ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ СМЯГЧЕНИЯ ТОЛЧКОВ В РЕССОРАХ ЭКИПАЖЕЙ Советский патент 1929 года по МПК B60G13/04 

Предлагаемое приспособление для смягчения толчков, предназначенное для применения на повозках, оказывает максимальное сопротивление от трения действию повозочных рессор при перемещении ходовой части повозки относительно ее рамы в одном определенном направлении. Это максимальное значение сопротивления наступает весьма скоро после начала перемещения в соответствующем направлении, при чем это значение сопротивления сохраняется до самого конца перемещения. Сопротивление, оказываемое перемещению повозочных рессор в другом направлении, значительно меньше и в некоторых случаях сравнительно мало. Кроме того, при применении предлагаемого изобретения, до наступления максимального значения сопротивления от трения, возможно беспрепятственное перемещение рессор в определенных пределах.

В дальнейшем описываются несколько форм осуществления предлагаемого изобретения, изображенных на чертеже. В одной из этих форм осуществления, приспособление для смягчения толчков снабжено плитой, наглухо скрепленной с одной частью повозки, например, с ее рамой, в то время как плечо или рычаг может перемещаться относительно этой плиты и соединен с другой частью повозки, например, с осью. С рычагом взаимодействует фрикционная часть, стремящаяся вызвать трение между этим рычагом и плитой. Для создания движения служит приспособление, которое может несколько передвигаться вдоль оси вращения всего смягчающего толчки приспособления и взаимодействует с фрикционной частью, а также с сильной пружиной. Сила давления этой пружины автоматически начинает действовать в определенный момент времени, а затем включенная фрикционная часть, в предпочтительной форме осуществления, работает вместе с другой пружиной, оказывающей на фрикционную часть постоянное давление.

На приложенных чертежах фиг. 1 изображает наружный вид одной из форм осуществления предлагаемого приспособления; фиг. 2 - соответствующий продольный разрез; фиг. 3 - перспективный вид части опорной плиты и подвижной гильзы; фиг. 4 - такой же разрез, как на фиг. 2, применительно к видоизмененной форме осуществления; фиг. 5, 6 и 7 - соответственно такие же виды, как на первых двух фигурах, двух других видоизменений приспособления; фиг. 8-разрез по линии 10-10 на фиг. 7; фиг. 9 и 10 - такие же виды, как на фиг. 1 и 2, дальнейшего видоизменения предлагаемого приспособления; фиг. 11-разрез еще одной формы осуществления, и фиг. 12- перспективный вид частей той формы осуществления, которая показана в разрезе на фиг. 11, в разобранном состоянии.

В изображенной на фиг. 1, 2 и 3 форме осуществления опорою для смягчающего толчки приспособления служит опорный лист 1 с болтами 2, служащими для прикрепления всего приспособления к какой-либо части повозки, например, к раме; на эти болты надеваются распорные кольца или воротники 3 для удержания опорного листа на определенном расстоянии от рамы. Шпиндель 4 составляет одно целое с этим опорным листом 1, как показано на фиг. 2, или любым способом скреплен с ним, что имеет место в других формах осуществления. По шпинделю 4 в направлении его оси может перемещаться гильза 5, которая, однако, не может вращаться по отношению к шпинделю, так как этому препятствует поперечный штифт 6, концы которого проходят через вырезы 7 в нижней части подвижной гильзы. На наружной поверхности гильзы 5 имеется нарезка 9, сцепляющаяся с нарезкой 10 на выполненной в виде гайки шайбы 8, окружающей гильзу. Следует упомянуть, что угол подъема нарезки составляет 20°. Кольцевой выступ 11 на гильзе 5 находится на небольшом расстоянии от гайки 8 и служит для ограничения хода. Зазор между этим выступом и гайкой 8 обеспечивает возникновение трения между нижней поверхностью этой гайки и упомянутыми в дальнейшем фрикционными частями, даже в том случае, когда эти последние при продолжительной работе всего приспособления несколько истираются. Этот зазор очень незначителен и может быть меньше 1 мм.

