ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДЕМПФЕР С УСИЛЕННЫМ УПЛОТНЕНИЕМ ШТОКА Российский патент 2023 года по МПК F16F9/36 

Изобретение относится к узлам и деталям машин, обеспечивающим их нормальную эксплуатацию, а именно к средствам для гашения колебаний в подвесных устройствах транспортных средств, в частности, к демпферам, использующих жидкость или газ как поглощающую среду для амортизации, с поршнем, движущимся возвратно-поступательно в камере и выполненным с эластичными уплотнительными конструктивными элементами, а также с дроссельными каналами, и может быть использовано в транспортном машиностроении для эластичных подвесок с гидравлическими демпферами.

Из существующего уровня техники известно уплотнение штока гидропневматического амортизатора автомобиля (Патент RU 2042067 C1, 20.08.1995, F16J15/32), содержащее установленные в корпусе внутренний уплотнитель и внешний уплотнитель с эластичной уплотняющей кромкой в буферной полости, разделяющие полости высокого и низкого давления, причем эластичная уплотняющая кромка направлена в сторону полости высокого давления, причём, буферная полость образована между внутренним и внешним уплотнителями и выполнена герметичной, а внутренний уплотнитель выполнен в форме ступенчатой втулки, при этом торцевая поверхность эластичной уплотняющей кромки сопряжена с тыльной поверхностью внутреннего уплотнителя.

Из уровня техники также известен герметизирующий узел амортизатора (Патент RU 2162047 C1, 20.01.2001, B64C25/58, F16F5/00, F16F9/14), содержащий цилиндр с наружной резьбой, гайку, шток с упором, буксу с кольцевой выточкой и радиальными канавками с расположенными в них уплотнительными пакетами для подвижного и неподвижного соединений, причём, он снабжен торцевым гидрозащитным уплотнительным пакетом и газозащитным уплотнительным пакетом, кольцевым уплотнительным выступом упора штока, резьбой буксы, дополнительной гайкой, шайбой, при этом торцевой гидрозащитный пакет установлен со стороны гидрокамеры в торцевой канавке, выполненной в буксе, с возможностью его взаимодействия с кольцевым уплотнительным выступом упора штока, газозащитный уплотнительный пакет установлен в дополнительной кольцевой выточке, выполненной в буксе, в месте ее подвижного соединения со стороны контакта с атмосферой и взаимодействует с дополнительной гайкой через шайбу.

Наиболее близким техническим решением является герметизирующий узел амортизатора (Патент RU 186909 U1, 11.02.2019, B64C25/58, F16F9/36), который содержит цилиндр, гайку, шток, уплотнительный пакет для неподвижного соединения, уплотнительный пакет для подвижного соединения, причём, уплотнительный пакет для неподвижного соединения образуется двумя дополнительными шайбами и уплотнительным кольцом, а уплотнительный пакет для подвижного соединения состоит из двух сальников, один из которых - верхний сальник штока, а другой - нижний.

Основным недостатком вышеописанных технических решений является низкая несущая способность, стабильность, надёжность и ресурс работы демпферов, вследствие недостаточной герметичности уплотнительных узлов в верхних частях устройств у направляющих штоков, что может приводить к попаданию частиц пыли и грязи внешней среды во внутреннее их пространство, а также невозможность обеспечения долговременной гибкой симметричной характеристики по усилиям сопротивления, максимально обеспечивающих оптимальное демпфирование при различных скоростях перемещения поршня, вследствие повышенного нагрузочного давления на упомянутые уплотнительные узлы.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей, заключающихся в эффективной реализации обеспечения повышенной несущей способности, стабильности, надёжности и ресурса работы демпферов по увеличению герметизации рабочей среды устройства от попадания в неё пыли и грязи внешней среды в верхней его части у направляющей штока.

Указанный технический результат достигается за счет того, что гидравлический демпфер с усиленным уплотнением штока содержит резервуар, с размещенным в нем рабочим цилиндром, в верхней части рабочего цилиндра расположена направляющая штока, в центральном осевом отверстии которой подвижно закреплен шток, снабженный поршнем, а также обойму сальника штока с гайкой и крышкой кожуха резервуара в верхней части резервуара и дно резервуара с клапаном сжатия, выполненного с отверстиями, в нижней части резервуара, при этом внутренняя полость рабочего цилиндра разделена поршнем на штоковую часть и поршневую часть.

