ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ НЕСУЩИЙ ПНЕВМОАМОРТИЗАТОР ГОРБУЛИНА Российский патент 1999 года по МПК F16F9/04 B60G11/27 

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

Известен пневматический упругий элемент подвески транспортного средства, содержащий корпус с закрепленным в нем штоком с поршнем на свободном конце, установленный в корпусе полый поршень, в днище и крышке которого имеются клапанные системы и дроссельные отверстия. SU, N 1010347, кл. F 16 F 9/04, 1980 г.

Этот элемент имеет достаточно большую отдачу при ходе отбоя, снижающую эффективность гашения колебаний, а также неудобную для применения конструкцию.

Известен телескопический пневмоамортизатор, содержащий корпус и n-ное количество ступеней, образованных установленными в нем основным и дополнительными полыми штоками с подпружиненными поршнями, имеющими дроссельные системы (ДС) и коммутационно-клапанную систему (ККС), гашение механических колебаний которого осуществляется созданием сопротивления движению поршня путем импульсного количественного перераспределения рабочего агента между над- и поршневой полостями при смене направления его движения. RU, 2088819, кл. F 16 F 9/04, 1997 г.

Недостатком известного устройства является низкая надежность работы ККС и большое запаздывание начала истечения рабочего агента из полости с большим давлением в полость с меньшим при смене направления движения поршня.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является телескопический пневмоамортизатор, содержащий корпус со средствами крепления к одной части объекта, установленный в нем полый поршень со средствами крепления его торца к другой части объекта, поршень, связанный стержнем с корпусом, коммутационно-клапанную систему (ККС), имеющую подпружиненный запорный элемент, установленный с возможностью сообщения между собой соседних поршневых полостей, привод работы запорного элемента и узел его управления. RU, N 2031272, кл. F 16 F 9/04, 1995 г.

Недостатком этого амортизатора является сложность конструкции, низкая надежность работы ККС и большая инерционность в ее работе.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции амортизатора и повышение надежности и качества работы ККС.

Указанная задача решается в телескопическом несущем пневмоамортизаторе, содержащем корпус со средствами крепления к одной части объекта, установленный в нем полый поршень со средствами крепления его торца к другой части объекта, поршень, связанный стержнем с корпусом, коммутационно-клапанную систему, имеющую подпружиненный запорный элемент, установленный с возможностью сообщения между собой соседних поршневых полостей, привод запорного элемента и узел его управления за счет того, что на внешней стороне полого поршня или корпуса образована, связанная каналами с поршневыми полостями дополнительная полость, подпружиненный запорный элемент выполнен в виде кольца, установленного в дополнительной полости с образованием 2-х частей, каждая из которых связана соответственно с одной из поршневых полостей, а узел управления работой запорного элемента выполнен в виде электронного коммутатора, имеющего датчик разности или равных давлений и датчик смены направления движения поршня, причем, входы датчика разности или равных давлений и датчик смены направления движения поршня связаны соответственно с поршневыми полостями и средством крепления амортизатора к объекту, выходы - со входом электронного коммутатора, а выход последнего - с приводом запорного элемента коммутационно-клапанной системы.

Указанная задача решается также за счет того, что:
- полый поршень выполнен со стороны корпуса с торцем, имеющим дроссельные отверстия и образующим одну крайнюю полость с корпусом и среднюю полость с поршнем, связанным стержнем с корпусом, причем, последний образует с полым поршнем другую крайнюю полость;
- пневмоамортизатор снабжен установленными в полости полого поршня трубками, одни из которых связывают с дополнительной полостью крайние поршневые полости, а другие - среднюю поршневую полость, причем, поршень, расположенный в полом поршне, имеет отверстия для размещения указанных трубок;
- он снабжен установленным на донышке полого поршня цилиндром с кожухом, причем, поршень, связанный штоком с корпусом, расположен в цилиндре, надпоршневая полость цилиндра пневматически связана с одной из частей дополнительной полости, а подпоршневая - через полость кожуха с другой частью дополнительной полости;
- привод запорного элемента коммутационно-клапанной системы выполнен в виде соленоида, расположенного концентрично относительно упомянутого запорного элемента.

На фиг.1 схематично показан общий вид телескопического несущего пневмоамортизатора Горбулина (ТНПАГ) с дополнительной полостью, размещенной на внешней стороне полого поршня.