Плечо или рычаг 12 имеет плоскую часть 13, выполненную в виде втулки со сравнительно большим центральным отверстием; эта плоская втулка образует одну из трущихся частей между опорным листом 1 и гайкой 8. Помимо того, с обеих сторон этой втулки 13, между опорным листом 1 и гайкой 8, включены фрикционные шайбы или кольца 14 и 15, при чем эти кольца могут быть установлены независимо от других частей, или же скреплены со втулкой 13, при помощи заклепок 16. Плечо 12 соединено с другой частью повозки, например, с ее осью, для каковой цели оно на конце снабжено шаровой частью 17.

На наружном конце 20 шпинделя 4 расположена шайба 21 с внутренним, направленным вниз флянцем, снабженным нарезкой, сцепляющейся с нарезкой шпинделя; эта шайба 21 удерживается в определенном положении закрепительной гайкой 22 и служит опорой для винтовых пружин 23 и 24. Сильная пружина 23 установлена между этой опорой и заплечиком 8а на шпинделе, находящемся на таком расстоянии от верхнего конца гильзы 5, что между нижним витком пружины 23 и верхним концом гильзы остается некоторый зазор. Этот зазор не обязателен, но в некоторых формах осуществления предлагаемого приспособления весьма желателен. Более слабая пружина 24 служит для постоянного действия и располагается между опорной шайбой 21 и верхней поверхностью гайки 8. Наружный флянец на шайбе 21 удерживает эту более слабую пружину 24 в определенном положении.

Упомянутые выше части перекрыты колпаком 27. Этот колпак имеет кольцевой уступ 27^а, расположенный на небольшом расстоянии от верхней поверхности гайки 8. Кроме того, он снабжен флянцем 27^b, наглухо скрепленным при помощи винтов 28 с частью 13 плеча 12, образующей втулку. Между этим флянцем и втулкой 13 установлено уплотняющее кольцо 28^a. Для предохранения от попадания грязи, пыли и т.п., опорный лист 1 снабжен 28^a на периферии кольцевым флянцем 31 и на небольшом расстоянии от этого флянца - вторым более низким кольцевым флянцем 33, при чем, между этими двумя флянцами находится уплотняющее кольцо 32, также защищающее от попадания внутрь приспособления посторонних тел. Внутренний флянец 33 на главном опорном листе 1 служит также для центрирования нижнего фрикционного диска 14, а вместе с тем и втулки 13 и верхнего фрикционного диска относительно шпинделя 4.

Все приспособление так установлено на повозке, что максимальное сопротивление от трения действует против перемещения рессоры повозки, при чем это перемещение соответствует либо сжатию рессоры, т.-е. первоначальному толчку, либо обратному толчку. В том случае, когда на подвижной гильзе 5 устроена правая нарезка, максимальное значение сопротивления, вызванное пружиною 23, противодействует перемещению плеча 12 в направлений часовой стрелки следующим образом.

Когда плечо 12 поворачивается по часовой стрелке лишь на незначительный угол, то сопротивление трения, препятствующее скольжению фрикционной части 14 по плите 1, равно только тому сопротивлению, которое вызывается действием пружины 24 на гайку 8. Во время этого незначительного перемещения плеча 12, гайка 8 движется вместе с ним благодаря трению между этой гайкой и захватываемым втулкою 13 фрикционным кольцом 15. Это встречающее сравнительно небольшое сопротивление перемещение, соответствующее небольшому углу поворота, дает повозочной рессоре возможность сжаться или растянуться, при чем смягчающее толчки приспособление еще не. успевает вступить в действие. Если же плечо 12 продолжает поворачиваться в направлении часовой стрелки, то при этом, прежде всего, заполняется зазор, который неизбежно существует между нарезками 9 и 10, а затем при дальнейшем перемещении гайки 8 по направлению к фрикционным частям, происходит перемещение гильзы 5 кверху, так как эта гильза не может вращаться, гайка же 8 вращается и при этом оказывает соответствующее действие на гильзу. Зазоры между флянцем 11 гильзы и гайкою 8, а также между верхним концом гильзы и пружиною 23 имеют такие размеры, что, как видно из чертежа, наружный конец гильзы упирается в нижний виток сильной пружины раньше, чем кольцевой выступ 11 приходит в соприкосновение с нижней поверхностью гайки 8. Когда, таким образом, гильза упирается в пружину 23 и гайка 8 продолжает вращаться, что вызывает дальнейшее перемещение подвижной гильзы, то сильная пружина 23 отделяется от своей опоры 8^a кверху, и, начиная с этого момента, полная сила давления этой пружины действует при посредстве гильзы 5 и гайки 8 на трущиеся поверхности. Это действие пружины на трущиеся поверхности продолжается, несмотря на то, что с этого момента наступает вращение одной части приспособления относительно другой, т.-е. между кольцом 14 и неподвижным опорным листом 1.

