СКОЛЬЗЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО С КОНТРОЛИРУЕМЫМ ТРЕНИЕМ, ТАКОЕ КАК ДЕМПФЕР ДВУХСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2013 года по МПК F16F7/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к скользящему устройству с контролируемым трением, такому как демпфер, который может работать в двух направлениях.

Уровень техники

Из документа FR 2905997 известно устройство с контролируемым трением, содержащее первый и второй элементы, установленные подвижно относительно друг друга в направлении скольжения, при этом между двумя элементами установлен фрикционный орган, который стремится вернуться в положение заклинивания под действием нажимного органа, чтобы помешать перемещению обоих элементов в одном направлении относительного перемещения элементов вдоль направления перемещения и чтобы в другом направлении относительного перемещения действовать на оба элемента противодействующей силой трения, зависящей от напряжения, которое создает нажимной орган на клиновом органе.

Для этого фрикционный орган содержит поверхность трения об один из элементов и поверхность опоры на другой из элементов, причем эти поверхности образуют между собой угол.

Недостатком этого устройства является то, что оно работает только в одном направлении.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения состоит в выполнении известного устройства симметричным, чтобы обеспечить перемещение с контролируемым трением в двух направлениях.

Поставленная задача решена в устройстве с контролируемым трением, содержащем первый элемент и второй элемент, установленные подвижно относительно друг друга в направлении скольжения, причем устройство в соответствии с настоящим изобретением содержит первый и второй фрикционные органы, расположенные симметрично между двумя элементами с возможностью селективного трения на втором элементе, при этом на каждый из фрикционных органов возвратным усилием в направлении положения заклинивания действует нажимной орган, при этом первый фрикционный орган установлен таким образом, чтобы в первом направлении относительного перемещения двух элементов вдоль направления перемещения стремиться препятствовать относительному перемещению и чтобы во втором направлении действовать на оба элемента противодействующей силой трения, зависящей от напряжения, создаваемого на первом клиновом органе нажимным органом; тогда как второй фрикционный орган установлен таким образом, чтобы во втором направлении стремиться препятствовать относительному перемещению двух элементов и чтобы в первом направлении действовать на оба элемента противодействующей силой трения, зависящей от напряжения, создаваемого на втором клиновом органе нажимным органом; при этом устройство дополнительно содержит средства нейтрализации того из фрикционных элементов, который может заблокировать относительное перемещение элементов в одном или другом направлении, давая возможность другому фрикционному органу создавать противодействующую силу трения.

Таким образом, средства нейтрализации не дают фрикционному органу, который может заблокировать движение, производить блокировку. При этом элементы могут свободно перемещаться в рассматриваемом направлении с преодолением противодействующей силы трения, создаваемой другим фрикционным органом. При перемещении в противоположном направлении фрикционные органы меняются ролями.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 схематично показано устройство в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг.2 схематично показан фрикционный демпфер, в котором применяют изобретение, вид в разрезе.

Осуществление изобретения

Как показано на фиг.1, устройство в соответствии с настоящим изобретением содержит первый элемент 1, в данном случае неподвижный, и второй элемент 2, установленный на первом элементе с возможностью перемещения скольжением в продольном направлении. Для этого на первом элементе 1 установлены ролики 3 для направления второго элемента 2. Для большей ясности в данном случае предполагается, что второй элемент перемещается вправо, как показано стрелкой на фигуре.

Первый элемент 1 содержит стенку 4, по обе стороны от которой расположены фрикционные органы, в данном случае два клина 5, на которые возвратным усилием в сторону стенки 4 действует нажимной орган, содержащий в данном варианте две пружины 6. Каждый из клиньев содержит поверхность 7 трения по второму элементу 2 и противоположную опорную поверхность 8, образующую угол с поверхностью трения. Клинья 5 расположены симметрично по обе стороны от стенки 4.

Через стенку 4 проходит коромысло 10, при этом его два конца опираются на опорную поверхность 8 каждого из клиньев 5, в данном случае через ролики 11. Коромысло 10 опирается на заднюю часть 12 стенки 4 и свободно перемещается параллельно своему положению в направлении, параллельном направлению перемещения второго элемента 2.

Наконец, с двух сторон стенка 4 заканчивается двумя подъемными опорами 13 с наклонной стороной, каждая из которых выполнена с возможностью взаимодействия с ответной наклонной стороной 14 клиньев 5.

