ДЕМПФЕР ПОДВЕСКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С ЕГО ПРИМЕНЕНИЕМ Российский патент 2015 года по МПК F16F1/40 F16F3/87 F16F7/09 B60G11/22 B60G13/04 

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Оно может быть использовано в системах подрессоривания транспортных средств и касается демпфирующих устройств, предназначенных для поглощения и рассеивания толчков и ударов, возникающих в процессе работы транспортного средства.

Известен демпфер подвески транспортного средства [1]. Он состоит из расположенных друг в друге двух наружных труб с торцевыми фланцами. Внутри одной из труб, которая расположена внутри другой, размещен пакет из упругих элементов, заканчивающийся поршнем, на котором размещен другой аналогичный пакет упругих элементов, расположенный одновременно внутри двух труб. Причем каждый упругий элемент снабжен опорным диском и Т-образной втулкой, располагаемой, внутри осевого отверстия упругого элемента. Упомянутыми трубами образована герметичная полость за счет их уплотнения.

Существенным недостатком известного устройства является ухудшенная вентиляция пакета упругих элементов из-за наличия наружных труб, расположенных друг в друге, что при долгой эксплуатации транспортного средства, особенно в плохих дорожных условиях может привести к их перегреву. Это может ухудшить рабочую характеристику демпфера и даже может вывести его из строя. Наружные трубы демпфера также не предотвращают попадание пыли и грязи на упругие элементы и на трущиеся детали с высокоточными поверхностями внутри демпфера. Поэтому для защиты таких деталей в известном демпфере применяют специальные уплотнения и грязесъемники, что также усложняет конструкцию демпфера, технологию его изготовления и его сборку-разборку. Но и специальные уплотнения и грязесъемники также могут выйти из строя из-за износа и перегрева в результате упомянутой причины ограничения наружными трубами вентиляции внутренней полости демпфера.

Такие демпферы [1] могут применяться в системе подрессоривания, например, самосвала [2], принятого за прототип изобретения по транспортному средству, которое содержит остов и колесный движитель, связанные между собой через эту систему.

Упомянутые выше недостатки демпфера [1] вызывают усложнение технического обслуживания такого транспортного средства.

Известен также демпфер [3]. Он представляет собой гидроцилиндр, с размещенными в нем штоком, фигурной эластичной уплотнительной трубой и поршнем, в котором выполнено дросселирующее отверстие, а на свободных концах гидроцилиндра и штока закреплены торцевые крышки между которыми, через проставку, закрепленную на одной из торцевых крышек, размещен пакет упругих элементов так, что гидроцилиндр находится внутри пакета упругих элементов.

Существенным недостатком данной конструкции является то, что проставка, обеспечивающая рабочий ход демпфера, имеет относительно большую высоту, тем самым увеличивается высота всего демпфера. Поэтому при рабочем ходе демпфера увеличивается относительное сжатие упругих элементов, что приводит к перегреву упругих элементов и негативно сказывается на работоспособности демпфера подвески транспортного средства и надежности его эксплуатации.

Кроме того, демпфер по аналогу [2] обладает сложностью своей конструкции из-за наличия в полости гидроцилиндра рабочей жидкости и фигурной эластичной уплотнительной трубы.

Известен принятый за прототип изобретения по демпферу более простой по конструкции и надежный в эксплуатации демпфер подвески транспортного средства [4].

В таком демпфере нет, как в аналоге [1], расположенных друг в друге двух наружных труб. В нем пакет из упругих элементов расположен полностью открытым. Также в нем нет, как в аналоге [3] гидроцилиндра, заполненного рабочей жидкости и фигурной эластичной уплотнительной трубы. Один торцевой фланец демпфера-прототипа [4] выполнен за одно целое с одной из вставок, а другой - соединен с помощью резьбы с другой вставкой. Данные вставки на своей цилиндрической поверхности снабжены фигурными зубцами, расположенными в пазах другой вставки, предохраняющими конструкцию от самоотвинчивания и разрушения.

Кроме того, в один из торцевых фланцев ввернут стержень, на свободном конце которого выполнен поршень, расположенный внутри паза вставки другого торцевого фланца.

При этом поверхность поршня, как и поверхность конца паза вставки, в которой расположен поршень, снабжены фрикционными вкладками.

Пакет из упругих элементов предварительно поджат и расположен между опорными элементами торцевых фланцев.