Ясно, что общий зазор между кольцевым выступом 11 подвижной гильзы и нижней поверхностью гайки 8 должен быть достаточным для того, чтобы гайка могла продолжать вращаться после того, как наружный конец подвижной гильзы упрется в пружину 23, что необходимо для того, чтобы эта пружина могла отделиться от своей опоры и вся сила ее давления передавалась на гильзу и гайку. Вращение продолжается до окончательного заполнения зазора между заплечиком 11 и гайкою 8. После этого относительное вращение прекращается и происходит лишь скольжение между кольцом 15, гайкою 8, между кольцом 14 и листом 1. Существующее при этом сопротивление является максимальной его величиной, на которую все приспособление сконструировано и установлено; это максимальное значение сопротивления соответствует общему действию обеих пружин 23 и 24. Поворот плеча 12 из положения покоя в то его положение, при котором пружина 23 отделяется от своей нижней опоры, можно назвать заводкой рычага при движении его в одном направлении.

Когда, после поворота плеча 12 в вышеописанном направлении и на сравнительно большой угол, это плечо начинает поворачиваться в обратном направлении, то оно, при этом своем обратном движении встречает сравнительно большое сопротивление до тех пор, покуда нарезка гайки 8 снова не получает возможности скользить по нарезке гильзы 5. Как только гайка 8 начинает вращаться вместе с плечом 12, то опять имеется лишь сопротивление между кольцом 14 и втулкою 13. Это сопротивление все же значительно, так как все еще оказывают свое действие обе пружины 23 и 24. Но как только гайка 8 переместится на незначительное расстояние в этом направлении, гильза 5 несколько передвинется во внутрь и нижний виток сильной пружины 23 снова сядет на заплечик 8^a. После того, как сильная пружина сядет на заплечик 8^a, дальнейшему перемещению рычага 12 будет оказывать, сопротивление лишь трение, вызванное давлением пружины 24. Сопротивление, испытываемое плечом 12 во время большей части его обратного движения, таким образом, значительно меньше того сопротивления, которое оно испытывает во время большей части его поворота в прямом направлении.

Пока повозка движется по сравнительно ровной дороге, перемещения плеча 12 незначительны. Эти сравнительно незначительные перемещения происходят в пределах того угла, при котором смягчающее толчки приспособление еще не вступает в действие, так что рессоры повозки не встречают сопротивления. Но когда повозка должна перейти через сравнительно большую неровность пути, то больший поворот плеча 12 вызывает включение максимального сопротивления, которое сохраняется во время большей части этого поворота в одном направлении. Во время же большей части обратного движения плеча 12 оно встречает значительно меньшее, но постоянное сопротивление.

Легко понять, что все устройство может быть так установлено на повозке, что максимальное сопротивление в смягчающем толчки приспособлении возникает либо при первоначальном толчке, либо при следующем за ним обратном толчке. Обычно обратный толчок оказывает более неблагоприятное действие на седока и на повозку, и поэтому предлагаемое приспособление, служащее для смягчения толчков, большей частью устанавливается таким образом, что оно оказывает наибольшее сопротивление при перемещении, соответствующем обратному толчку.

Оказываемое пружинами 23 и 24 давление может быть регулируемо в сравнительно широких пределах путем перестановки снабженной нарезкой опорной шайбы 21. Само собой разумеется, что для различных повозок могут применяться пружины с разным поперечным сечением или разными другими свойствами, влияющими на силу пружины. Внутренняя нарезка 10 и наружная нарезка 9 должны быть сравнительно крутыми во избежание торможения. Несмотря на это крутизна нарезки может быть изменена для разных смягчающих точки приспособлений.