На фиг.2 схематично показан общий вид телескопического несущего пневмоамортизатора Горбулина (ТНПАГ) с дополнительной полостью, размещенной на внешней стороне корпуса.

На фиг.3 схематично показан общий вид телескопического несущего пневмоамортизатора Горбулина (ТНПАГ) (2-й вариант образования поршневых полостей).

Телескопический несущий пневмоамортизатор Горбулина (ТНПАГ) содержит корпус 1 со средствами 2 для крепления амортизатора к одной части объекта (не показан). В корпусе 1 установлен полый поршень 3, который может иметь торец 4 (фиг. 1, 2) с дроссельными отверстиями. Торец 5 поршня 3 имеет средства 6 для крепления амортизатора к другой части объекта. В полом поршне 3 установлен поршень 7 с дроссельными отверстиями (не показаны), жестко связанный с корпусом 1 полым стережем 8. Поршни 3 и 7 могут образовать между собой и с корпусом среднюю поршневую полость 9 и крайние поршневые полости 10 и 11 (фиг.1, 2).

На внешней стороне полого поршня 3 (фиг.1,3) или корпуса 1 (фиг.2) образована дополнительно полость 12, в которой размещена клапанная система, запорный элемент которой выполнен в виде кольца 13, подпружиненного пружиной 14, и приводом, в виде соленоида 15, концентрично расположенного относительно кольца 13.

Поршневые полости 9, 10 и 11 (фиг.1, 2) имеют возможность сообщения между собой посредством каналов 16 и 17, выполненных в полом поршне (фиг.1) или в корпусе (фиг.2), а также через трубки 18 и 19, связывающие среднюю и крайние поршневые полости с дополнительной полостью 12.

Кольцо 13 установлено на внешней поверхности полого поршня 3 (фиг.1) или корпуса 1 (фиг.2) между каналами 16 и 17 и образует части 20 и 21, одно из которых сообщено со средней поршневой полостью, а другое с крайними поршневыми полостями.

Узел управления работой кольца 13 выполнен в виде электронного коммутатора (ЭК) 22, датчика 23 разности или равных давлений (РД) и датчика 24 смены направления движения (СНД) поршня, входы датчика 23 связаны с пространствами 20 и 21, выход со входом ЭК 22. Вход датчика СНД 24 связан со средством 2 (фиг.2) или средством 6 (фиг.1), а выход со входом ЭК 22, связанного в свою очередь с источником электрической энергии (ИЭЭ) 25 и соленоидом 15.

Дроссельные системы поршней и отверстия для заполнения полостей рабочим агентом на чертежах не показаны. Для повышения надежности работы амортизатора полый поршень может иметь стержень 26 (фиг.1, 2), являющийся направляющей для полого стержня 8.

Телескопический несущий пневмоамортизатор (фиг.3) может содержать установленный на торце 5 полого поршня 3 цилиндр 27 с кожухом 28. В цилиндре 27 установлен поршень 7, который образует надпоршневую полость 29 пневматически связанную каналами 17 с частью 20 дополнительной полости 12 и подпоршневую полость 30 пневматически связанную через каналы 31 цилиндра 27 и полость 32 кожуха 28, каналами 16 с частью 21 дополнительной полости 12.

ТНПАГ работает следующим образом.

