготовлению из материала, стойкого к истиранию. Кроме этого, внутри вкладыша расположен элемент жесткости, а внутреннее отверстие вкладыша расширяется по направлению к дну корпуса.
Технологические преимущества такого решения вытекают из применения камеры, диаметр которой превышает диаметр отверстия цилиндра, в котором расположен эластомерный амортизатор.
Преимущества с точки зрения прочности дают выполнение камеры таким образом, что площадь сечения камеры вдоль главной оси аппарата имеет переменное значение в зависимости от угла наклона плоскости сечения к горизонтальной плоскости.
Одной из наиболее предпочтительных форм элемента жесткости является форма кольца.
Предпочтительным вариантом осуществления вкладыша является выполнение его осевого отверстия таким образом, чтобы диаметр его самого узкого сечения был равен диаметру штока.
Одним из предпочтительных вариантов является вариант с конусной поверхностью отверстия вкладыша. В таком случае дальнейшие преимущества могут быть достигнуты за счет образования поверхности отверстия вкладыша из двух конусных поверхностей, причем внутренняя поверхность конуса имеет меньший угол раскрытия, чем наружная поверхность.
В случае, когда диаметр камеры больше диаметра отверстия в цилиндре, целесообразно применять вкладыш в виде кольца, а если площадь сечения камеры вдоль главной оси аппарата имеет переменное значение в зависимости от наклона плоскости сечения относительно горизонтальной плоскости, лучше применять вкладыш, имеющий овальный или подобный прямоугольнику контур поперечного сечения.
Предмет изобретения в примерах исполнения представлен на чертежах, причем на фиг.1 представлен поглощающий аппарат на виде сбоку и в частичном разрезе, на фиг.2 - вид сбоку донной части с камерой другой формы, на фиг.3 - вид сверху донной части с камерой увеличенного сечения в горизонтальной плоскости, на фиг.4 - поперечное сечение аппарата вдоль линии А-А, на котором показан вкладыш овальной формы, а на фиг.5 представлено поперечное сечение аппарата с вкладышем, имеющим форму, подобную прямоугольнику.
Поглощающий аппарат состоит из корпуса 1 в виде цилиндра 2, закрытого с одной стороны дном 3. В отверстии 4 цилиндра подвижно расположен частично задвинутый в его внутреннюю полость корпус 5 эластомерного амортизатора 6. Донная часть этого амортизатора опирается на опорную плиту 7, имеющую возможность перемещения относительно корпуса. Этот амортизатор наполнен неотвержденным эластомером 8 и закрыт сальником 9, имеющим плоскую упорную поверхность 10. Шток 12 эластомерного амортизатора соприкасается с контактной поверхностью 13 дна, которая представляет собой торец выполненного в дне цилиндра выступа 14, имеющего форму усеченного конуса. Между дном корпуса и внутренней поверхностью цилиндра сформирована камера 15, диаметр D которой больше диаметра d отверстия 4 цилиндра 2. В этой камере расположен вкладыш 16, изготовленный из эластомера, обладающего повышенной стойкостью к истиранию, и имеющий форму кольца, поперечное сечение которого напоминает трапецию. Внутренняя конусная поверхность 18 в самом узком сечении имеет диаметр, равный диаметру штока 12, что обеспечивает заданное положение вкладыша в камере. Угол α раскрытия внутренней конусной поверхности составляет приблизительно 90°. Наружная конусная поверхность 19, расположенная у дна 3, имеет угол раскрытия β, составляющий приблизительно 100°, причем этот угол приблизительно равен углу раскрытия выступа 14. Кроме этого, внутри вкладыша расположен элемент жесткости 20 в виде металлического кольца.