Устройство работает следующим образом. В состоянии покоя, когда между первым элементом 1 и вторым элементом 2 не происходит никакого относительного перемещения, пружины 6 центруют клинья 5 и коромысло 6 относительно стенки 4. Клинья 5 опираются своей поверхностью 7 трения на второй элемент 2.

Затем, когда начинают перемещать второй элемент 2, в данном случае вправо, левый клин, толкаемый коромыслом 10 ко второму элементу 2, перемещается вместе с последним, пока его наклонная сторона 14 не поднимется по находящейся напротив подъемной опоре 13. Клин больше не взаимодействует со вторым элементом 2 и поэтому оказывается нейтрализованным. Он больше не противодействует перемещению второго элемента 2.

При этом левый клин удерживается в положении упора в стенку 4 соответствующей пружиной 6. Следует заметить, что коромысло 10 переместилось вправо на такое же расстояние.

Что касается правого клина, то он сначала перемещается вместе со вторым элементом 2 под действием толкающего усилия со стороны коромысла 10, пока левый клин не остановится у стенки 4. Во время дальнейшего перемещения второго элемента 2 правый клин стремится переместиться вместе со вторым элементом, преодолевая сопротивление соответствующей пружины 6. При этом правый клин оказывается в положении равновесия, в котором он действует на второй элемент силой трения, контролируемой напряжением, создаваемым пружиной 6. В данном случае правый клин выполняет функцию фрикционного органа.

Само собой разумеется, что устройство является симметричным и что перемещение второго элемента 2 влево приведет к нейтрализации правого клина и к приведению в действие левого клина в качестве фрикционного органа.

Следует отметить, что в момент изменения направления перемещения существует мертвая зона. Действительно, когда второй элемент меняет направление, он увлекает за собой правый клин, пока последний не придет в положение упора в стенку 4, тогда как левый клин перемещается под действием толкающего усилия со стороны коромысла 10. Это расстояние, обозначенное d на фиг.1, соответствует мертвой зоне, в которой второй элемент не встречает никакой противодействующей силы.

Следует также отметить, что коромысло 10 представляет собой орган, раздвигающий клинья 5 и сохраняющий между ними одинаковое расстояние, перемещаясь вместе с ними, когда оба клина перемещаются вторым элементом 2. Коромысло 10 образует также опорный орган для опорной стороны 7, позволяя приведенному в действие клину создавать контролируемую силу трения.

Представленный выше принцип можно использовать в самых разных вариантах применения. Например, на фиг.2 схематично показан демпфер шимми, который можно, например, применять для гашения шимми взлетно-посадочного шасси.

На фиг.2 элементы, аналогичные элементам на фиг.1, обозначены позициями, увеличенными на сто. В данном случае различные детали аксиально симметричны. На фигуре показаны два элемента, подвижных относительно друг друга, в данном случае корпус 101 демпфера, в котором с возможностью скольжения установлен шток 102. Два клина 5 заменены круглыми фрикционными органами 105, в которых внутренняя поверхность 107 трения по штоку 102 является цилиндрической, тогда как наружная опорная поверхность 108 является конусной. Здесь тоже выполнена центральная стенка 104 с расширенным основанием, которое образует подъемные конусы 113, аналогичные подъемным опорам 13.

Пружинный орган содержит упругие шайбы 106, которые действуют на фрикционные органы напряжением, стремящимся переместить их к стенке 104.

В данном случае раздвигающим и опорным органом является втулка 110, выполненная с возможностью опоры на наружные конусные опорные поверхности 108 фрикционных органов 105. Втулка 110 проходит через стенку 104. Для этого стенка 104 и втулка 110 имеют ответные отверстия, обеспечивающие свободное перемещение втулки 110 параллельно направлению перемещения штока 102. Так же, как и коромысло 10, втулка 110 обеспечивает постоянное раздвигание фрикционных органов 105 с преодолением усилия пружинных органов 106, одновременно обеспечивая опору (через конусную поверхность 108) фрикционных органов на шток 102.

