Противоударное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9 ЯОА 1 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ П В:Е 1".ОЗИАИ 11 , . МУ СВИДЕТЕЛ авто г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Лвторское свидетельство СССРН 1162641, кл. В 60 К 19/18, 1985.(57) Изобретение относится к устройствам, предназначенным для защиты неподвижных и подвжных объектов от воэ.действия ударных нагрузок. Цель - повышение эффективности устройства путем обеспечения прогрессирующего поглощения энергии ц сопротивления удару, а также рационального перераспределения силы удара. Устройство со(50 4 В 60 К 19/18 // Е 02 В 3/ держит внутреннее опорное звено 1, жестко смонтированное на защищаемом объекте 2 вдоль его поверхности, вос" принимающей удары и внешнее подвижное звено 3, установленное эа опорным эвеном 1 и кинематически связанное с последним посредством упругих элементов 7,10 и 11, причем звенья 1 и 3 выполнены раиной конструкции в виде фигурных рычагов и соединены посредством шарниров 4 между собой с образованием рычажного мехаизма в виде прямых или обратных ножниц в поперечной плоскости поверхности, восприниающей удары, Устройство работает следующим образом. Каружньй конец подвжого звена 3 воспринимает силу Р удара и звено 3 поворачивается на шарнирах 4. Звено 3 передает при этом силу удара как на упругие элементы 7, так и на упругие элементы1532375 изгиба бокознена 1, ко - пластинчатых ф-лы, 7 ил,10 и 11, первые из которых сжимаются, а вторые растягинаются. Если упругие элементы 7, 10 и 11 не поглощают полностью энергию силы Г удара,Изобретение относится к устройствам, предназначенцым для защить неподвиюьх и подвижных объектов (гаваней побережья, сооружений н аэропортах и на автострадах, транспортных средств и т.п.) от воздействияударных нагрузок, преимущественно котбойным брусьям, сваям, бамперам,буферам.Цель изобретения - повышение эфФективности устройства путем обеспечения прогрессирующего поглощенияэнергии и сопротивления удару, а также рационального перераспределениясилы удара,На Фиг, 1 изображено протиноударное устройство с рычажным механизмомв виде прямых ножниц, вид сверху; наФиг. 2 - разрез А-А ца фиг. 1; наФиг. 3 - препятствие; ца фцг. 4 -вариант установки протиноударногоустройства с рычажным механизмом ввиде прямых ножниц; на Фиг. 5 - противоударцое устройство с рычажныммеханизмон в виде обратных ножниц,вид сверху; на Фиг. 6 - разрез Б-Б на .Фиг. 5; на фиг. 7 - вариант установки 35противоударного устройства с рычажныммеханизмом в виде обратных ножниц.Противоударное устройство содержитвнутреннее опорное звено 1, жесткосмонтированное посредством крепежных40элементов, например болтов (це покаэацы) на защищаемом объекте 2 вдольповерхности, воспрцимаюцей удар, ивнешнее подвижное звено 3, установленное за опорным звеном 1, Звеья 1 и 345выполнены в виде рамок (Фиг. 1 и 5).Ра, образующие опорное 1 и подвижное 3 звенья, в свою очередь, выполнены в виде Фигурных рычагов и соединены между собой посредством двухшарниров 4 с образованием рычажногомеханизма н виде ножниц в поперечнойплоскости поверхности, воспринимающейудар (фиг. 2,4,6 и 7).Внутренй конец 5 опорного звена1 жестко смонтирован на объекте 2 исвязан с установлецнын напротив наговнешним концом 6 подвцжцого звена 3 то она гасится за счет вых элементов опорного торые выполнены в виде пружин (рессор). 3 з и. посредством упругих элемецгов 7, Внешний коцец 8 опорного звена 1 смещен относительно внешнего конца 6 подвижного звена 3 в сторону объекта 2 ца величину Б и связан с установленным напротив него со стороны объекта 2 внутренним концом 9 подвижного звена 3 посредством упругих элементов 1 О. 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 н поперечной плоскости поверхности, носприпмающей удар, зигзагообразными (Фцг, 2 и 4) цли крюкообраэцыми (Фиг. 6 и 7) ц посредством шарниров 4 соединяются между собой с образованием рычажного механизма в виде соответственно прямых (фиг. 2 и 4) или обратных (Фцг. 6 и 7) ножниц. При этом боковые элементы опорцога ззеца 1 выполняются упругими, т,е, в виде пластинчатых пружин (рессор).Опорное 1 и подвижное 3 звенья об- . тянуты по периметру эластичным материалом 2 (армиронанным текстилем, резиной и т.п.), устраняющим вибрации и раскачку подвижного звена 3, а также создающим обтекаемую форму устройству. На звеньях 1 и 3 и обьекте 2 закрепляются (например, посредством снарки) гнезда 13 под упругие алементы 7, 1 О и 11, выполненные, в частности и виде цилиндрических пружин.