В изображенной на фиг. 4 форме осуществления отсутствует зазор между гильзою 5 и пружиною 23. Круговой выступ 8^b на шпинделе 4 находится почти на той же высоте, как и наружная поверхность гильзы 5, когда эта последняя находится в нижнем положении. Главная разница между этим приспособлением для смягчения толчков и вышеописанным состоит в том, что тут более сильная пружина начинает действовать, как только, после незначительного поворота гайки 8 относительно гильзы 9, заполняется тот зазор, который неизбежно существует между нарезкой гайки и нарезкой гильзы. Поэтому в этом приспособлении угол поворота, соответствующий беспрепятственному перемещению плеча 12, весьма незначителен. Кроме того, в этой форме осуществления колпак 28 из листового металла прикреплен к гайке 8 при помощи винтов 28 и поэтому вращается вместе с этой гайкой. Чтобы и при такой конструкции сделать невозможным попадание внутрь приспособления посторонних тел, воды, пыли и т.п., уплотняющее кольцо 32 установлено не только между флянцами 32 и 33 опорного листа 1, но и между кольцевым уступом 29, флянцем 30 и верхним фрикционным кольцом 15.

В изображенной на фиг. 5 и 6 форме осуществления шпиндель 4 выполнен в виде полой втулки, отходящей кверху от опорного листа 1. Внутри этой втулки расположен сам шпиндель 34 с головкой 35 на нижнем его конце и с шероховатой цилиндрической частью 35^a, препятствующей его вращению. Плита 36 расположена вокруг втулки 4 и находится между опорным листом 1 и втулкою 13 рычага 12. В этой форме осуществления вращение гильзы 5 относительно шпинделя 34 невозможно вследствие того, что зубья 37 на нижнем конце гильзы заходят в промежутки между направленными кверху выступами 38 на втулке 4. Высота этих направленных вверх или, соответственно, вниз зубьев 37, 38 неодинакова, и поэтому у нижнего конца зубьев 37 остается небольшой зазор между этими зубьями и нижней поверхностью впадин между зубьями 38.

Кроме того, в этом случае гильза снабжена флянцем 39. Гайка 8 и промежуточная плита 36 снабжены выполненными подобным же образом и направленными книзу или, соответственно, кверху выступами 40 и 41, обуславливающими совместное вращение плиты 36 и гайки 8, при чем, однако, возможно перемещение одной из этих частей относительно другой в направлении оси приспособления. Обращенная к флянцу 39 гильзы поверхность 42 гайки показывает, что между упомянутым флянцем и этой поверхностью существует некоторое расстояние. Под флянцем 39 образуется обозначенное цыфрой 43 кольцевое пространство, которое может быть заполнено кольцом 44. Кроме того, между плитой 36 и опорным листом 1 имеется фрикционная шайба 45. Создаваемое у этой шайбы трение, благодаря соответствующему выбору материала и небольшому диаметру шайбы 45, меньше, чем создаваемое шайбами 14 и 15 трение, при чем эти последние шайбы соединены со втулкою 13 плеча 12 при помощи заклепок 16.

В этой форме осуществления пружина 24 оказывает постоянное давление на гайку 8. Она прижимает эту гайку к промежуточной плите 36 и, таким образом, зажимает втулку 13 плеча 12, так как трущиеся поверхности 46 и 47 гайки и промежуточной плиты 36 прилегают к фрикционным шайбам 14 и 15 втулки. Помимо того, этим давлением пружины 24 шайбы 8, 36 прижимаются к опорному листу 1, благодаря чему поддерживается трение между нижней поверхностью промежуточной шайбы 36 и фрикционным кольцом 45. Зазор между выступами 40 и 41 достаточен для того, чтобы шайбы 36 и 8 могли перемещаться друг относительно друга и истирание обеих этих шайб ограничивалось темп местами, которыми они прилегают к фрикционным кольцам.

