Противоударное устройство Советский патент 1989 года по МПК B60R19/18 E02B3/22 

/J

-Х

у//Х //А

г

/

-J

А f

S

ю

ФигЛ

10 и 11, первые из которых сжнмагат- ся, а вторые растягиваются. Если упругие элементы 7, 10 и 11 не поглощают полностью энергию силы F удара,

то она гасится за счет изгиба боковых элементов опорного звена 1, которые выполнены в виде пластинчатых пружин (рессор). 3 з,п, ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для защиты неподвижных и подвижных объектов от воздействия ударных нагрузок. Цель - повышение эффективности устройства путем обеспечения прогрессирующего поглощения энергии и сопротивления ударам, а также рационального перераспределения силы удара. Устройство содержит внутреннее опорное звено 1, жестко смонтированное на защищаемом объекте 2 вдоль его поверхности, воспринимающей удары, и внешнее подвижное звено 3, установленное за опорным звеном 1 и кинематически связанное с последним посредством упругих элементов 7, 10 и 11, причем звенья 1 и 3 выполнены рамной конструкции в виде фигурных рычагов и соединены посредством шарниров 4 между собой с образованием рычажного механизма в виде прямых или обратных ножниц в поперечной плоскости поверхности, воспринимающей удары. Устройство работает следующим образом. Наружный конец подвижного звена 3 воспринимает силу F удара и звено 3 поворачивается на шарнирах 4. Звено 3 передает при этом силу удара как на упругие элементы 7, так и на упругие элементы 10 и 11, первые из которых сжимаются, а вторые растягиваются. Если упругие элементы 7, 10 и 11 не поглощают полностью энергию силы F удара, то она гасится за счет изгиба боковых элементов опорного звена 1, которые выполнены в виде пластинчатых пружин (рессор). 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к устройст- вам, предназначенным для защитц не- подвилных и подвижных объектов (гаваней побережья, сооружений в аэропортах и на автострадах, транспортных средств и т.п.) от воздействия ударных нагрузок, преимущественно к отбойньи брусьям, сваям, бамперам, буферам.

Цель изобретения - повышение эффективности устройства путем обеспечения прогрессирующего поглощения энергии и сопротивления удару, а также рационального перераспределения силы удара.

На фиг. 1 изображено прот11воудар- ное устройство с рычажным механизмом в виде прямых ножниц, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-Л на фиг. 1; на фиг. 3 - препятствие; на фиг. 4 - вариант установки противоударного устройства с рычажным механизмом в В1оде прямых ножниц; на фиг. 5 - противоударное устройство с рычажным механизмом в виде обратных нож1шц, вид сверху; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 - вариант установки прот1шоударного устройства с рычажным механизмом в виде обратных ножниц.

Противоударное устройство содержит внутреннее опорное звено 1, жестко смонтированное посредством крепежных элементов, например болтов (не показаны) на запу1щаемом объекте 2 вдоль поверхности, воспринимающей удар, и внешнее подвижное звено 3, установленное за опорным звеном 1. Звенья 1 и 3 выполнены в виде рамок (фиг. 1 и 5). Рамки, образующие опорное 1 и подвижное 3 звенья, в свою очередь, выполнены в виде фигурных рьмагов и соединены между собой посредством двух шарниров 4 с образованием рычажного механизма в виде ножниц в поперечной плоскости поверхности, воспринимающей удар Сфиг. 2,4,6 и 7).

Внутренню конец 5 опорного звена 1 жестко смонтирован на объекте 2 и связан с установленным напротив ного внешним концом 6 подвижного звена 3

5

0

5

0

5

0

5

0

5

посредством упругих элементов 7. Внешний конец 8 опорного звена 1 смещен относительно внешнего конца 6 подвижного звена 3 в сторону объекта 2 на величину S и связан с установленным напротив него со стороны объекта 2 внутренним концом 9 подвижного звена

3посредством упругих элементов 10. Внутренний конец 9 подвижного звена 3 установлен с зазором Д относительно объекта 2 и связан с последним посредством упругих элементов 11, которыми дополнительно снабжено устройство.

Боковые элементы опорного 1 и подвижного 3 звеньев могут быть выполнены в поперечной плоскости поверхности, зоспринимающей удар, зигзагообразными (фиг. 2 и 4) или крюкообразньни (фиг. 6 и 7) и посредством шарниров

4соединяются между собой с образованием рычажного механизма в виде сооч- ветственно прямых (фиг. 2 и 4) или обратных (фиг. 6 и 7) ножниц. При этом боковые элементы опорного звена 1 выполняются упругими, т.е. в виде пластинчатых пружин (рессор).

