Энергопоглощающее устройство Советский патент 1979 года по МПК F16F7/08 

Изобретение относится к устройствам для.поглощения энергии удара, в частности к энергопоглощающим устройствам, KioHтируемым между смещаемыми в результате удара частями узлов и агрегатов щас- си транспортного средства. Известны энергопоглощающие устройства для транспортных средств, состоящие из накруглых в поперечном сечении стержня и охватывающей его втулки Ш . Недосмтком такого энергопоглощающего устройства является сложность конструкции и технологического процесса изготовления втулки. Наиболее близким техническим решением к изобретению является энергопоглощаюшее устройство, содержащее граненый стержень и втулку с внутренними продол1 ными канавками, охватывающими с натягом ребра граненого стержня t2l. Недобтатками этого энергопоглощающе- го устройства являются низкие стабильность усилия осевого сдвига и эксплуатационная надежность и необходимость высокой точности изготовления граненого стержня и втулки. Цель изобретения - увеличение его эксплуатационной надежности путем повыщения стабильности усилия осевого сдвига при срабатывании и одновременном снижении металлоемкости и требуемой точности изготовления. Для достижения этой цели втулка выполнена в виде имеющей деформированные с сохранением периметра участки трубы, недеформированный участок которой расположен относительно граненого стержня с зазором, при этом деформированные участки повернуты вокруг оси трубы относительно друг друга, а их грани равноудалены от оси и сопряжены с гранями стержня с натягом. Грани стержня могут быть выполнены в виде продольных клиновых щлиц, а на деформированных участках трубы выполнены продольные клиновые канадки для сопряжения с боковыми сторонами щлиц. На фиг. 1 изображено энергопоглощающее устройство с четырехгранным стержнем, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез А-А ,фиг. 1{ на фиг. 3 - энергопоглощающее устройство с шестигранным стержнем, по перечный разрез; на фиг. 4 - Шергойргло щающее устройство со шлицевым сопряжением, вид сбоку; на фиг. 5 « разрез БгБ фиг. 4; на фиг. 6-разрез В-В фиг. 4. Энергопоглощающее устройство состоит из граненого стержня 1 и бзсватывающей его втулки 2. Втулка ныполнена в виде равностенной трубы, имеющей недеформированный участок 3, охватывающий гранень й стержень с зазором, и поверну тМё бгйьейтельно друг друга оси трубы деформированные участки 4 с равно- отстоя1цими от оси трубы гранями 5, сопряженными с натягом с гранями 6 стерж ня. Число пар граней стержня, число де- формйр01ванных участков трубы йутол отнЬсИ ёЭ1ьйЬго hofiop a этих уЧасткгавГ определяемый числом пар граней стержня, могут быть различными. Грани стержня могут быть образованны Чем. фиг. 4,i 5, 6) боковыми сторонами 7 продольных клййовых шлии, входящих в соответствую1Мйёпродольны6 клиновые канавки 8, выполненные на гранях 5 де$о|млЙрованных участков втулки. В последнем случае смеж Hbie деформированные участки развернуты один отНосиТельно другого под любым, преимущественно под прямым углом. Значительный По величине геометрический натяг реализуется благодаря больщой угфугоЙ податливости деформированных участков втулки в направлении, перпенди- й ШйрЙШ их граням, диаметральные расстояния между которыми в несопряжен. ном с граненым стержнем состоянии выЧ полнены значительно меньшими, чем соответствующие диаметральные расстояния между гранями стержня. Натяг создает стаН бильную:в течение всего срока эксплуатацйи сиду нормального сжатия сопряженных поверхностей втулки и стержня, и стабиль ную силу трения мёзкду при относительной осевом сдвиге втулки и стержня. При энергия удара, вызы1ваШШёг6 осевой сдвиг, эффективно поглощается (рассеивается) за счет работы против сил трения. // .