ъ Для объектов 2 (или объекта 2 и препятствия), имеющих разную высоту Н расположения понерхности, воспрннимающе 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 расположениен поверхности, воспринимающей удары (чьсота Н), смонтирован в верхней ее35 515323асти (фиг, 2 и 6), а у объекта 2 сболее высоким расположением восприиимгвощей удары поверхности (высотаН ) - в и 11 жией е гас гц (фиг. 4 и 7) .В качесгве объекта, эащицаемого5предлагаемым устройством, могут бытькак неподвижные объек;ы (сооружениягаваней побережья сооружения в аэропортах и иа автострадах и т.п.),так и подвижные объекты (транспортные средства, машины-рудин и т.д.),При этом устацовк предлагаемого противоудариого устройства (в виде отбойного бруса, сваи, бампера буфера 15и т.д.) иа 1 казанные объекты 2 пре;Гусмотреиа,пЛя обе-.печения поглощенияэнергии и сопрогивленця удару в случаях как столкиове ццл подвижиьО;иегодвижиых объектов (судно - соору. 20жение гавани, снабженное отбойнымбрусом; автотранспортное средство сбампером - препятствие; железиодородное транспортное средство с буфером - препятствие; автотрацспортиос 25средство с балпером - пост ГЛИ иаавтостраде, сиабженцый отбойиьск брусом и т.д.), так и столкновения подвижных объектон между собой (снабженных бамперами и буферами транспортиых средтв и т.п.).Размеры элементов предлагаемогоустройства, с югиошеиии плечей егорычажного механизма и веггичии 5 и Лиыбирэются конструктивно с учетомрасчетных вел гчци силы удара, 11 апример, при использовании противоударного устройства в качестве бампераавтотранспортного средства, величинасмещения В внешнего конца 6 гтодвижного звена 3 бампера относительновнешнего конца 8 опорного звена 1 мо.кет выбираться, исходя иэ требованийстандартов ио с,блюдеии;о полной безопасности кузова при ударе о постоянное жесткое препятствие при определенной скорости, например 4 клг/ч.Устройстро работает следующим образом.При наезде иа препятствие 15 объектом 2 (например транспортным средством, снаб;кеииым предлаг аемым бампером)наружный конец 6 подвижного звена 3воспринимает силу Е удара (фиг. 2 и3 или 3 и 4) . Под воэдейсгвием силыР подвижное э ве ио 3 поворачиваетсяиа шарнирах 4 и его наружный конец 6перемещается иа величину 5 в сторонуобьекта 2, который, в свою очередь,75 6перемещается на эту же величину Б всторону препятствия 15. Поворачиваясьвокруг шарциров 4, подвижный рычаг(звецо 3) передает силу Е удара какца упругий элемент 7, так и на упругие элементы 10 и 11, первый иэ которых сжимается, а второй - растягивается. За счет этого достигается рациональное перераспределение рычажныммеханизмом силы Г удара по вертикалилобовой плошади поверхности объекта2, воспринимающей удар.11 ри перемещении конца 9 подвижногоэвеца 3 на величину це более Я в упругих элементах 7, 10 и 11 гасится определенное (расчетное) количество кинетической энергии, возникающей ириударе. Если количество кинетическойэнергии, возникающей при ударе, непревышает расчетной величины (силаудара небольшой величины), то транспортное средство останавливается.При этом сила сопротивления удару,возникающая в упругих элементах 7, 10и 11, возрастает пропорционально деформации упругих элементов 7, 10 и 11(величине перемещения звена 3 относительно транспортного средства).Если же возникающая при ударе кинетическая энергия превышает расчетную вели гииу и не поглощается полностью упругими элемеитамн 7, 1 О и11 ца отрезке Б перемещения звена 3относительно объекта 2 с момента егостолкцсвения с препятствием 15 (силаудара объекта 2 о препятствие 15 средней и большой величины), то объектпродолжает перемещаться в сторонупрепятствия 15 и наезжает на неговнешним концом 8 опорного звена 1.При этом боковые элементы опорногозвена 1, которые выполнены упругими,работают иа изгиб как пластинчатыепружины (рессоры), Внешний конец 8опорного звена 1 перемещается в сторону объекта 2 (в данном случае транспортного средства) вместе с подвижным звеном 3,В .вязи с введением в действие додолггительиого упругого элемента (опорного элена 1) сила сопротивления удару воэра тает и кинетическая энергияудара :асится не только в упругихэлементах 7, 10 и 11 (за счет ихсжатиг, либо растяжения), но и засчет изгиба незакрепленной частиопорного звена 1 (пластинчатой пружины). Это позволяет получить дополни 1532375тельное увеличение силы сопротивленияудару на конечном участке деформацииупругих элементов устройства, т.е.