ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ ПНЕВМОАМОРТИЗАТОР ГОРБУЛИНА Российский патент 1995 года по МПК F16F9/04 

Изобретение относится к области техники, где применяется гашение механических колебаний, в частности предназначено для использования в подвесках транспортных средств в качестве несущего элемента.

Известны пневматические упругие элементы подвески транспоpтных средств, содержащие несколько объемов газа, между которыми имеются клапанные системы с дроссельными отверстиями [1].

Наиболее близким к изобретению является пневматический упругий элемент подвески транспортного средства, содержащий корпус с закрепленным в нем лотком с поршнем на свободном конце, установленный в корпусе полый поршень, в днище и крышке которого имеются клапанные системы и дроссельные отверстия [2].

У известных амортизаторов достаточно большая отдача при ходе отбоя, снижающая эффективность гашения колебаний, и во многих случаях не удобная для применения конструкция.

Целью изобретения является повышение эффективности демпфирования, в частности получение телескопической конструкции, удобной для широкого применения.

Это достигается тем, что в пневмоамортизаторе, содержащем корпус с закрепленным в нем штоком с поршнем на свободном конце, установленный в корпусе полый поршень, один конец которого предназначен для крепления к объекту, а другой имеет клапанную систему и дроссельное отверстие. Клапанная система выполнена коммутационной для обеспечения свободного истечения газа между полостями от момента перемены знака движения полого поршня, что совпадает во времени с пиковым значением величины полученной пружиной энергии, до момента выравнивания давления газа в них, и для оказания сопротивления движению полого поршня к его первоисходному положению за счет количественного перераспределенного газа. Шток выполнен полым с радиальным отверстием у места крепления к корпусу для выхода газа из внутриштоковой полости. Пневмоамортизатор для получения удобной для широкого использования телескопической конструкции содержит в качестве корпуса вместо резинокордной оболочки с основанием крышку с направляющей и герметизирующую диафрагму рукавного типа и снабжен жестко закрепленным в полом поршне направляющим элементом, свободный конец которого имеет возможность перемещаться внутри полого штока, и установленной в поршне для повышения эффективности демпфирования дополнительной коммутационно-клапанной системой (ККС), аналогичной основной.

ККС в торце полого поршня выполнена в виде сквозных каналов для обеспечения свободного истечения газа между полостями и постоянно, кроме отмеченного выше промежутка времени, находящихся в закрытом положении запирающих, одни из которых с одной стороны торца, а другие - с другой, подпружиненных в осевом и поперечном направлениях, для обеспечения возвращения в удерживающие их пазы, пластин с языками для взаимодействия с соответствующими зубьями, нанесенными на наружной поверхности полого штока. Аналогичная ККС установлена в поршне, а зубьям нанесены на наружной поверхности направляющего элемента.

Для обеспечения смазкой внутренних трущихся поверхностей при вертикальном положении пневмоамортизатора полый поршень частично заполнен смазкой, направляющий элемент выполнен полым, а нижняя часть его имеет подпружиненный в осевом направлении обратный клапан для подачи смазки в полость направляющего элемента за счет создаваемой конструктивно необходимой разности давлений между крайними полостями.

На фиг.1-4 изображены виды ККС без зубьев соответственно снизу, справа, спереди и сверху; на фиг.1 и 2 запирающие пластины находятся в положении закрытых сквозных каналов; на фиг.3 - открытых; на фиг.4 - конструкция ККС без запорных пластин с язычками и пружин; на фиг.5 - телескопический пневмоамортизатор Горбулина (ТПГ), где для более наглядного пояснения работы ККС использован сложный ломанный вертикальный разрез секущими плоскостями, расположенными под углом 90^о, которые условно повернуты до совмещения в одну плоскость.

ТПГ содержит корпус в виде крышки 13 с направляющей 14, герметизирующую диафрагму 15 рукавного типа, свободно перемещающийся в корпусе полый поршень 16, у которого торец 19 предназначен для крепления к объекту, а другой - имеет ККС, состоящую из клапанной системы, дроссельного отверстия и коммутирующего устройства, жестко закрепленный к крышке 13, имеющий отверстие 20, полый шток 8 с поршнем 17, имеющем ККС, аналогичную выполненной в торце полого поршня 16.