-.,-. CyMJUapHoe усилие осевого сдвига, опГИеделяющее энергоемкость устройства, может в широких пределах варьироваться при его изготовлений за счет выборй ве- 71ЙЧЙНЫ геометрического натяга и яв формйрсяаанных участков. За счет высокой степени упругой радиальной податливости деформированных участков втулки допустимая величина геометрического натяга в сопряжении граней втулки с гранями стержня во много раз превосходит величины самых нежестких допусков на размеры сопрягаемых деталей, что обеспечивает достижение 1№1сокой стабильности нормальных усилий сжатия граней втулки и стержня, а следовательно, и высокой стабильности УСИЛИЯ трення их осевого сдвига при низких гочно1сги и сгоимбсги изготовления деталей энертопоглощающего устройства. Благодаря нейруглому сеченйю гранеkotx) стержня н охватьтающйх его с на TiaJroM нескольким повернутых один относигельно другого сплюснутых участков втулки, наряду с выполнением фушвдин анергопогпошвнйй при осевом сдвиге обеспечивается также сОосйость втулки и стержня а воашйкНость ймй значйтгёйьнрго крутяше го момента. Не$№ч тельная суммарная площадь взаймодёйствуюпшх псжерхностей граней втулт и и стержня, высокие удельные давления в зонах их контакта, а также стабильность усилия нс мального их (жсатия, определяемая большими упругой податпн- ьостью втулки н величиной геометрнчебкого натяга, обескючивают высокунэ эксш атадисманую надежность Устройства, в частности незначител(ьное изменение величины осевого усилия сдвига в случае нарушения сохранности нленкй корсервирующё й смазкн н возможной коррозии сопряженных поверхностей деталей, После воздействия ударной нагрузки вдоль оси энергопоглошйкядего устройства, превышающей расчетную величину относв i 5ibHoi4 савй вгулкй и стержня, сшровождаемого поглошенкем энергия , устройство MQStey feirb 1 введено приложением действуюшехю в обратном направлений восстанавлйваюшвго усилия в исходно пойоясёнве дАя пстторнон огократного вСрголЬзОванйЯ. Благодаря стабильности уснлвя срабаТЁтанйя и сюевого сдвйга, а также эксплуатационной надежности описываемое устройство обладает высокой эффективное, тью поглощения кинетической энергий удара, н его установка между смещаемыми при аварии деталями узлов, агрегатов шасси и кузова транспортного средства обеспечивает гарантированное снижение до безопасного предела перегрузок (земедле- яий), действующих на водителя и пассажнров, уменьшая вероятность и снижая тяжесть их травмирсдаания при авария. Описываемое энергопоглошаюшее устройство может быть использовано для по вышения энергоемкости передней и запней частей транспортных средств, для чего несколько энерхюпоглощаюшйх устройств устанавливаются между бампером и :вом (рамой) или между соответствующими панелями частей Kyaoiaa автомобиля для повьпиенвя энергоемкботи панелей элементоб внутреннего оборудования кабин и кузовов в качестве деталей их крепления. Благодаря возможности передавать крутящий момент энергопоглощаюшее устройство может использоваться в агрегатах приводов управления, в частности в травмобе зопасном рулевом управлений для соединания частей его составного телескрпирующегося рулевого вала, что обеспечивает повышение эксплуатационной надежности травмобезопасных рулевых управлений. Формула и а о б р е т е н и г 1. Энергодоглоптюшее устройство, превмушественно для шасри транспортного средства, содержащее граненый стержень и охватывающую его втулку, о т л и ч а JP щ е е с я тем, , с целью увеличения его эксплуатационной наденйюсти путем повышения стабильности осевого сдвига при срабатывании и одновременном снижении требуемой точности изготовления, втулка выполнена в виде имеющей дефор- мгированные с сохранением периметра участки трубы, недеформирссанный участок которой расположен Относительно граненого стержня с зазором, при этом деформированные участки . повернуты вокруг оси трубы относительно друг друга, а их грани равноудалены от оси и сопряжены с гранями стержня с нвтягом. Я. Устройство по п. 1, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения удельного усилия осевого сдвига при одн(ж ременном сокращения к еталлоемкости и псюышения степени унификации его деталей с сооиаетствукмцими деталями устройств серийно выпускаемых авфомббилей, грани стержня выполнены в виде продольных клиновых шлиц, а на деформированных участках трубы выполнены продольные клиновые канавки для сопряжения с боковыми сторонами шлиц. Источники информации, принятые во внимание при зхспертизе 1.Патент Великобритании № 1329456,, кл. В7Н (В 62 В 7/ОО), 1973. 2.Патент Великобритании ЬЫ276639 кл. В7Н (В 62 D 1/18), 1972.

6

fPut.6