Причём, шток выполнен с усиленным уплотнением, таким образом, что между гайкой резервуара и штоком расположен верхний грязесъёмник, закреплённый в проточке центрального осевого сквозного ступенчатого отверстия упомянутой гайки, а между направляющей штока и штоком размещён нижний грязесъёмник, закреплённый в проточке центрального осевого сквозного отверстия упомянутой направляющей.

В частности, упомянутый верхний грязесъёмник может быть выполнен с функцией грубой очистки и защиты от попадания к сальнику штока крупных фракций пыли и грязи внешней среды, а нижний грязесъёмник - тонкой очистки и защиты от попадания в рабочую среду устройства мелких фракций пыли и грязи внешней среды.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлен частный случай исполнения заявляемого гидравлического демпфера с усиленным уплотнением штока: на фигуре 1 представлен общий вид гидравлического демпфера с усиленным уплотнением штока в разрезе; на фигуре 2 - местный вид А на фигуре 1, где:

1 - резервуар;

2 - рабочий цилиндр;

3 - направляющая штока;

4 - шток;

5 - поршень;

6 - обойма сальника штока;

7 - сальник штока;

8 - гайка резервуара;

9 - крышка кожуха резервуара;

10 - дно резервуара;

11 - клапан сжатия;

12 - штоковая часть;

13 - поршневая часть;

14 - верхний грязесъемник;

15 - нижний грязесъемник;

16 - буферная полость.

Частный случай реализации гидравлического демпфера с усиленным уплотнением штока может быть выполнен следующим образом: гидравлический демпфер с усиленным уплотнением штока содержит резервуар 1, с размещенным в нем рабочим цилиндром 2, в верхней части рабочего цилиндра 2 расположена направляющая 3 штока 4, в центральном осевом отверстии которой подвижно закреплен шток 4, снабженный поршнем 5, а также обойму 6 сальника 7 штока 4 с гайкой 8 и крышкой кожуха 9 резервуара 1 в верхней части резервуара 1 и дно 10 резервуара 1 с клапаном 11 сжатия, выполненного с отверстиями, в нижней части резервуара 1, при этом внутренняя полость рабочего цилиндра 2 разделена поршнем 5 на штоковую часть 12 и поршневую часть 13.

Причём, шток 4 выполнен с усиленным уплотнением, таким образом, что между гайкой 8 резервуара 1 и штоком 4 расположен верхний 14 грязесъёмник, закреплённый в проточке центрального осевого сквозного ступенчатого отверстия упомянутой гайки 8, а между направляющей 3 штока 4 и штоком 4 размещён нижний 15 грязесъёмник, закреплённый в проточке центрального осевого сквозного отверстия упомянутой направляющей 3.

Упомянутое центральное осевое сквозное ступенчатое отверстие упомянутой гайки 8 резервуара 1 может быть выполнено с образованием между верхним 14 грязесъёмником и верхней частью сальника 7 штока 4 буферной полости 16.

При этом упомянутый верхний 14 грязесъёмник может быть выполнен с функцией грубой очистки и защиты от попадания к сальнику 7 штока 4 крупных фракций пыли и грязи внешней среды, а нижний 15 грязесъёмник - тонкой очистки и защиты от попадания в рабочую среду устройства мелких фракций пыли и грязи внешней среды.

Гидравлический демпфер с усиленным уплотнением штока собирают следующим образом: вначале в проточке центрального осевого сквозного отверстия направляющей 3 штока 4 устанавливают нижний грязесъемник 15, в обойму 6 сальника 7 штока 4 устанавливают сальник 7 штока 4, а в проточку центрального осевого сквозного ступенчатого отверстия гайки 8 резервуара 1 устанавливают верхний грязесъемник 14. После этого, производят сборку рабочего цилиндра 2 с направляющей 3 штока 4, штоком 4, поршнем 5 и клапаном 11 сжатия, размещаемым на дне 10 резервуара 1, таким образом, что центральное осевое сквозное ступенчатое отверстие упомянутой гайки 8 резервуара 1 образует между верхним 14 грязесъёмником и верхней частью сальника 7 штока 4 буферной полости 16. Затем, рабочий цилиндр 2 в сборе помещают в резервуар 1, таким образом, чтобы внутренняя полость рабочего цилиндра 2 была разделена поршнем 5 на штоковую часть 12 и поршневую часть 13. После этого, фиксируют положение рабочего цилиндра 2 внутри резервуара 1 при помощи направляющей штока 3, и закрывают верхнюю часть резервуара 1 гайкой 8 с крышкой кожуха 9. Кроме этого, опционально, исходя из ситуативных и конструктивных особенностей крепления устройства, на конце упомянутого штока 4 со стороны штоковой 12 части приваривают проушину штока 4, а на внешней части упомянутого дна 10 резервуара 1 - проушину резервуара 1.