После установки несущего амортизатора весь объем пневмопружины наполняется рабочим агентом до установления заданного положения полого поршня 3 относительно корпуса 1. При ходе сжатия подпружиненное кольцо 13 перекрывает свободное истечение рабочего агента через дополнительную полость 12 между полостью 29 и 30 (фиг.3) или между крайними полостями 10 и 11 посредством труб 18 и отверстий 16 и средней полостью посредством труб 19 и отверстий 17 (фиг.1, 2). Давление рабочего агента в полости 29 (фиг.3) или в крайних 10 и 11 (фиг. 1, 2) повышается, а в полости 30 (фиг.3) или в средней полости 9 (фиг. 1, 2) - понижается. При возвратном движении полого поршня 3 (ходе отбоя) датчик СНД24 выдает "командный" сигнал на ЭК22, который подает рабочее электрическое напряжение на исполнительное электрическое устройство, например, соленоид 15, магнитное поле которого втягивает, выполняющее роль магнитного стержня, подпружиненное кольцо 13 и сжимает его пружину 14, обеспечивая истечение рабочего агента между полостями 9, 10 и 11 (фиг.1, 2) или между полостями 29 и 30 (фиг.3) до выравнивания давлений в них, что улавливается датчиком РД23, выдающим "командный" сигнал на ЭК22, снимающий электрическое напряжение с соленоида 15. Магнитное поле исчезает и подпружиненное кольцо 13 под действием своей пружины 14 перекрывает сообщение между указанными полостями. Возвратное движение полого поршня 3 тормозится сопротивлением количественно перераспределенного между полостями рабочего агента. Процесс повторяется при каждой смене направления движения полого поршня 3. Суммарная площадь сечения по всей длине тракта подачи рабочего агента из средней полости (фиг.1,2) или из полости 30 (фиг.3) в дополнительную полость 12 и суммарная площадь сечения по длине тракта подачи рабочего агента из крайних полостей (фиг.1, 2) или из полости 20 (фиг.3) берутся одинаковыми.

Использование: для гашения механических колебаний, в частности при использовании в подвесках транспортных средств. Сущность изобретения: телескопический несущий пневмоамортизатор имеет корпус, установленный в нем полый поршень, связанный стержнем с корпусом. Поршни образуют смежные полости, связанные между собой каналами через коммутационно-клапанную систему, содержащую дополнительную полость, образованную на внешней поверхности корпуса или полого поршня, в которой размещен подпружиненный запорный элемент, выполненный в виде кольца, делящего дополнительную полость на две части, каждая из которых связана с соответствующими поршневыми полостями. Узел управления работой клапанной системы содержит электронный коммутатор, датчик равных или разности давлений и датчик смены направления движения поршня. Технический результат - упрощение конструкции амортизатора и повышение надежности и качества работы коммутационно-клапанной системы. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Телескопический несущий пневмоамортизатор, содержащий корпус со средствами крепления к одной части объекта, установленный в нем полый поршень со средствами крепления его горца к другой части объекта, поршень, связанный стержнем с корпусом, коммутационно-клапанную систему, имеющую подпружиненный запорный элемент, установленный с возможностью сообщения между собой соседних поршневых полостей, привод работы запорного элемента и узел его управления, отличающийся тем, что на внешней стороне полого поршня или корпуса образована связанная каналами с поршневыми полостями дополнительная полость, подпружиненный запорный элемент выполнен в виде кольца, установленного в дополнительной полости с образованием двух частей, каждая из которых связана соответственно с одной из поршневых полостей, а узел управления работой запорного элемента выполнен в виде электронного коммутатора, имеющего датчик разности или равных давлений и датчик смены направления движения поршня, причем входы датчика разности или равных давлений и датчика смены направления движения поршня связаны соответственно с поршневыми полостями и средством крепления амортизатора к объекту, выходы - со входом электронного коммутатора, а выход последнего - с приводом запорного элемента коммутационно-клапанной системы. 2. Телескопический несущий пневмоамортизатор по п. 1, отличающийся тем, что полый поршень выполнен со стороны корпуса с торцом, имеющим дроссельные отверстия и образующим одну крайнюю полость с корпусом и среднюю полость с поршнем, связанным стержнем с корпусом, причем последний образует с полым поршнем другую крайнюю полость. 3. Телескопический несущий пневмоамортизатор по п. 2, отличающийся тем, что он снабжен установленными в полости полого поршня трубками, одни из которых связывают с дополнительной полостью крайние поршневые полости, а другие - среднюю поршневую полость, причем поршень, расположенный в полом поршне, имеет отверстия для размещения указанных трубок. 4. Телескопический несущий пневмоамортизатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен установленным на донышке полого поршня цилиндром с кожухом, причем поршень, связанный штоком с корпусом, расположен в цилиндре, надпоршневая полость цилиндра пневматически связана с одной из частей дополнительной полости, а подпоршневая через полость кожуха - с другой частью дополнительной полости. 5. Телескопический несущий пневмоамортизатор по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что привод запорного элемента коммуникационно-клапанной системы выполнен в виде соленоида, расположенного концентрично относительно упомянутого запорного элемента.