УСТРОЙСТВО ДЛЯ АМОРТИЗАЦИИ И РАВНОМЕРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НА ОБЪЕКТ Российский патент 1995 года по МПК F16F9/00 

Изобретение относится к устройствам для амортизации и равномерного распределения давления по криволинейным поверхностям и может быть использовано в транспортном машиностроении, медицине, производстве мебели и других отраслях промышленности, в частности в конструкциях сидений транспортных средств, кроватей и матрацев, используемых в медицине для профилактических и лечебных целей, бытовой и промышленной мебели.

Известно устройство для амортизации и равномерного распределения давления на объект, содержащее заполненный жидкостью корпус, упругие элементы, равномерно расположенные на поверхности корпуса, обращенной к объекту, каждый из которых выполнен в виде цилиндра, установленного в отверстии корпуса, и размещенного в нем поршня со штоком, на свободном конце которого установлен опорный элемент, и дополнительный упругий элемент, герметично перекрывающий дополнительное отверстие корпуса [1]
Это устройство обеспечивает амортизацию и равномерное распределение давления по поверхности опирающегося на него объекта независимо от упругих свойств жидкости, заполняющей корпус, однако его недостатком является то, что в процессе эксплуатации возможна утечка жидкости из корпуса через уплотнительные элементы поршней и цилиндров.

Известно также устройство, содержащее смонтированный на основании набор камер, установленных с зазором одна относительно другой, каждая из которых выполнена из воздухонепроницаемого материала и соединена с системой подвода воздуха через переключающий клапан, при этом каждая камера имеет жесткую боковую поверхность и верхнюю эластичную поверхность [2]
Данное устройство позволяет амортизировать и равномерно распределять давление по поверхности опирающегося на него тела, однако оно имеет повышенную сложность вследствие необходимости управлять давлением каждой из камер в отдельности, а также не позволяет равномерно распределять давление по поверхностям, имеющим большую кривизну.

Наиболее близким к изобретению является устройство для амортизации и равномерного распределения давления на объект, содержащее каркас, на котором установлены эластичная надувная камера и подвижные опорные элементы, каждый из которых выполнен в виде толкателя, имеющего на концах опору для объекта и опору, контактирующую с камерой [3]
Недостатком известного устройства является то, что при наличии криволинейной поверхности объекта, опирающегося на устройство, оно не обеспечивает равномерное распределение давления в связи с тем, что опоры, контактирующие с надувной камерой, влияют через нее на перемещения соседних опорных элементов.

Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего амортизацию опирающегося на устройство объекта и равномерное распределение давления на объект при любых значениях кривизны его поверхности, соизмеримых с геометрическими размерами устройства. При этом должна быть исключена возможность утечек рабочей среды, которой может являться жидкость или газ.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве для амортизации и равномерного распределения давления на объект каркас снабжен плитой с равномерно расположенными отверстиями, в которых установлены толкатели опорных элементов, а на внутренней стороне плиты имеются конические гнезда, соосные отверстиям в плите, при этом камера выполнена с пустотелыми выступами, размещенными в гнездах плиты и контактирующими своими вершинами с соответствующими опорами.

Предлагаемое устройство представляет собой набор независимых опорных элементов, равномерно расположенных на поверхности плиты, установленной на каркасе, и соединенных с общей эластичной камерой, заполненной рабочей средой, что придает им упругость и позволяет обеспечить амортизацию и равномерное распределение давления по поверхности объекта, контактирующей с опорными элементами. Независимость опорных элементов достигается с помощью выполнения камеры с пустотелыми выступами, которые при воздействии на них соответствующих опор толкателей деформируются в конических гнездах перфорированной плиты таким образом, что не влияют на перемещения соседних с ними толкателей, которые зависят только от кривизны поверхности объекта.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг.2 то же, план.

Устройство содержит каркас 1, в котором установлена эластичная герметичная оболочка 2, имеющая пустотелые выступы 3 и заполненная рабочей средой, в качестве которой может использоваться жидкость или газ. Над оболочкой 2 расположена плита 4 с равномерно выполненными на ней отверстиями, в которых установлены подвижные опорные элементы, каждый из которых выполнен в виде толкателя 5, на концах которого имеются опоры 6 и 7. На внутренней поверхности плиты 4 имеются соосные с ее отверстиями конические гнезда 8, в которых размещены опоры 7 и контактирующие с ними своими вершинами выступы оболочки.

Устройство работает следующим образом.

Оболочка 2 заполняется газом или жидкостью под избыточным давлением 0,3-0,5 ати, при этом все опорные элементы под воздействием вершин выступов оболочки выдвигаются до упора опор 7 о плиту 4, а опоры 6 образуют плоскую упругую опорную поверхность.

При воздействии нагрузки (веса или силы инерции) со стороны объекта, имеющего криволинейную поверхность (тела человека или любого другого физического тела), на опорную поверхность устройства (например, на сиденье транспортного средства, кресло, лечебный матрац) соответствующие опорные элементы перемещаются в отверстиях плиты 4 и деформируют вершины выступов оболочки. При этом опорная поверхность копирует неровности криволинейной поверхности объекта, равномерно распределяя по ней давление опорных элементов.

При динамическом изменении нагрузки на опорную поверхность устройства эластичная оболочка 2 благодаря своим упругим свойствам обеспечивают эффективную амортизацию объекта.

Использование: транспортное машиностроение, медицина, устройства для амортизации. Сущность изобретения: устройство содержит каркас, установленную в нем упругую эластичную герметичную оболочку, заполненную рабочей средой, плиту с равномерно расположенными отверстиями. С внутренней стороны плиты соосно отверстиям выполнены конические гнезда. Упругая эластичная оболочка выполнена с пустотелыми сообщенными с полостью оболочки выступами, размещенными в конических гнездах плиты. Толкатели размещены в отверстиях плиты с возможностью контакта соответствующими концами с вершинами выступов упругой эластичной герметичной оболочки и объектом. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АМОРТИЗАЦИИ И РАВНОМЕРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НА ОБЪЕКТ, содержащее каркас, установленную в нем упругую эластичную герметичную оболочку, заполненную рабочей средой, и толкатели для взаимодействия одними концами с объектом, а другими с упругой элестичной герметичной оболочкой, отличающееся тем, что оно снабжено плитой с равномерно расположенными отверстиями, с внутренней стороны плиты соосно с отверстиями выполнены конические гнезда, упругая эластичная герметичная оболочка выполнена с пустотелыми сообщенными с полостью оболочки выступами, размещенными в конических гнездах плиты, а толкатели размещены в отверстиях плиты с возможностью контакта соответствующими концами с вершинами выступов упругой эластичной герметичной оболочки.