ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ ДВУХТРУБНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР Российский патент 2005 года по МПК F16F9/06 

Техническое решение относится к машиностроению. Оно касается газонаполненных двухтрубных гидравлических телескопических амортизаторов, используемых в упругих подвесках транспортных средств, в частности автомобилей.

Известны разнообразные конструкции разборных двухтрубных гидравлических телескопических амортизаторов, содержащих корпус с резьбовой крышкой, закрывающей резервуар с жидкостью, в котором расположены рабочий цилиндр и поршень со штоком (см., например, авторские свидетельства, выданные в СССР, №№273997, 419663, МПК F 16 F 5/00, 1698526, F 16 F 9/18, описание к патенту РФ №2071574, F 16 F 9/32; патент, выданный в США, №4291788, НКИ 188/322.17; заявку, опубликованную во Франции, №2487029, F 16 F 9/18). Достоинством разборной конструкции амортизатора является возможность замены в нем контактирующих со штоком уплотнительных элементов при их износе в случае длительной работы амортизатора. Это особенно важно для газонаполненных амортизаторов, в которых под действием давления газа уплотнительные элементы прижаты к штоку поршня со значительной силой.

Известны различные конструкции газонаполненных двухтрубных гидравлических телескопических амортизаторов, содержащие закрытый крышкой корпус с рабочим цилиндром, разделяющим резервуар внутри корпуса на компенсационную камеру и рабочую полость, в которой установлен поршень со штоком (см. патенты, выданные в СССР, №282197, МПК В 60 G 13/08; в РФ №2123433, В 60 G 11/26, №2162970, МПК F 16 F 9/06; свидетельство на полезную модель, выданное в РФ, №6367, В 60 G 13/06; патентные заявки, опубликованные в Великобритании, №1227949, НКИ F 2 S, №№2225085, 2243898, 2336646, МПК F 16 F 9/36, №№2002492, 2045892, F 16 F 9/40, №№2018946, 2049099, 2303684, F 16 F 9/43, №2137289, F 16 J 15/32, F 16 F 9/36; патенты, выданные в ФРГ, №№2715826, 3006174, F 16 F 9/18, №№2759943, 2813992, 3035226, 3117493, 3202705, 3300771, 3613154, 3708978, 3908349, 4030788, 4115382, 4207099, 19707633, F 16 F 9/36, 2727251, 19630656, F 16 F 9/43; заявки, опубликованные в ФРГ, №№2808481, 3103039, 19906044, F 16 F 9/06, №№4207053, 4311099, 19709987, 19713784, F 16 F 9/36, 19821201, В 60 G 13/06; патенты, выданные в США, №№4108287, 4274517, 4411342, НКИ 188/315, №4445598, НКИ 188/322.16, №№4386686, 4542811, 4653618, 5176229, 5224573, 5509514, НКИ 188/322.17, №4189033, НКИ 188/269, №№4114866, 4245825, НКИ 267/64, №4428566, НКИ 267/64.15, охранные грамоты, выданные во Франции, №№2494800, 2522376, 2695446, 2765646, МПК F 16 F 9/36, №№2507273, 2620500, F 16 F 9/43, охранные документы, выданные в Японии, №№3-31948, 4-37297, 4-37298, F 16 F 9/36, №№3-81024, 4-50461, F 16 F 9/40, заявки, поданные в ЕПВ, №674120, F 16 F 9/43, №535409, В 60 G 15/07, международную заявку №96/32596, F 16 F 9/06).

Одной из проблем, решаемых при создании газонаполненных двухтрубных гидравлических телескопических амортизаторов, является заправка их резервуара сжатым газом. Для выполнения этой операции используются специальные сложные приспособления (см., например, заявку, выложенную в Великобритании, №2099956, F 16 F 9/43, патенты, выданные в США, №4114866, НКИ 267/64, №№4475577, 4483377, 4491160, НКИ 141/349). Эти приспособления неудобны в обращении и занимают сравнительно много места.

