ПОГЛОЩАЮЩИЙ АППАРАТ Российский патент 2003 года по МПК B61G11/12 F16F5/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и предназначено для поглощения и рассеивания энергии ударов в сцепных устройствах транспортных средств.

Известен поглощающий аппарат (см. книгу Коломийченко В. В. и др. "Автосцепное устройство подвижного состава" М.: Транспорт, 1980 г., стр. 45, фиг.42), содержащий цилиндр, имеющий три рабочие камеры - две газовые, высокого и низкого давления, и одну гидравлическую. В цилиндре имеется жестко установленная перегородка, по одну сторону которой размещен основной плавающий поршень, образующий газовую камеру высокого давления. Внутри основного плавающего поршня размещен дополнительный плавающий поршень, отделяющий газовую камеру высокого давления от гидравлической камеры и имеющий диафрагму с отверстиями постоянного сечения для дросселирования жидкости.

Этот поглощающий аппарат не достаточно удобен в эксплуатации, так как в процессе использования необходимо регулярно контролировать в нем уровень жидкости и давление газа из-за того, что отклонение этих параметров от расчетных существенно ухудшает характеристику работы аппарата. Кроме того, наличие нескольких камер усложняет конструкцию аппарата, требует обеспечения герметичности соединений при высокой точности сопрягаемых деталей, что усложняет процесс изготовления аппарата.

Известен также поглощающий аппарат автосцепки (Авт. свид. СССР 525581, МПК: В 21 G 11/12, 1976 г.), выполненный в виде цилиндра с крышкой, разделенного на две части перегородкой, с одной стороны которой размещен поршень со штоком, проходящим через крышку, а с другой - плавающий поршень. Через перегородку пропущен регулирующий стержень, смонтированный с возможностью перемещения вдоль цилиндра, при этом в штоке поршня выполнена полость, сообщенная с полостью, образуемого поршнем и крышкой цилиндра.

Этому аппарату свойственна значительная металлоемкость, а также сложность конструкции уплотнений, используемых для поддержания его работоспособности в условиях высоких давлений.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения по совокупности признаков является поглощающий аппарат (RU, 2078706 С1, 07.04.95, В 61 G 11/12), который содержит цилиндр, имеющий две камеры - основную и дополнительную. В цилиндре установлен поршень с двусторонним штоком. Часть штока большего диаметра установлена в донышке цилиндра основной камеры и выходит из него. Другая часть штока, меньшего диаметра, через жестко закрепленный во внутренней полости цилиндра промежуточный элемент и уплотнение входит в дополнительную камеру. Причем поршень установлен в цилиндре с возможностью обеспечения перетекания рабочей, жидкости.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного поглощающего аппарата, принятого за прототип, относится большое начальное усилие обжатия аппарата, определяющееся изменением объема камер при перемещении штока и не позволяющее использовать известный поглощающий аппарат на путях с малым радиусом закругления на вагонах, оборудованных боковыми буферами, потому что на таких участках железной дороги необходимо обеспечить небольшое усилие для обжатия аппарата на начальном участке хода штока, а так как в известном поглощающем аппарате начальное усилие обжатия большое, оно противодействует взаимному повороту вагонов, создавая силу, стремящуюся столкнуть вагоны с рельсов. Кроме того, наличие в известном поглощающем аппарате двух изолированных камер, для зарядки которых каждая должна быть оборудована соответствующим клапаном, усложняет конструкцию аппарата и его обслуживание.

Задачей данного изобретения является создание поглощающего аппарата с небольшим усилием обжатия на начальном участке хода штока с последующим интенсивным ростом усилия и выходом в конце хода на требуемую большую статическую силу, а также упрощение конструкции аппарата и его обслуживания.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в поглощающем аппарате, содержащем цилиндр с установленным в нем с возможностью перетекания рабочей жидкости поршнем, имеющим двусторонний шток, одна часть которого установлена в донышке цилиндра, а другая - в промежуточной опоре, согласно изобретению во внутренней полости части штока, установленной в промежуточной опоре, размещен дополнительный шток с уплотнением и буртиком для контакта с кольцевым упором, выполненным в промежуточной опоре, при этом внутренняя полость основного штока сообщена с атмосферой.