Данный механизм работает так же, как и устройство, показанное на фиг.1. Так, пока перемещения штока 102 относительно корпуса 101 остаются меньше длины мертвой зоны, шток не встречает противодействующей силы трения. Однако если перемещения штока превышают длину мертвой зоны, на шток действует контролируемая сила трения. Таким образом, это устройство можно с успехом применять для гашения вибраций, амплитуда которых увеличивается, превышая заданное пороговое значение, определяемое мертвой зоной демпфера.

Следует отметить, что фрикционный орган, который приближается к стенке 4, оказывается нейтрализованным, заходя на подъемный конус 113, что приводит к радиальному расширению фрикционного органа и препятствует его трению по штоку 102.

Изобретение не ограничивается представленным выше описанием и охватывает любой вариант, который не выходит за рамки, определенные формулой изобретения. В частности, хотя в представленных устройствах оба элемента являются подвижными в прямолинейном направлении, можно, естественно, предусмотреть не прямолинейные направления перемещения, например, окружное направление. Кроме того, комбинацию двух органов можно повторять либо последовательно, либо параллельно.

Изобретение относится к машиностроению. Устройство с контролируемым трением содержит первый и второй элементы (1, 2), установленные подвижно относительно друг друга в направлении скольжения, между которыми симметрично расположены первый и второй фрикционные органы (5, 5) с возможностью селективного трения на втором элементе. Нажимной орган (6) действует на каждый из фрикционных органов возвратным усилием в направлении положения заклинивания. Первый фрикционный орган выполнен с возможностью воспрепятствования относительному перемещению двух элементов в первом направлении, а во втором направлении - с возможностью воздействия на оба элемента противодействующей силой трения, зависящей от напряжения, создаваемого на первом клиновом органе нажимным органом. Второй фрикционный орган действует в противоположном направлении аналогично первому фрикционному органу. Устройство дополнительно содержит средства (10, 13, 14) нейтрализации того из фрикционных элементов, который может заблокировать относительное перемещение элементов в одном или другом направлении, давая возможность другому фрикционному органу создавать противодействующую силу трения. Обеспечивается перемещение с контролируемым трением в двух направлениях. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство с контролируемым трением, содержащее первый и второй элементы (1, 2; 101, 102), установленные подвижно относительно друг друга в направлении скольжения, отличающееся тем, что содержит первый и второй фрикционные органы (5, 5; 105, 105), симметрично расположенные между двумя элементами с возможностью селективного трения на втором элементе, при этом нажимной орган (6; 106) действует на каждый из фрикционных органов возвратным усилием в направлении положения заклинивания, причем при относительном перемещении в первом направлении перемещения двух элементов вдоль направления перемещения первый фрикционный орган выполнен с возможностью воспрепятствования относительному перемещению этих двух элементов, а во втором направлении - с возможностью воздействия на оба элемента противодействующей силой трения, зависящей от напряжения, создаваемого на первом клиновом органе нажимным органом, тогда как второй фрикционный орган установлен с возможностью воспрепятствования относительному перемещению двух элементов во втором направлении, а в первом направлении - с возможностью воздействия на оба элемента противодействующей силой трения, зависящей от напряжения, создаваемого на втором клиновом органе нажимным органом, при этом устройство дополнительно содержит средства (10, 13, 14; 110, 113, 114) нейтрализации того из фрикционных элементов, который может заблокировать относительное перемещение элементов в одном или другом направлении, давая возможность другому фрикционному органу создавать противодействующую силу трения.

2. Устройство по п.1, в котором средства нейтрализации содержат подъемные средства (13, 14; 113, 114) для подъема поверхности (7; 107) трения каждого из фрикционных органов элемента, находящегося напротив этой поверхности трения.

3. Устройство по п.2, в котором подъемные средства содержат клиновидные подъемные части (13, 113), по которым один из фрикционных органов, сначала увлекаемый перемещением второго элемента, поднимается, пока не отойдет от второго элемента.

4. Устройство по п.3, в котором клиновидные подъемные части выполнены на стенке (4; 104), расположенной между фрикционными органами.

5. Устройство по п.2, в котором средства нейтрализации содержат опорный и раздвигающий орган (5; 105), который проходит между фрикционными органами, опираясь на опорную поверхность каждого из фрикционных органов, удерживая их на расстоянии друг от друга, при этом опорный и раздвигающий орган может свободно перемещаться вместе с фрикционными органами, когда их увлекает за собой второй элемент (2).