В качестве прототипа принят газонаполненный двухтрубный гидравлический телескопический амортизатор, используемый в качестве телескопической стойки подвески транспортного средства и содержащий корпус с расположенным в нем рабочим цилиндром, поршень со штоком, установленным в рабочем цилиндре, опору штока, расположенную в корпусе, гайку, уплотнительную манжету, размещенную на каркасе и имеющую выступающие в противоположные стороны участки, охватывающие шток, причем в амортизаторе имеется клапан воротничкового типа, выполненный за одно целое с манжетой и сопряженный со специальной обоймой, размещенной между опорой штока и упомянутым каркасом (см. описание изобретения к патенту РФ №2111868, МПК В 60 G 11/26, F 16 F 9/36, 03.10.1996 г., опубликовано 27.05.1998 г.). Конструкция этого амортизатора требует специальных сложных средств для наполнения его сжатым газом.

Решаемая задача - создание надежного и ремонтопригодного газонаполненного двухтрубного гидравлического телескопического амортизатора простой конструкции, дающей возможность удобной заправки его резервуара сжатым воздухом.

Решение этой задачи обеспечено тем, что в газонаполненном двухтрубном гидравлическом телескопическом амортизаторе, содержащем корпус с расположенным в нем рабочим цилиндром, поршень со штоком, установленный в рабочем цилиндре, опору штока, расположенную в корпусе, примыкающую к опоре штока гайку, имеющую по внешнему диаметру резьбовое соединение с корпусом, корпус амортизатора снабжен крышкой, имеющей наружную резьбу для соединения ее с корпусом, и в этой крышке установлена уплотнительная манжета, охватывающая шток, а в гайке размещена дополнительная уплотнительная манжета, выполненная с выступающим в сторону поршня участком, контактирующим со штоком.

При такой совокупности признаков достигнута простота конструкции амортизатора благодаря выполнению его деталей простой формы, обеспечена его надежность, при этом предусмотрена возможность удобной заправки амортизатора сжатым газом через простое приспособление, вставляемое в корпус на место крышки и фиксируемое относительно него путем резьбового соединения с ним.

Уплотнительная манжета, установленная в крышке, при предпочтительном ее выполнении имеет выступающие в противоположные стороны участки, контактирующие со штоком, а опорный участок этой манжеты, расположенный в крышке, сопряжен с торцом гайки. При наличии у этой уплотнительной манжеты выступающих в противоположные стороны участков, контактирующих со штоком, и упоре в торец гайки опорного участка манжеты, расположенного в крышке, обеспечена надежность амортизатора, так как сжатый газ удерживается внутри его резервуара двумя последовательно расположенными уплотнительными манжетами.

Корпус этого амортизатора может быть выполнен составным, состоящим из нескольких деталей, а именно из соединенных между собой сваркой тонкостенной трубы с днищем и толстостенного кольца с внутренней резьбой, выполненной на части его длины, и внутренней цилиндрической поверхностью, с которой сопряжены опора штока и уплотнительный элемент, размещенный между конической поверхностью на опоре штока и торцом гайки. При таком выполнении корпуса его толстостенное кольцо вместе с соединенными с ним резьбовой крышкой, упомянутой гайкой и опорой штока может использоваться в качестве комплектующего узла в газонаполненных гидравлических телескопических амортизаторах различных размеров с разными средствами крепления к автомобилю.

В рабочем цилиндре у днища корпуса может быть выполнено по меньшей мере одно дроссельное отверстие, сообщающее поршневую полость с компенсационной камерой, расположенной между рабочим цилиндром и корпусом. Благодаря наличию этого дроссельного отверстия создается дополнительная сила сопротивления перемещению поршня при ходе сжатия газа и происходит поглощение кинетической энергии перемещающихся подрессоренных масс транспортного средства, которая переходит в тепловую энергию, обеспечивая эффект демпфирования колебаний.