В другом варианте исполнения поглощающий аппарат имеет корпус 22, ширина которого около дна превышает высоту. Этот состоящий из цилиндра 2 корпус закрыт дном 23, в котором выполнен выступ 24 в виде усеченного конуса. Между внутренней стенкой цилиндра и дном находится камера 25, в которой расположен вкладыш 26, изготовленный из твердого эластомера, характеризующийся повышенной стойкостью к истиранию. В этом случае угол раскрытия α1 внутренней конусной поверхности 28 вкладыша составляет приблизительно 20°. Наружная конусная поверхность 29, находящаяся у дна 23, имеет угол раскрытия β1, составляющий приблизительно 160°, причем угол этот приблизительно равен углу раскрытия выступа 24. Камера 25, представленная на фиг.2 в вертикальном разрезе вдоль главной оси аппарата, а также на фиг.4 и 5 в сечениях, перпендикулярных главной оси, имеет высоту а, равную диаметру d внутреннего отверстия 4 цилиндра 2. Та же самая камера, представленная в горизонтальном разрезе на фиг.3, а в поперечных сечениях на фиг.4 и 5, благодаря применению дополнительных углублений 30, выполненных симметрично в стенках цилиндра поблизости от дна 3, с обеих сторон вертикальной плоскости, имеет ширину b, на 25% превышающую ее высоту а. Камера 25 и вкладыш 26 имеют в этом случае в сечении, перпендикулярном оси аппарата, овальную форму, а камера 35 и вкладыш 36 в таком же сечении имеют форму, близкую к прямоугольнику.
Переменные сжимающие силы, действующие на поглощающий аппарат, при нормальной работе, вызывают сжимание и разжимание только эластомерного амортизатора 6. В это время вкладыш 16, 26, 36, находящийся в камере 15, 25, 35, не воспринимает никаких усилий. Только когда появляются ударные нагрузки, превышающие нормальные эксплутационные параметры, происходит такое значительное вхождение штока 12 внутрь корпуса 5 эластомерного амортизатора 6, что упорная поверхность 10 сальника 9 входит в контакт с вкладышем 16, 26, 36, вызывая его деформацию. Продолжающая возрастать наружная сила приводит к постепенному заполнению материалом вкладыша имеющегося пространства камеры 15, 25, 35. При уменьшении силы наружного нажима шток 12 выдвигается из корпуса 5, вследствие чего уменьшается нажим на вкладыш, который возвращается в исходную форму.
Благодаря увеличению диаметра D камеры 15 по сравнению с диаметром отверстия 4 цилиндра 2 или увеличению ширины b камеры 25, 35 до размера, превышающего высоту а, при высоте камеры, по крайней мере, равной диаметру d отверстия 4 цилиндра 2, достигнуто увеличение объема камеры вкладыша из твердого эластомера по сравнению с известными техническими решениями, что позволяет применять вкладыши большей массы и объема, поглощающие значительно большую, чем в известных ранее поглощающих аппаратах, энергию соударений.
1. Поглощающий аппарат, предназначенный прежде всего для автосцепок железнодорожных транспортных средств, состоящий из корпуса в форме цилиндра, закрытого с одной стороны дном, и подвижной относительно корпуса опорной плиты, а также содержащий эластомерный амортизатор, расположенный частично внутри этого корпуса с возможностью перемещения относительно него, причем этот амортизатор соприкасается своей донной частью с упорной плитой, а его шток соприкасается с контактной поверхностью дна, которая представляет собой торец выступа, выполненного в дне корпуса, кроме этого имеет камеру, в которой расположен вкладыш из твердого эластомера, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения камеры (15, 25, 35) больше площади поперечного сечения отверстия (4) цилиндра (2), в котором размещен эластомерный амортизатор (7), вкладыш (16, 26, 36) изготовлен из твердого эластомера, обладающего повышенной стойкостью к истиранию, а также имеет расположенный внутри него элемент жесткости (20) и осевое отверстие (17), которое расширяется по направлению к дну (3) корпуса (1).
2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что диаметр (D) камеры (15) больше диаметра (d) отверстия (4) цилиндра (2).
3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что площадь сечения камеры (25, 35) вдоль главной оси аппарата имеет переменное значение в зависимости от угла наклона плоскости сечения к горизонтальной плоскости.
4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что элемент жесткости (20) имеет форму кольца.
5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что осевое отверстие (17) вкладыша (16) в самом узком сечении имеет диаметр, равный диаметру штока (12).
6. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что поверхность осевого отверстия (17) вкладыша (16, 26, 36) имеет конусную форму.
7. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что поверхность осевого отверстия (17) вкладыша (16, 26, 36) образована из двух конусных поверхностей (18, 19), причем внутренняя конусная поверхность имеет меньший угол раскрытия, чем наружная конусная поверхность.
8. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что вкладыш (16) имеет форму кольца.
9. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что вкладыш (26) имеет овальную форму.
10. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что вкладыш (36) имеет форму, подобную прямоугольнику.