К торцу 19 полого поршня 16 жестко закреплен направляющий элемент 18, свободный конец которого перемещается в полом штоке. В крышке 13 для заполнения газом и регулирования жесткостью пружины имеется отверстие 21. Кольцо 22 крепит диафрагму 15. Отверстие 23 предназначено для выхода воздуха.

ТПГ работает следующим образом. После установки пневмоамортизатора весь объем пружины наполняется газом через отверстие 21 в крышке 13 и дроссельные отверстия 12 в обоих ККС до заданного положения полого поршня 16 относительно крышки 13 с направляющей 14. При ходе сжатия клапанная система перекрывает свободное истечение газа между полостями и давлением газа в крайних полостях повышается, а в средней - понижается. При перемене знака движения полого поршня 16 обе ККС обеспечивают истечение газа между полостями до выравнивания давлений его в них, после чего клапанная система возвращается в исходное состояние, а движение полого поршня 16 тормозится сопротивлением газа, количественно перераспределенного между полостями. Диафрагма 15 обеспечивает достаточно высокую герметичность, а телескопическая конструкция ТПГ - жесткость.

ККС в торце полого поршня 16 состоит из корпуса 1 со сквозными каналами 2, имеющими окна 3, перекрывающимися запирающими пластинами 4 с язычками 5, удерживающими их пружинами 6, зубьев 7 на полом штоке 8, возвращающих в исходное положение запирающие пластины 4, пружин 9 и 10, выступов 11 и дроссельного отверстия 12. Аналогичен состав ККС, установленный в поршне 17.

ККС, установленная в полом поршне 16, работает следующим образом. В исходном положении давления в полостях, между которыми установлен корпус 1, одинаковые и все четыре запирающие пластины 4 под воздействием пружин 9 прижмутся, скользя по боковым направляющим выступов 11, к стенкам оснований корпуса 1, и пружинами 10, которые стягивают запирающие пластины 4 попарно, втянутся в пазы, закрыв окна 3 и перекрыв тем самым сквозные каналы 2.

При перемещении корпуса 1 ККС вдоль штока 8 язычки 5 свободно перемещаются по зубьям 7 полого штока 8. При перемене знака движения полого поршня 16 язычки 5, упираясь в зубья 7, выталкивают из пазов запирающие пластины 4. Под напором разности давлений газа две запирающие пластины 4 остаются прижатыми, а две других отбрасываются, открывая окна 3, через которые по сквозным каналам 2 истекут сжатые газы до момента выравнивания давлений, при которых все запирающие пластины 4 под воздействием пружин 9 и 10 опять станут в пазы, перекрыв сквозные каналы 2, ККС, установленная в поршне 17, работает аналогично.

Устройство подачи смазки к трущимся поверхностям внутри ТПГ для работы его в вертикальном положении состоит из полости в направляющем элементе 18, в нижней части которого установлен подпружиненный в осевом направлении обратный клапан 24, сообщающийся со смазкой 25, частично заполняющей полый поршень 16, и отверстия 26 для выхода смазки в верхней части полого штока 8.

Устройство подачи смазки работает следующим образом. Конструктивно верхняя полость по объему выполняется больше нижней таким образом, что имеется разность давлений между крайними полостями, за счет которой при ходе сжатия смазка 25 нагнетается через обратный клапан 24 внутрь направляющего элемента 18, далее по полому штоку 8 и его отверстие 26 самотеком к трущимся поверхностям.

Использование: машиностроение, а именно подвески транспортных средств. Сущность изобретения: телескопический пневмоамортизатор содержит корпус, полый шток с поршнем, полый поршень, размещенные в обоих поршнях коммутационно-клапанные системы, обеспечивающие истечение газа при перемене знака движения поршней, закрепленный в полом поршне направляющий элемент, имеющий возможность перемещения в полом штоке. Каждая коммутационно-клапанная система может быть выполнена в виде сквозных каналов и запирающих их и подпружиненных в осевом и поперечном направлениях пластин с язычками, взаимодействующими с соответствующими зубьями, выполненными на полом штоке и направляющем элементе. Кроме того, при работе в вертикальном положении направляющий элемент может быть выполнен полым, при этом полый поршень частично заполнен смазкой, а в нижней части полого направляющего элемента установлен подпружиненный обратный клапан, обеспечивающий подачу смазки в полость элемента. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ ПНЕВМОАМОРТИЗАТОР ГОРБУЛИНА.