В стенке корпуса у компенсационной камеры может быть выполнено отверстие, напротив которого расположен резьбовой затвор, для регулирования количества и, следовательно, давления газа внутри амортизатора.

Упомянутый резьбовой затвор может быть расположен в бобышке, соединенной с корпусом сваркой, при этом внутри бобышки между резьбовым затвором и упомянутым отверстием в стенке корпуса расположен дисковый уплотнительный элемент.

На фигуре 1 представлен газонаполненный двухтрубный гидравлический телескопический амортизатор.

На фигуре 2 показан этот амортизатор в сборе с приспособлением для наполнения его сжатым газом.

Газонаполненный двухтрубный гидравлический телескопический амортизатор, представленный на фигуре 1, содержит корпус 1, состоящий из соединенных между собой сваркой тонкостенной трубы 2 с днищем 3 и толстостенного кольца 4 с внутренней резьбой, выполненной на части его длины. Внутри корпуса 1 расположен заполненный жидкостью рабочий цилиндр 5 с вставленной в него проставкой 6, образующей его основание. В рабочем цилиндре 5 установлен поршень 7, закрепленный на штоке 8. В корпусе 1 внутри его кольца 4 размещена опора 9 штока 8, которая соединена с рабочим цилиндром 5. Внутри опоры 9 установлена втулка 10 из антифрикционного материала, выполняющая функцию подшипника и направляющей штока 8. На опоре 9 штока на внешней ее поверхности выполнена коническая поверхность, на которую уложен кольцевой эластичный уплотнительный элемент 11, сопряженный с внутренней цилиндрической поверхностью 12 корпуса 1, выполненной внутри его толстостенного кольца 4. Уплотнительный элемент 11 прижат к упомянутой конической поверхности на опоре 9 штока и к внутренней цилиндрической поверхности 12 корпуса 1, торцом гайки 13, служащей одновременно для фиксации рабочего цилиндра 5 и опоры 9 штока внутри корпуса 1. В гайке 13 выполнены осевые отверстия 14 для ее завинчивания и кольцевая перегородка 15, расположенная вокруг штока 8. Внутри гайки 13 между перегородкой 15 и опорой 9 штока размещена уплотнительная манжета 16.

Манжета 16 выполнена V-образного профиля с выступающими в сторону рабочего цилиндра 5 и поршня 7 кольцевыми трубчатыми участками 17 и 18. На кольцевом участке 17 расположена поверхность манжеты, контактирующая со штоком, а другой кольцевой участок 18 манжеты сопряжен с гайкой 13. Между этими выступающими участками манжеты 16 расположен манжетодержатель 19. Между торцом манжеты 16 и радиальной стенкой гайки 13 расположено кольцо 20 из фторопласта.

У гайки 13 расположена примыкающая к ней торцом резьбовая крышка 21 с наружной резьбой, имеющая посредством ее резьбовое соединение с корпусом 1. Для завинчивания крышки 21 в ней выполнены такие же осевые отверстия, какие имеются в гайке 13. В гнезде внутри крышки 21 установлена уплотнительная манжета 22 с выступающими в противоположные стороны, то есть наружу и в сторону рабочего цилиндра, кольцевыми участками 23 и 24, контактирующими со штоком 8. Опорный участок манжеты 22, расположенный в гнезде внутри крышки 21, сопряжен с торцом гайки 13, для чего его длина в свободном состоянии выполнена больше длины гнезда в крышке 21.

В поршне 7 выполнены отверстия 25 для перетекания рабочей жидкости из поршневой полости 26 в штоковую полость 27. Эти отверстия прикрыты подпружиненным тарельчатым обратным клапаном 28. Под клапаном 28 на поршне выполнен мелкий паз 29 для обратного прохода жидкости.