Опорное 1 и подвижное 3 звенья об- . тянуты по периметру эластичным материалом 12 (армированным текстилем, резиной и т.п.), устраняющим вибрации и раскачку подвижного звена 3, а также создающим обтекаемую форму устройству. На звеньях 1 и 3 и объекте 2 закрепляются (например, посредством сварки) гнезда 13 под упругие элементы 7, 10 и 11, выполненные, в частности в виде цилиндрических пружин.

Для объектов 2 (или объекта 2 и- препятствия), имеющих разную высоту Н расположения поверхности, воспринимающей удары, над опорной поверхностью 14 предусмотрено различное закрепление устройства с целью совместимости указанных поверхностей при столкновениях. В данном случае внутренний конец 5 опорного звена 1 у объекта 2 с более низким расположением поверхности, воспринимающей удары (высота Н(), смонтирован в верхней ее

части (фиг. 2 и 6), а у 2 с более пысоким распогюжснисп воспринимающей удары поверхности (высота Hj) - в шЬкней ее части (фиг. А и 7) .

В качестве объекта 2, защищаемого предлагаемым устройством, могут быть как неподвижные объекты (сооружения гаваней побережья, сооружения в аэро порч ах и на автострадах и т.п.), так и подиижяые обт;1екты (ч-ранспорт- ние средства, машины-орудия и т.д.). При этом усч ановка предлагаемого противоударного устройстБЛ (в виде отбойного брусл, свли, бам-пора буфера и г.д.) на указавшее объекты 2 пре- ; усмотрена для обеспечения поглощени энергии и сопротивления удару в случаях как стодкловения подв1Ж 1Ь1 х и неподвижаьп-с объектов (судно - соору жение гавани, снабженное отбш шым брусом; автотранспортное средство с бампером - препятсч вие; железнодо- родное транспортное средство с буфером - препятствие; автотранспорч ное средство с ба..шером - пост на автостраде, снабженный отбойным брусом и т.д.), так и сто; К1 овения под- ri 2Kiiux объектов собой (снабженных бамперами и буферами транспортных средств и т.д.).

Размеры элементов предлагаемого ус-1 ройства, соотношении его рычажног о мех:1 1изма и величин S и Л выбираются конструктивно с учетом расчетных велччип силы удара. Например, при использовании противоударного устройства в качестве бампера аитотраиспоргного средства, величина смещения 3 внешнего конца 6 подвижного звена 3 бампера относительно 1и .ешнего конца 8 опорного эвена 1 может выбираться, исходя из требований стандартов по соблюдению полной безопасности кузова при ударе о постоянное жесткое препятствие при определенной скорости, например А км/ч.

Устройстро работает с.1;едую дим образом.

При наезде на препятствие 15 объек

т ом 2 (например транспортным средст- вo, снабжеиньм предлагаемым бампером нар лный конец 6 подвижного звена 3 воспринимает силу F удара (фиг. 2 и 3 или 3 и Д), Под поздсйсгвием силы F подвгааюе звено 3 поворачивается на иарнирах А и его аружньи1 конец 6 перемещается на величину S в сторону объекта 2, который, в спою очередь.

0

g

перемещается на эту же величину S в сторону препятствия 15. Поворачиваясь вокруг шарниров 4, подвижньо рычаг (звено 3) передает силу F удара как на упругий элемент 7, так и на Tipy- гие элементы 10 и 11, nepBfcift из которых сжимается, а второй - растягивается. За счет этого достигается рациональное перераспределение рычажным механизмом силы F удара по вертикали лобовой плoL aди поверхности объекта 2, воспринимающей удар.

При перемещении конца 9 подвижного

5 звена 3 на ве;п1чину не более S в упругих элементах 7, 10 и 11 гасится определенное (расчетное) количество кинетической энергии, возникающей ири ударе. Если количество кинетической

0 энергии, возникающей при ударе, не превышает расчетной величины (сила ударп небольшой величины), то транспортное средство остапавливается. При этом сила сопротивления удару,

5 возникающая в упругих элементах 7, 10 и 11, возрастает пропорционально деформации упругих элементов 7, 10 и 11 (величине перемещения звена 3 относительно транспортного средстпа).