Когда при этой форме осуществления повозка попадает на возвышение пути, то шаровая часть 17 (фиг. 6) перемещается, например, из плоскости чертежа к наблюдателю. Так как плечо 12 зажато между шайбами 36 и 8, и трение у прокладного кольца 45 сравнительно незначительно, то в начале поворота плеча 12 обе шайбы 8 и 36 перемещаются вместе, и трение возникает только между кольцевой шайбой 45 и плитой 36. Это перемещение, испытывающее весьма незначительное сопротивление, продолжается до окончательного заполнения зазора между нарезками 9 и 10. При дальнейшем перемещении плеча 12 гайка 8 отходит в наружную сторону, т.- е. удаляется от промежуточной шайбы 36, и у колец 14 и 15 появляется скольжение; шайбы 8 и 36 поворачиваются на небольшой угол вместе, так как гайка 8 сцеплена с гильзою 5, благодаря нарезке и соединена с плитою 36. Сопротивление, оказываемое перемещению плеча 12, сравнительно незначительно. Когда сжавшаяся во время этого толчка повозочная рессора начинает разжиматься, производя обратный толчок, то в начале обратного поворота плеча 12 шайбы 8 и 36 также поворачиваются, благодаря трению между ними и втулкою 13. Этому повороту оказывает сопротивление только трение у кольцевой шайбы 45; величина этого сопротивления равна тому сопротивлению, которое создает пружина 24 при полном ее сжатии. После заполнения, при этом начальном повороте гайки 8, зазора между нарезкой этой гайки и нарезкою гильзы 5, при дальнейшем перемещении гайки 8 в том же направлении происходит ввинчивание гильзы, которая при этом перемещается по шпинделю 34 в наружную сторону к пружине 23. Пока эта пружина еще не настолько сжата, чтобы оказывать максимальное сопротивление этому перемещению, и пока фланец 39 еще не уперся в выступ 42 на гайке 8, обе шайбы 36 и 8 перемещаются вместе со втулкою 13 плеча 12. Но когда после этого начального перемещения флянец 39 упирается в поверхность 42, то дальнейший поворот шайбы 8 относительно гильзы или наоборот, а вместе с тем и поворот шайбы 36 становятся невозможными; теперь начинает сказываться полное давление обеих пружин 23 и 24, оказывающих свое действие на поверхности 46 и 47 при посредстве гильзы 5 и гайки 8. Трение по этим поверхностям оказывает сопротивление перемещению плеча 12 при дальнейшем его повороте. Угол подъема нарезки на гайке 8 и гильзе 5 должен быть таким, чтобы вызванное этой нарезкой воздействие гильзы, зависящее от пружины 23, стремилось повернуть гайку 8, а вместе с тем и соединенную с ней шайбу 36. При следующем толчке, т.-е. при следующем приближении оси повозки к ее кузову, опять нет никакого сопротивления, а, наоборот, вследствие действия пружины 23 на гильзу 5, гайка 8, шайба 20 и втулка 13 поворачиваются в соответствующем направлении, как бы способствуя, в известной степени, подъему оси. Это продолжается до тех пор, пока пружина 23 снова не ложится на заплечик 8^a вставного шпинделя 34.

В этой форме осуществления опорный лист 1 снабжен кольцевым флянцем 48, расположенным не на самой его периферии; между этим флянцем и наружной кромкою фрикционного кольца 45 установлено уплотняющее кольцо 49.

В изображенной на фиг. 7 и 8 форме осуществления отдельные части вообще устроены так же, как на фиг. 6, но с той разницей, что пружина 23 постоянно упирается в верхний конец гильзы 5, а не в выступ на вставном шпинделе. Кроме того, эта форма осуществления отличается тем, что колпак 27 из листового металла соединен при помощи винтов с гайкой 8, а не со втулкою 13, как это имеет место в изображенной на фиг. 6 форме осуществления. Все части обозначены теми же цыфрами, как и на фиг. 6.