В рабочем цилиндре 5 у проставки 6 выполнены дроссельные отверстия 30, сообщающие поршневую полость 26 с компенсационной камерой 31, в которой у опоры 9 штока расположен сжатый газ. В стенке корпуса 1 у компенсационной камеры 31 выполнено малое выпускное отверстие 32, предназначенное для выпуска излишка газа из амортизатора при регулировании его характеристики. Для закрытия отверстия 32 имеется резьбовой затвор 33 в виде винта, расположенного в бобышке 34, соединенной со стенкой корпуса сваркой. Внутри бобышки 34 между отверстием 32 и резьбовым затвором 33 расположен дисковый уплотнительный элемент 35, а в стенке бобышки 34 выполнено выпускное отверстие 36.

При сборке амортизатора его не полностью заполняют жидкостью, оставляя свободным небольшую часть пространства внутри него при вдвинутом до упора штоке 8. Для наполнения амортизатора сжатым газом отвинчивают крышку 21 корпуса и на ее место устанавливают колоколообразную втулку 37 (фиг.2), имеющую наружную резьбу для соединения с корпусом 1. Во втулке 37 установлены уплотнительный элемент 38, имеющий с натягом контакт с гайкой 13, и уплотнительный элемент 39, охватывающий шток 8. Через втулку 37 по шлангу 40 подают под давлением газ азот. Поступающий сжатый газ своим давлением отгибает уплотнительную кромку 17 V-образной манжеты 16, охватывающей шток 8, и проникает внутрь амортизатора через зазор между штоком 8 и его опорой 9. При этом шток под давлением поступающего газа выдвигается наружу. Во время этой процедуры гайка 13 удерживает опору 9 штока 8 и манжету 16, предотвращая выдавливание их из корпуса сжатым газом. После заполнения амортизатора сжатым газом снимают втулку 37, вывинчивая корпус 1. При этом поданный в амортизатор сжатый газ надежно удерживается внутри амортизатора V-образной манжетой 16, прижимающейся под давлением сжатого газа с увеличенным усилием своими уплотняющими кромками к штоку 8 и к гайке 13, не выпуская сжатый газ наружу.

После наполнения амортизатора сжатым газом его переворачивают, а затем устанавливают в горизонтальном положении, при котором одно из дроссельных отверстий 30 располагается наверху, и перемещают шток 8 с поршнем 7 в сторону проставки 6. Во время этого хода поршня 7 сжатый газ переходит из рабочего цилиндра 5 в компенсационную камеру 31. Затем после установки амортизатора в вертикальное положение сжатый газ поднимается в компенсационной камере 31 вверх, где он надежно удерживается от выхода наружу уплотнительным элементом 11.

Во время работы амортизатора при движении транспортного средства по неровной дороге поршень 7 перемещается в рабочем цилиндре 5 попеременно в противоположные стороны то вверх к опоре 9 штока 8, то вниз от нее. При движении поршня вниз при наезде транспортного средства на выступающий участок проезжей части шток 8 вытесняет рабочую жидкость в штоковую полость 27 через клапан 28 и в компенсационную камеру 31 через дроссельное отверстие 30. При этом по мере движения поршня 7 вниз уменьшается объем пространства, занимаемого сжатым газом, из-за чего давление газа увеличивается. Соответственно повышается давление, оказываемое сжатым газом на торец штока 8, отчего на штоке появляется значительная осевая сила, действующая на раму или непосредственно на кузов транспортного средства, обеспечивая более плавное преодоление упомянутого участка проезжей части. На другом участке дороги, когда поршень 7 перемещается вверх и шток 8 выдвигается из рабочего цилиндра 5, объем пространства, свободного от жидкости, увеличивается и давление газа понижается, при этом жидкость под действием давления газа перетекает в поршневую полость 26 из компенсационной камеры 31 через дроссельные отверстия 30 и из штоковой полости 27 через паз 29 на поршне 7. Во время перетекания жидкости через упомянутые дроссельные отверстия 30 и паз 29 происходит ее дросселирование, благодаря чему поглощается энергия колебаний подрессоренных частей транспортного средства. При перемещениях штока 8 рабочая жидкость удерживается внутри рабочего цилиндра 5 манжетой 16, у которой чем больше давление газа в компенсационной камере, тем сильнее прижимается к штоку ее кольцевой участок 17, охватывающий шток 8, не выпуская рабочую жидкость наружу. Причем если какая-то часть жидкости просочится за манжету 16, то она будет удержана манжетой 22, расположенной в крышке 21, при этом уменьшится разность давлений по разные стороны манжеты 16, что способствует уменьшению вероятности утечки рабочей жидкости из рабочего цилиндра 5.