Однако недостатком демпфера по прототипу [4] является то, что упругие элементы могут попадать в промежуток между одним из торцевых фланцев и торцом трубы телескопической части при этом может быть поврежден как сам демпфер, так и пакет упругих элементов. Также данный демпфер отличается относительной сложностью своей конструкции и сборки-разборки, особенно с применением крупногабаритных упругих элементов для демпферов, требующих точной центровки этих элементов, предназначенных для восприятия значительных нагрузок.

Кроме того, технология изготовления такого демпфера также усложнена из-за выполнения вставки одного торцевого фланца за одно целое с ним, а также за счет выполнения на цилиндрической поверхности таких вставок зубцов и пазов сложной конфигурации.

Поэтому задачей изобретения является достижение технического результата по улучшению надежности работы и упрощению конструкции демпфера подвески транспортного средства, позволяющего избавится от упомянутых выше недостатков аналогов [1, 3] и прототипа [4] и упростить технологию его изготовления, улучшить удобство сборки-разборки, а также расширить универсальность своего применения и повысить надежность работы демпфера, что позволит повысить надежность работы и снизить трудоемкость эксплуатации транспортного средства, в системе подрессоривания которого могут применяться демпфера такой конструкции.

Поставленная задача для изобретения по демпферу решается тем, что демпфер подвески транспортного средства, содержащий пакет, состоящий из упругих элементов, который предварительно поджат и расположен между опорными элементами торцевых фланцев, закрывая полость демпфера, в которой установлен стержень, расположенный внутри направляющей и одним концом вставленный в торцевой фланец, причем на другом конце стержня установлен вкладыш, через который стержень сопряжен с направляющей, свободным концом зафиксированной в другом торцевом фланце, имеет отличительные признаки: в полости демпфера расположены вставки, охватывающие стержень с направляющей, и образующие направляющую поверхность для перемещения упругих элементов.

Охват вставками стержня с направляющей, и образование этими вставками направляющей поверхности для перемещения упругих элементов, позволит осуществить центрирование упругих элементов по всей длине рабочего хода амортизатора и избежать повреждений таких элементов, предназначенных для восприятия значительных нагрузок в системе подрессоривания транспортного средства.

Дополнительные отличительные признаки изобретения:

- внутри упругих элементов расположены вкладки, сопряженные с направляющей поверхностью вставок и скрепленные с пластинами, через которые упругие элементы расположены друг на друге;

- опорный элемент одного из торцевых фланцев выполнен в виде упорной плиты, охватывающей его выступ, а опорный элемент другого из торцевых фланцев выполнен в виде охватывающей выступ этого фланца другой упорной плиты, закрепленной на нем с опорой на шток, установленный в полый корпус, заполненный эластичным и/или пластичным материалом, передающим нагрузку на измерительный преобразователь;

- по крайней мере, один упругий элемент выполнен с как минимум одной внутренней и/или наружной канавкой.

Поставленная задача для изобретения по транспортному средству достигается тем, что транспортное средство, содержащее остов и колесный движитель, связанные между собой через систему подрессоривания, состоящую из демпферов, имеет отличительные признаки, которые характеризуются тем, что по крайней мере, один из демпферов выполнен по вышеупомянутой конструкции демпфера изобретения.

Такое выполнение демпферов транспортного средства направлено на повышение надежности его работы за счет упрощения конструкции этих демпферов, более удобного их технического обслуживания, а также за счет улучшенной эффективности и надежности их работы на основе описанных выше преимуществ отличительных признаков демпфера по изобретению.

Сущность изобретения поясняется фигурами, где на фиг. 1, 2 показаны общие виды демпфера двух вариантов расположения в них упругих элементов; на фиг. 3 - фронтальный разрез А-А демпфера по фиг. 1; на фиг. 4 - горизонтальный разрез Б-Б демпфера по фиг. 1; на фиг. 5 - схема расположения вставок демпфера с образованием из них кольцевой поверхности по фиг. 4; на фиг. 6 - местный разрез В-В по фиг. 2; на фиг. 7 показано транспортное средство, на котором установлен демпфер по фиг. 1 или 2.

Демпфер подвески транспортного средства, содержит (фиг. 1, 2) пакет 1 из упругих элементов 2, которые могут иметь V - образную внутреннюю канавку 3 (фиг. 3).