0 Если же возникающая при ударе кинетическая энергия превышает расчеч-- ную велишшу и не поглощается полностью упругими элементами 7, 10 и II на отрезке S перемещения звена 3 относительно объекта 2 с момента его столкновения с препятствием 15 (сила удара объекта 2 о препятствие 15 средней и большой величины), то объект продолжает перемещаться в сторону

0 препятствия 15 и наезжает на него виещним концом 8 опорного звена 1. При этo боковые элементы опорного звена 1, которые выполнены упругими, работают на изгиб как пластинчатые

5 пружины (рессоры). Внешний кбнец 8

опорного звена 1 перемещается в сторону объекта 2 (в данном случае транспортного средства) вместе с подвиж- нкм звеном 3,

В связи с введением в действие до- дол 1штельно1-о упругого элемента (опорного эгена 1) сила сопротивления удару во л: астает и кинетическая энергия удара . асится не только в упругих элe ieнтax 7, 10 и 11 (за счет их , либо растяжения), но и за Счет изгиба незакрепленной части / опорного звена 1 (пластинчатой пружины) . Это позволяет получить дополни-

5

5

тельное увеличение силы сопротивления удару на конечном участке деформации упругих элементов устройства, т.е. достигнуть прогрессирующего (нелиней- ного) возрастания силы сопротивления на конечном участке перемещения транспортного средства при силе удара средней и большой величины.

При столкновении двух объектов, каждый из которых снабжен предпагае- Mbw противоударным устройством (или один из них снабжен другим противоударным устройством, а второу - предлагаемые противоударным устройством) устройство работает аналогичньм образом: сначала сила сопротивления удару, возникающая в цилиндрических пружинах 7, 10 и 11, возрастает пропорционально общей деформации пружин 7, 10 и 11, а затем, при подключении к сопротивлению удару дополнительной пластинчатой пружины (боковых элемен- тов опорного звена 1), сила сопротивления удару возрастает нелинейно в зависимости от общей деформации цилиндрических пружин 7, 10, 11 и указанной пластинчатой пружины.

Если сталкивающиеся объекты имеют различную высоту (соответственно И и Hj) расположения поверхностей, воспринимающих удары, то предусмотрено закрепление противоударных устройств на этих объектах с возможностью их совместимости, т.е. перекрытия по вертикали поверхностей противоударных устройств, которые передают ударные нагрузки на упругие элементы (фиг. 2 и 4 или 6 и 7). Такой подход обеспечивает унификацию объектов 2 по применяемым противоударным устройствам, т.е. позволяет применять на объектах (с разной высотой расположения на них воспринимагалих удары поверхностей) противоударные устройства одинакового конструктивного исполнения с сохранением характеристик указанных устройств. Эластичный материал 12 при ударе провисае 1 и соби- рается в складки.

При необходимости (в зависимости от типа объекта 2 и условий его эксплуатации) противоударное устройство мо;кет быть снабжено механизмом фик- сации ynpyrvix элементов (не показан) исключающим распрямление упругих элементов сразу после поглощения энергии удара.

Формула изобретения

f. Противоударное устройство, содержащее Bfr, TpeHHee опорное звено, жестко смонтированное на защищаемом объекте пдоль его поверхности, воспринимающей удар, и внещнее подвижное зЕено, установленное за опорным звеном и кинематически связанное с последним посредством упругих элементов, причем указанные звенья выполнены в виде рамок и обтянуты эллс- тичпьм покрьггием, отли чающееся тем, что, с целью повышения эффективности устройства путем обеспечения прогрессирующего поглощения энергии и сопротивления удару, а также рационального перераспределения с1-1ш,1 удара, рамки, образующие опорное и подвижное звенья, выполне- яы 3 виде фигурных рычагов, щарнирно соединенных меззду собой с образованием рычажного механизма типа ножниц в поперечной плоскости поверхности, восприиит 1ающей удар, при этом внутренний конец опорного звена жестко смонтирован на объекте и связан с установленным напротив него внешним концом подвижного звена посредством упругих элег1ентои, а вйешний конец опорного пЕСна смещен относительно внешнего конца подвижного з.9ена в сторону объекта и связан с установленным нап- ротип него со стороны объекта внут- ptHBiuM концом подвижного звена посредством упругих элементов, внутренний конец подвижного звена установлен с зазором относительно объекта и свя-г зан с последним посредством дополнительных упругих элементов, а боковые элементы опорного звена выполнены в виде пластинчатых упругих элементов.

. Устройство по пп. 1-3, ли чающееся тем, что.

о т - с целью повышения унификащ1н объектов по примеiineMbD t противоударным устройствам путем обеспечения совместимосч И противоударных устройств при столкновении объектов с разной высотой расположения поверхности, воспринимающей

//J 7 12.

Ljl //.

Фиг.

удар, внутреннш конец опорного звена у объекта с более низким расположением поверхности, воспринимающей удар, смонтирован в верхней части указанной поверхности, а у объекта с более высоким расположением поверхности, воспринимающей удар, - в нижней ее части.

Фи2.2.

Фиг. 5

.

Фиг.6

У

14