достигнуть прогрессирующего (нелинейного) возрастания силы сопротивленияна конечном участке перемещения транспортного средства при силе ударасредней и большой величины,При столкновении двух объектов, 10каждый из которых снабжен предлагаемым противоударным устройством (ипиодин иэ них снабжен другим противоударным устройством, а второй - предлагаемым противоударным устройством) 15устройство работает аналогичным образом: сначала сила сопротивления удару, возникающая в цилиндрических пружинах 7, 10 и 11, возрастает пропорционально общей деформации пружин 7, 2010 и 11, а затем, при подключении ксопротивлению удару дополнительнойпластинчатой пружины (боконых элементов опорного звена 1), сила сопротивления удару возрастает нелинейно в 25зависимости от общей деформации цилиндрических пружин 7, 10, 11 и укаэанной пластинчатой пружины,Если сталкивающиеся объекты имеют 30различную высоту (соответственно Ц,и Н) расположения поверхностей, воспринимающих удары, то предусмотренозакрепление протиноударных устройствна этих объектах с возможностью ихсовместимости, т.е. перекрытия повертикали поверхностей противоударных устройств, которые передают ударные нагрузки ца упругие элементы(фиг, 2 и 4 или 6 и 7). Такой подход 40обеспечивает унификацию объектов 2по применяемым противоударным устройствам, т.е. позволяет применятьна объектах (с разной высотой расположения на цих воспринимающих удары 45поверхностей).противоударцые устройства одинакового конструктивного исполнения с сохранением характеристикукаэанных устройств. Эластичный материал 12 при ударе провисает и собирается в складки.При необходимости (в зависимостиот типа объекта 2 и условий его эксплуатации) противоударное устройствоможет быть снабжено механизмом фиксации упругих элементов (це показан),исключающим распрямление упругих элементов сразу после поглощения энергии удара,формула изобретения. Противоударцое устройство, содержащее внутреннее опорное звено, жестко смонтированное ца защищаемом объекте вдоль его поверхности, воспринимающей удар, и внешнее подвижное звено, установленное эа опорным звеном и кицематически связанное споследним посредством упругих элементов, причем указанные зненья выполнены в виде рамок и обтянуты эпастичцым покрытием, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности устройства путем обеспечения прогрессирующего поглощения энергии и сопротивления удару, а также рационального перераспределения сипы удара, рамки, образующие опорное ц подвижное звенья, выполнены н виде фигурных рычагов, шарнирно соединенных между собой с образованием рычажного механизма типа ножниц н поперечной плоскости поверхности, восприц 1 щаюцей удар при этом внутренний конец опорного звена жестко смонтирован ца объекте и связан с устаног.- ленным напротив него нцешцим концом подвижного звена посредством упругих эпе;ентон, а внешний конец опорного звена смещен относительно внешнегоконца подвижного з,зена в сторону объекта и связан с установленным напротив него со стороны объекта внутренним концом подвижного звена посредством упругих элементов, внутренний конец подвижного звена установлен с зазором относительно объекта и свя-, зан с последним посредством дополнительных упругих элементов, а боковые элементы спорного звена выполцець; н виде пластинчатых упругих элементов,2. Устроиство пс п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что боковые элементы опорного и подн;нкцого звеньев выполнены зигзагообразными в поперечной плоскости поверхности, воспринимающей удар, и шарнирно соединены между собой с образованием рычажного механизма в виде прямых ножниц.3. Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что боковые элементы опорного и подвижного эненьев выполнены крюкообразныии в поперечной плоскости поверхности, воспринимающей удар, и шарнирно соединены между собой с образованием рычажного ех:.панна в виде обратных ножниц9 1532375 10Устройство по пп. 1 - 3, о т - удар, внутренний конец опорного ввел и ч а ю щ е е с я тем, что, с це- на у объекта с более низким распололью повынения унификации объектов по аением поверхности, воспринимающейчприменяемым противоударным устройст- удар, смонтирован в верхнеи части вам путем обеспечения совместимости указанной поверхности, а у объекта с противоударных устройств при столкно- более высоким расположением поверхвенин объектов с разной высотой распо- ности, воспринимающеи удар, - в ниаложения поверхности, воспринимакщейнеи ее части.1532375 Составитель В. ИоноваРедактор И. Касарда Твхред Л,Олийнык Корректор С, Черни зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 8050/26 Тирак 522 НИИПИ Государственного комитета по изо113035, Москва, Ж, Р Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССРская наб., д. 4/5