Упругие элементы 2 (фиг. 1, 3) могут быть расположены друг на друге через вставленные в них втулки 4 с опорой на пластины 5, скрепленные с этими втулками 4. Упругие элементы 2 (фиг. 2) могут быть расположены и непосредственно друг на друге.

Пакет упругих элементов 2 предварительно поджат и расположен между опорными элементами верхнего и нижнего торцевых фланцев 6, 7, герметично закрывая полость 8 демпфера, в которой расположен стержень 9 (фиг. 3), снабженный на своем свободном конце вкладкой 10, например бронзовой втулкой, и вставленный в нижний торцевой фланец 7. В верхний торцевой фланец 6 вставлена расположенная в полости 8 демпфера труба 11, охватывающая кладку 10 стержня 9.

В полости 8 демпфера расположены верхние вставки 12 и нижние вставки 13. Их по три штуки и все они выполнены с цилиндрической поверхностью в виде сегментов (фиг. 3), с образованием из них в средней части демпфера (фиг. 4) кольцевой поверхности.

Опорный элемент нижнего торцевого фланца 7 выполнен в виде нижней упорной плиты 17 охватывающей его выступ 16. Опорный элемент верхнего торцевого фланца 6 выполнен в виде верхней упорной плиты 18 с опорой на шайбу 19, служащую основанием датчика нагрузки, которая расположена над крайним верхним упругом элементе 2.

Верхние вставки 12 и нижние вставки 13 охватывают стержень 9 и трубу 11, и зафиксированы, соответственно, в выемке 20 верхней упорной плиты 18 и в выемке 21 нижней упорной плиты 17. Такие вставки 12, 13 являются направляющими для упругих элементов 2.

Верхняя упорная плита 18 охватывает выступ 14 верхнего торцевого фланца 6 с расположенным на нем концом трубы 11 и охватывает концы верхних вставок 12, которые также охвачены шайбой 19 датчика нагрузки. При этом с помощью штифта 22 на выступе 14 верхнего торцевого фланца 6 закреплен верхний конец трубы 11 и верхняя упорная плита 18, обеспечивая через шайбу 19 датчика нагрузки предварительное поджатие пакета 1 эластичных подушек 2.

Вкладка 10 стержня 9 поджата сверху запрессованной в его хвостовик 23 крышкой 24. К нижнему концу трубы 11 приварено кольцо 25, на которое опирается буртик 26 стержня 9.

На свободных концах верхнего и нижнего торцевых фланцев 6, 7 выполнены сферические выемки 27.

Через отверстие 28 (фиг. 6) упорной плиты 18 верхнего торцевого фланца 6 в шайбу 19 датчика нагрузки установлен измерительный преобразователь 29 (показан условно), который воспринимает давление от эластичного материала 32, расположенного внутри шайбы 19 датчика нагрузки и воспринимающего усилие, прикладываемое к штоку 33.

Такие демпферы по изобретению могут применяться в системе подрессоривания транспортного средства, например самосвала 34 (фиг. 7), содержащего остов 35 и колесный движитель 36, связанные между собой с помощью шаровых опор 37 через несколько демпферов, по крайней мере один из которых - это демпфер по полезной модели, упругие элементы 2 которого могут иметь V-образную внутреннюю канавку 3 (фиг. 3) или/и V-образную наружную канавку 38 (фиг. 3).

Принцип работы демпфера подвески транспортного средства основан на том, что усилие, возникающее при наезде колесным движителем 36 (фиг. 7) самосвала 34 на препятствие, через шаровые опоры 37 (фиг. 3, 6), которые расположены в сферических выемках 27 торцевых фланцев 6 и 7 демпфера, передается на эти фланцы. Те в свою очередь передают это усилие посредством верхней и нижней опорных плит 18, 17 на пакет 1 упругих элементов 2, которые, сжимаясь и поглощая энергию, ослабляют вредное воздействие дорожных препятствий на конструкцию транспортного средства.

Шайба 19 датчика нагрузки, расположенная под упорной плитой 18, воздействует при этом на эластичный материал 32. Давление, возникающее в данном материале, равномерно распределяется по всем направлениям и воздействует на измерительный преобразователь 29, который преобразует величину давления в измерительный сигнал (электрический или радиосигнал), и по линии передачи данных 31 передает его на различные устройства, например отсчетное устройство для непосредственного отображения водителю значения нагрузки на амортизатор.