Представленный газонаполненный двухтрубный гидравлический телескопический амортизатор имеет простую разборную конструкцию, оснащенную серийно выпускаемыми промышленностью уплотнительными манжетами, которые компактно расположены у опоры штока поршня, надежно удерживая рабочую жидкость и сжатый газ внутри амортизатора. При этом обеспечена удобная заправка амортизатора сжатым газом с помощью небольшого приспособления, закрепляемого при снятой крышке на самом амортизаторе, используя имеющуюся в его корпусе резьбу.

Изобретение относится к гидравлическим амортизаторам, используемым в упругих подвесках транспортных средств. Амортизатор содержит корпус 1 с расположенным в нем рабочим цилиндром 5, в котором на штоке 8 установлен поршень 7. Рабочий цилиндр 5 и опора 9 штока зафиксированы от осевых перемещений гайкой 13, имеющей по наружному диаметру резьбовое соединение с корпусом 1. В гайке 13 размещена манжета 16, выполненная с выступающими в сторону поршня 7 участками 17 и 18, контактирующими уплотняющими кромками со штоком 8 и с гайкой 13. Корпус закрыт крышкой 21, имеющей с ним резьбовое соединение и примыкающей к гайке 13. В крышке 21 установлена уплотнительная манжета 22 с двумя уплотняющими кромками, охватывающими шток 8. Техническим результатом является создание надежного и ремонтопригодного газонаполненного двухтрубного гидравлического телескопического амортизатора простой конструкции, дающей возможность удобной заправки его резервуара сжатым воздухом. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Газонаполненный двухтрубный гидравлический телескопический амортизатор, содержащий корпус с расположенным в нем рабочим цилиндром, поршень со штоком, установленный в рабочем цилиндре, опору штока, расположенную в корпусе, гайку, имеющую по внешнему диаметру резьбовое соединение с корпусом, отличающийся тем, что корпус амортизатора снабжен крышкой, имеющей наружную резьбу для соединения ее с корпусом, и в этой крышке установлена уплотнительная манжета, охватывающая шток, а в гайке размещена дополнительная уплотнительная манжета, выполненная с выступающим в сторону поршня участком, контактирующим со штоком.2. Газонаполненный амортизатор по п.1, отличающийся тем, что уплотнительная манжета, установленная в крышке, имеет выступающие в противоположные стороны участки, контактирующие со штоком, а опорный участок этой манжеты, расположенный в крышке, сопряжен с торцом гайки.3. Газонаполненный амортизатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпус состоит из соединенных между собой сваркой тонкостенной трубы с днищем и толстостенного кольца с внутренней резьбой, выполненной на части его длины, и внутренней цилиндрической поверхностью, с которой сопряжены опора штока и уплотнительный элемент, размещенный между конической поверхностью на опоре штока и торцом гайки.4. Газонаполненный амортизатор по п.3, отличающийся тем, что в рабочем цилиндре у днища корпуса выполнено дроссельное отверстие, сообщающее поршневую полость с компенсационной камерой, расположенной между рабочим цилиндром и корпусом.5. Газонаполненный амортизатор по п.4, отличающийся тем, что в стенке корпуса у компенсационной камеры выполнено отверстие, напротив которого расположен резьбовой затвор.6. Газонаполненный амортизатор по п.5, отличающийся тем, что резьбовой затвор расположен в бобышке, соединенной с корпусом сваркой, при этом внутри бобышки между резьбовым затвором и упомянутым отверстием в стенке корпуса расположен дисковый уплотнительный элемент.