Поэтому изображенное на фиг. 7 и 8 приспособление для смягчения толчков вообще действует так же, как изображенное на фиг. 6, за исключением той разницы, которая зависит от постоянного прилегания пружины 23 к гильзе 5. Сжимание пружины 23 начинается сразу же после окончательного заполнения зазора между нарезками 9 и 10, происходящего при перемещении гайки 8. Продолжительность свободного движения, поэтому, значительно меньше, чем в ранее описанной форме осуществления.

В изображенном на фиг. 9 и 10 видоизменении плечо, присоединяемое, например, при помощи шаровой части 17 к оси повозки, значительно короче. При применении такого короткого плеча 52 число трущихся частей может быть уменьшено, и величина трения и соответствующего давления, действующих в данном случае, также должна быть меньше, при чем, однако, смягчающее действие приспособления не ослабляется. Изображенное на фиг. 9 и 10 приспособление похоже на изображенное на фиг. 6; в нем, однако, отсутствует промежуточная шайба 36, а вместе с тем и фрикционное кольцо 45, так что в этом отношении такая форма осуществления (фиг. 10) похожа на изображенную на фиг. 2, за исключением устройства шпинделя. В этом видоизменении фрикционное кольцо 14 совсем отсутствует или, по крайней мере, не расположено непосредственно против кольца 15. Вместо него, между опорным листом 1 и нижней поверхностью втулки 51 рычага 52, расположена фрикционная шайба 50. Эта шайба 50 сделана из такого материала, что сопротивление трения сравнительно, незначительно. Так, например, оно может быть изготовлено из прессового картона. Кроме того, его поверхность, вследствие меньшего радиуса, меньше активной поверхности фрикционного кольца 15, соединенного со втулкою 51 при помощи заклепок 16. Между фрикционным кольцом 50 и флянцем 53 на опорном листе 1 установлено уплотняющее кольцо 54. И в этой форме осуществления сильная пружина 23 действует непосредственно на верхнюю поверхность гильзы, подобно тому, как в предыдущей форме осуществления, между тем как в устройстве, изображенном на фигуре 13, пружина 23 упирается в уступ на вставном шпинделе 34, а, в остальном, изображенные на фиг. 10 и 11 формы осуществления, ничем не отличаются друг от друга. Фрикционное кольцо 15 сделано из материала, создающего сильное трение, при чем активная поверхность этого кольца больше таковой у кольца 50. Способ действия, изображенной на фиг. 10 и 11 формы осуществления, вытекает из предыдущего описания. Укорочение плеча 12 до изображенной па фиг. 10 и 11 длины 52 в некоторых случаях весьма желательно, особенно в том случае, когда направляющие колеса повозки снабжены тормозами, вследствие чего значительно уменьшается свободное для установки смягчающего толчки приспособления место. Короткое плечо желательно и в том случае, когда при установке приспособления на передней оси размах плеча должен быть неизбежно меньше, чем размах соответствующего плеча для задней оси.

1. Видоизменение приспособления для смягчения толчков в рессорах экипажей, охарактеризованного в патенте по заяв. свид. №4975, отличающееся тем, что: а) винт 5, надетый на палец 6 закрепленной на раме экипажа плиты 1, находится под действием сильной пружины 23, которая либо опирается на заплечик 8^а пальца (фиг. 1-3), либо лежит непосредственно на винте 5 (фиг. 4) и б) рычаг 12-13, скрепленный с осью экипажа, снабжен фрикционными дисками 14 и 15, которые примыкают к плите 1 и гайке 8, нагруженной слабой пружиной 24 и, при повороте гайки, испытывают давление от совместного действия обоих пружин 23 и 24.

2. Видоизменение приспособления, охарактеризованного в п. 1, отличающееся тем, что рычаг 12-13 с дисками 46 и 47 находится между гайкой 8 и шайбой 36 (фиг. 7 и 9), которые соединены между собой зубцами 40 и 41, вызывающими их совместное вращение и позволяющими гайке 8 иметь осевое перемещение.

3. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 приспособления, отличающееся тем, что рычаг 51-52 (фиг. 10-12) снабжен одним фрикционным кольцом 15, прижимающимся к гайке 8 и, другой своей стороной, опирающимся на кольцо 50 у плиты 1.