Таким образом, на начальном участке хода поршня происходит уменьшение внутреннего объема цилиндра, равное произведению величины хода поршня на кольцевую площадь, определяемую разностью наружных диаметров выходной части двустороннего штока и дополнительного штока, и, так как это изменение объема небольшое, усилие обжатия на этом участке возрастает незначительно. А после соприкосновения внутренней части двустороннего штока с буртиком дополнительного штока и их совместного перемещения уменьшение внутреннего объема цилиндра резко возрастает за счет увеличения произведения хода поршня на увеличившуюся площадь сечения, определяемую величиной диаметра выходной части двустороннего штока, в результате чего усилие обжатия аппарата резко возрастает. Кроме того, так как цилиндр выполнен однокамерным, его конструкция проще и проще его обслуживание.

На чертеже показан общий вид предложенного поглощающего аппарата в разрезе.

Поглощающий аппарат содержит цилиндр 1 и поршень 2, имеющий двусторонний шток. Часть 3 штока поршня проходит через донышко 4 цилиндра 1, а другая часть 5 штока поршня установлена в промежуточной опоре 6. В донышке 4 установлены также уплотнения 7 и 8, а в цилиндре 1 - зарядный клапан 9. Во внутренней полости штока 5 поршня размещен дополнительный шток 10, буртик которого упирается в кольцевой упор 11 промежуточной оперы 6. Дополнительный шток 10 имеет уплотнение 12.

Перед началом работы поглощающий аппарат заполняют вязкоупругим рабочим телом через зарядный клапан 9 до достижения требуемого давления. При этом часть 3 штока поршня полностью выдвигается, дополнительный шток 10 упирается в кольцевой упор 11 промежуточной опоры 6.

При обжатии аппарата поршень 2 перемещается на величину хода "S", создавая небольшое усилие до тех пор, пока часть 5 штока поршня не соприкоснется с дополнительным штоком 10, после чего основной и дополнительный штоки перемещаются совместно, при этом создаваемое усилие интенсивно возрастает. На обратном ходе поршень 2 с дополнительным штоком 10 перемещаются совместно до соприкосновения дополнительного штока 10 с кольцевым упором 11 промежуточной опоры 6, после чего продолжает перемещаться только поршень 2 до полного выхода части 3 штока поршня из донышка 4.

При быстром обжатии аппарата, например при соударении вагонов, между полостями 13 и 14 возникает перепад давления, величина которого определяется размерами кольцевой щели между внутренней поверхностью цилиндра 1 и поршнем 2 и скоростью перемещения поршня. Таким образом происходит рассеивание энергии соударения вагонов.

Изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного поглощающего аппарата вышеупомянутой технической задачи, а именно - обеспечение небольшого усилия обжатия на начальном участке хода штока с последующим интенсивным ростом усилия и выходом в конце хода на требуемую большую статическую силу. Кроме того, так как предлагаемый поглощающий аппарат однокамерный, конструкция его проще известных и проще его обслуживание.

Из изложенного следует, что заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применяемость".

Изобретение предназначено для поглощения и рассеивания энергии ударов в сцепных устройствах транспортных средств. Устройство содержит цилиндр с установленным в нем с возможностью перетекания рабочей жидкости поршнем, имеющим двусторонний шток. Одна часть штока установлена в донышке цилиндра, а другая - в промежуточной опоре. Во внутренней полости части штока поршня, установленной в промежуточной опоре, размещен дополнительный шток. Дополнительный шток имеет уплотнение и буртик для контакта с кольцевым упором, выполненным в промежуточной опоре. При этом внутренняя полость основного штока сообщена с атмосферой. Подобная конструкция поглощающего аппарата обеспечивает небольшое усилие обжатия на начальном участке хода поршня с последующим интенсивным ростом усилия и выходом в конце хода на требуемую большую статическую силу. 1 ил.

Поглощающий аппарат, содержащий цилиндр с установленным в нем с возможностью перетекания рабочей жидкости поршнем, имеющим двусторонний шток, одна часть которого установлена в донышке цилиндра, а другая - в промежуточной опоре, отличающийся тем, что во внутренней полости части штока поршня, установленной в промежуточной опоре, размещен дополнительный шток с уплотнением и буртиком для контакта с кольцевым упором, выполненным в промежуточной опоре, при этом внутренняя полость основного штока сообщена с атмосферой.