Повышенная энергоемкость упругих элементов 2 в демпфере, наряду с описанной выше его конструктивной схемой, не позволяет перегрузкам воздействовать на опорные и несущие детали подвески транспортных средств так, чтобы появилась вероятность необратимых деформаций и, как крайний вариант, разрушения.

Свойства упругих элементов 2 демпфера таковы, что они на протяжении продолжительного периода работы могут сохранять первозданные упругие характеристики даже после многократного воздействия критических нагрузок. Благодаря этому, амортизаторы на их основе имеют повышенную производительность, высокую стойкость к воздействию воды, пыли, масел, бензина и дизельного топлива, а также значительно больший срок службы, очень долго не выходя из строя.

Демпферы по изобретению, благодаря тому, что упругие элементы 2 герметично закрывают их полости, имеют повышенную производительность, превосходную стойкость к воздействию воды, пыли, масел, бензина и дизельного топлива, а также высокую морозо- и теплостойкость, что позволяет универсальным образом оборудовать амортизаторами подвески даже таких тяжелогруженых транспортных средств, как самосвалы всех климатических исполнений, предназначенных для эксплуатации на горных и карьерных выработках любых регионов.

Источники информации

1. фиг. 2, 5 патента US 4997171, МПК B60G 11/22; B60G 11/26; F16F 1/40; F16F 3/087; F16F 9/34, приоритет 1989.12.15, опубликован 1991.03.05.

2. фиг. 1 патента US 4997171, МПК B60G 11/22; B60G 11/26; F16F 1/40; F16F 3/087; F16F 9/34, приоритет 1989.12.15, опубликован 1991.03.05 /прототип для изобретения по транспортному средству/.

3. Патент US 5104101, МПК B61G 11/12; F16F 1/40; F16F 13/06; F16F 9/36; приоритет 1990.04.25, опубликован 1992.04.14.

4. Международная заявка, МПК B60G 3/14; B62K 25/04; B62K 25/28; F16F 1/36 WO 9313973, приоритет 1992.01.16, опубликована 1993.01.11 /прототип для изобретения по демпферу/.

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Демпфер содержит пакет предварительно поджатых упругих элементов, который расположен между опорными элементами торцевых фланцев. В полости внутри пакета установлен стержень, расположенный внутри направляющей и одним концом вставленный в торцевой фланец. На другом конце стержня установлен вкладыш, через который стержень сопряжен с направляющей, свободным концом зафиксированной в другом торцевом фланце. В полости демпфера расположены вставки, охватывающие стержень с направляющей, и образующие направляющую поверхность для перемещения упругих элементов. Внутри упругих элементов расположены вкладки, сопряженные с направляющей поверхностью вставок и скрепленные с пластинами, через которые упругие элементы расположены друг на друге. Опорный элемент каждого торцевого фланца выполнен в виде упорной плиты, охватывающей его выступ. Транспортное средство содержит остов и колесный движитель, связанные между собой через систему подрессоривания, состоящую из таких демпферов. Достигается улучшение надежности работы и упрощении конструкции демпфера. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Демпфер подвески транспортного средства, содержащий пакет, состоящий из упругих элементов, который предварительно поджат и расположен между опорными элементами торцевых фланцев, закрывая полость демпфера, в которой установлен стержень, расположенный внутри направляющей и одним концом вставленный в торцевой фланец, причем на другом конце стержня установлен вкладыш, через который стержень сопряжен с направляющей, свободным концом зафиксированной в другом торцевом фланце, при этом в полости демпфера расположены вставки, охватывающие стержень с направляющей и образующие направляющую поверхность для перемещения упругих элементов, кроме того, внутри упругих элементов расположены вкладки, сопряженные с направляющей поверхностью вставок и скрепленные с пластинами, через которые упругие элементы расположены друг на друге, отличающийся тем, что опорный элемент одного из торцевых фланцев выполнен в виде упорной плиты, охватывающей его выступ, а опорный элемент другого из торцевых фланцев выполнен в виде охватывающей выступ этого фланца другой упорной плиты, закрепленной на нем.

2. Демпфер по п. 1, отличающийся тем, что другая упорная плита расположена с опорой на датчик нагрузки, расположенный на одном из крайних упругих элементов.

3. Транспортное средство, содержащее остов и колесный движитель, связанные между собой через систему подрессоривания, состоящую из демпферов, отличающееся тем, что демпферы выполнены по любому из пп. 1-2.