Поглощающий аппарат

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и касается амортизаторов транспортных средств, преимущественно поглощающих аппаратов для пассажирского подвижного состава.
Известен поглощающий аппарат для пассажирского подвижного состава (1), принятый за прототип, содержащий корпус, образованный днищем и горловиной, в которой частично размещен боек, между которым и днищем расположено возвратно-подпорное устройство, выполненное из упруго-эластичных элементов и пластин между ними. Обеспечена возможность погружения бойка внутрь горловины корпуса. Длина части бойка, расположенной внутри горловины корпуса, больше длины части бойка, выступающей за корпус. Кратчайшее расстояние от продольной оси до поверхности горловины больше длины выступающей за корпус части бойка.
Устройство отличается простотой и удобством сборки.
Однако конструкция имеет и существенный недостаток. Возвратно-подпорное устройство центрируется в корпусе с помощью пластин, контактирующих с горловиной корпуса. Это вызывает необходимость выполнять точную механическую обработку внутренней стороны горловины с целью обеспечения ее прямолинейности и невысокой шероховатости для предотвращения образования на ней задиров пластинами, деформации этих пластин, искривления возвратно-подпорного устройства и возникновения посторонних звуков, которые могут вызывать дискомфорт и настороженность у пассажиров состава. Такой существенный недостаток повышает экономические затраты на изготовление поглощающего аппарата, а также снижает его надежность.
Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности и бесшумности поглощающего аппарата, снижение затрат на его производство.
Поставленная задача достигается тем, что поглощающий аппарат (фиг. 1-9) содержит корпус (1), образованный днищем (3) и горловиной (2), в которой частично размещен боек (4). Между бойком (4) и днищем (3) расположено выполненное из перемеженных пластинами (7) упруго-эластичных элементов (6) возвратно-подпорное устройство (5). При этом обеспечена возможность погружения бойка (4) внутрь горловины (2) корпуса (1) вдоль продольной оси (O1). Длина (b) части бойка (4), расположенной внутри горловины (2) корпуса (1) больше длины (а) части бойка (4), выступающей за корпус (1). Кратчайшее расстояние (с) от продольной оси (О1) до поверхности горловины (2) больше длины (а) выступающей за корпус (1) части бойка (4). Вдоль продольной оси (О1) расположен стержень (12), один конец (К1) которого расположен у днища (3), а другой конец (К2) - у бойка (4). При этом центрирование возвратно-подпорного устройства (5) в корпусе (1) обеспечено по упомянутому стержню (12).
Обеспечение центрирования возвратно-подпорного устройства в корпусе по стержню позволяет избежать контактирования пластин возвратно-подпорного устройства с горловиной корпуса и устранить необходимость дорогостоящей прецизионной механической обработки внутренних стенок горловины корпуса.
Дополнительные отличительные признаки полезной модели, направленные на усиление упомянутых выше эффектов:
- с одной стороны конец (К1) стержня (12), жестко закреплен в днище (3);
- конец (К1) стержня (12), расположенный у днища (3), защемлен между ним и возвратно-подпорным устройством (5);
- конец (К1) стержня (12), расположенный у днища (3), зафиксирован с возможностью перемещения стержня (12) относительно днища (3);
- конец (К2) стержня (12) свободно пропущен сквозь боек (4);
- конец (К2) стержня (12), расположенный у бойка (4), снабжен фиксатором (14), обеспечивающим фиксацию бойка (4) в корпусе (1);
- фиксатором (14) является гайка (13), накрученная на резьбу, выполненную на расположенном у бойка (4) конце (К2) стержня (12);
- центрирование возвратно-подпорного устройства (5) в корпусе (1) обеспечено как по стержню (12), так и контактом пластин (7) с горловиной (2) корпуса (1).
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1, 4, 7 показан вид сверху на различные варианты исполнения поглощающего аппарата;
на фиг. 2, 5, 8 показан продольный разрез поглощающего аппарата в различных вариантах его исполнения по фиг. 1, 4, 7, соответственно в исходном состоянии;
на фиг. 3, 6, 9 - то же, что и на фиг. 2, 5, 8, но в полностью сжатом состоянии возвратно-подпорного устройства поглощающего аппарата.
а
а
Поглощающий аппарат содержит (фиг. 1-9) полый корпус 1, образованный горловиной 2 и днищем 3. С противоположной днищу 3 стороны горловины 2 размещен боек 4, длина  выступающей из нее части которого, соответствует рабочему ходу поглощающего аппарата. Длина b погруженной в горловину 2 части бойка 4 больше длины  его выступающей части, что обеспечивает устойчивое положение бойка 4 в горловине 2 вдоль продольной оси О1, препятствующее перекосу бойка 4.
Между бойком 4 и днищем 3 корпуса 1 размещено возвратно-подпорное устройство 5 (фиг. 2, 3, 5, 6, 8, 9), образованное из упруго-эластичных элементов 6, перемеженных пластинами 7. Упруго-эластичные элементы 6 выполнены из полиэфирного материала, свойства которого обеспечивают достижение высокой энергоемкости поглощающего аппарата.
а
Для обеспечения высокой энергоемкости и стабильности характеристик поглощающего аппарата, необходимо соблюдать соотношение, при котором кратчайшее расстояние с (фиг. 2, 5, 8) от продольной оси О1 до внутренней поверхности горловины 2 больше длины  выступающей из горловины 2 части бойка 4. В противном случае упруго-эластичные элементы будут испытывать чрезмерную деформацию, что может приводить к деструкции их материала и утрате требуемых характеристик.
В конструкции по полезной модели, в отличие от прототипа, возможны несколько вариантов фиксации бойка 4 и возвратно-подпорного устройства 5 в корпусе 1. Это может быть реализовано с помощью направляющих фиксаторов 8 (фиг. 1-6), которые дополнительно выполняют функцию направления и стабилизации бойка 4 при его перемещении внутри горловины 2 под действием внешней силы Q (фиг. 3, 6). Направляющие фиксаторы 8 могут быть выполнены, например, в виде пальцев, расположенных в образованных в корпусе 1 гнездах, один конец которых выступает наружу, а другой входит в выполненные в бойке 4 пазы 9, что препятствует провороту бойка 4 в процессе эксплуатации поглощающего аппарата. При этом полезно, чтобы расстояние s между выступающими наружу горловины 2 концами направляющих фиксаторов 8 было преимущественно равно ширине S днища 3. В этом случае, значительно облегчается установка поглощающего аппарата в сцепное устройство вагона и обеспечивается его устойчивое в нем расположение. Направляющие фиксаторы 8 могут фиксироваться от выпадения любым из известных в технике способом, например, шплинтами 10.
С целью повышения стабильности и устойчивости бойка 4 при его перемещении внутри горловины 2 под действием внешней силы Q, полезно устанавливать между ними вставку 11 из износостойкого материала. Эта вставка 11 обеспечивает беззазорную установку бойка 4 в горловине 2, препятствует образованию перекосов и задиров.
Применение стержня 12 в заявляемом поглощающем аппарате может выполнять несколько функций:
в первом случае стержень 12 может выполнять только функцию центрирования возвратно-подпорного устройства 5 в горловине 2 корпуса 1 (фиг. 1-3). Например, этот вариант может быть реализован расположением одного конца К1 стержня 12 у днища 3 корпуса 1 с его закреплением в нем, а другой конец К2 стержня 12, расположенный у бойка 4, свободно пропускается сквозь него;
в другом случае (фиг. 4-6) стержень 12 выполняет как функцию центрирования возвратно-подпорного устройства 5 в горловине 2 корпуса 1, так и препятствует выпадения бойка 4 из корпуса 1 за счет накручивания на его конце К2, снабженного резьбой, гайки 13. Другой конец стержня 12 может быть защемлен между днищем 3 и возвратно-подпорным устройством 5;
в третьем случае (фиг. 7-9) вместо гайки 13 может быть применен фиксатор 14, зафиксированный на стержне 12, например, сварным швом v, а стержень 12 выполняет ту же функцию, что и во втором случае. Конец К1 стержня 12 при этом подвижен относительно днища 3.
Применение стержня 12 позволяет исключить контактирование пластин 7 с горловиной 2 корпуса 1 и, тем самым, исключить необходимость дорогостоящей механической обработки этой горловины 2, однако в случае качественно получаемой заготовки корпуса 1 при производстве исключение такого контактирования не обязательно, либо возможно обеспечение такого контактирования пластинами 7, расположенными ближе к днищу 3 (фиг. 8, 9) с исключением такого контактирования пластин 7, расположенными ближе к бойку 4. Это обусловлено малым перемещением ближайших к днищу 3 пластин 7 и не таким значительным при этом влиянием качества поверхности горловины на шумность и восприимчивость к повреждениям.
Описанные три случая исполнения концов K1, К2 стержня 12 не обязательно могут соблюдаться в упомянутых сочетаниях и допускают другие комбинации вариантов.
Применение на конце К2 стержня 12 у бойка 4 гайки 13 или фиксатора 14 позволяет не применять направляющие фиксаторы 8, что уменьшает количество комплектующих деталей для производства поглощающего аппарата.
Принцип действия поглощающего аппарата основан на том, что при воздействии внешней силы Q (фиг. 3, 6, 9), прилагаемой к бойку 4, сжимается возвратно-подпорное устройство 5. При этом происходит интенсивное поглощение энергии упруго-эластичными элементами 6.
При прекращении воздействия внешней силы Q, возвратно-подпорное устройство 5 разжимается, возвращая боек 4 в исходное положение (фиг. 2, 5, 8).
Источники информации:
1. Патент RU 189739, МПК B61G 9/06 (2006.01), опубликован 31.05.2019 г., бюл. №16 - прототип.
Приложение к заявке на патентование полезной модели «Поглощающий аппарат»