Гидравлический демпфер с усиленным уплотнением штока работает следующим образом: шток 4 вместе с поршнем 5 во время работы гидравлического демпфера совершают возвратно-поступательные движения в рабочем цилиндре 2. При перемещении штока 4 с поршнем 5 при ходе сжатия рабочая амортизаторная жидкость под давлением поршня 5 через перепускные отверстия (на фигурах не показаны) перетекает из поршневой части 13 в штоковую часть 12 рабочего цилиндра 2. Часть объема в рабочем цилиндре 2 при ходе сжатия занимает шток 4, и избыток рабочей амортизаторной жидкости из поршневой части 13 через каналы (на фигурах не показаны) в клапане 11 сжатия перетекает в полость между резервуаром 1 и рабочим цилиндром 2, создавая усилие сжатия. При перемещении штока 4 с поршнем 5 при ходе отбоя в штоковой части 12 создается давление, а в поршневой части 13 - разряжение, таким образом, что рабочая амортизаторная жидкость через отверстия в поршне 5 перетекает из штоковой части 12 в поршневую часть 13 рабочего цилиндра 2, создавая усилие сопротивления отбоя. При ходе отбоя шток 4 перестает занимать часть объема в рабочем цилиндре 2. Компенсация изменения объема рабочей амортизаторной жидкости в рабочем цилиндре 2 происходит за счет перетекания рабочей амортизаторной жидкости через каналы клапана 11 сжатия из полости между резервуаром 1 и рабочим цилиндром 2 в поршневую часть 13 рабочего цилиндра 2. При этом дополнительный верхний грязесъёмник 14 работает в условиях агрессивной среды с атмосферой и выполняет функцию фильтра грубой очистки для защиты сальника 7 штока 4 от загрязнения, а нижний грязесъёмник 15 работает в более мягких стабильных условиях и предназначен для более тонкой очистки, что улучшает герметизацию, повышает надежность и увеличивает срок эксплуатации устройства.

Указанный технический результат достигается за счет того, что конструктивное выполнение штока с усиленным уплотнением, содержащим верхний и нижний грязесъёмники, в полной мере обеспечивает герметизацию рабочей среды устройства от попадания в неё пыли и грязи внешней среды в верхней его части у направляющей штока вследствие чего, повышается его несущая способность, стабильность, надёжность и ресурс работы.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как «новизна».

Изобретение относится к области машиностроения. Гидравлический демпфер с усиленным уплотнением штока содержит резервуар с размещенным в нем рабочим цилиндром, в верхней части рабочего цилиндра расположена направляющая штока, в центральном осевом отверстии которой подвижно закреплен шток, снабженный поршнем, а также обойму сальника штока с гайкой и крышкой кожуха резервуара в верхней части резервуара и дно резервуара с клапаном сжатия, выполненного с отверстиями, в нижней части резервуара. Внутренняя полость рабочего цилиндра разделена поршнем на штоковую часть и поршневую часть. Шток выполнен с усиленным уплотнением таким образом, что между гайкой резервуара и штоком расположен верхний грязесъёмник, закреплённый в проточке центрального осевого сквозного ступенчатого отверстия упомянутой гайки, а между направляющей штока и штоком размещён нижний грязесъёмник, закреплённый в проточке центрального осевого сквозного отверстия упомянутой направляющей. Обеспечивается расширение эксплуатационных возможностей, заключающихся в эффективной реализации обеспечения повышенной несущей способности, стабильности, надёжности и ресурса работы демпфера по увеличению герметизации рабочей среды устройства от попадания в неё пыли и грязи внешней среды в верхней его части у направляющей штока. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Гидравлический демпфер с усиленным уплотнением штока, содержащий резервуар, с размещенным в нем рабочим цилиндром, в верхней части рабочего цилиндра расположена направляющая штока, в центральном осевом отверстии которой подвижно закреплен шток, снабженный поршнем, а также обойму сальника штока с гайкой и крышкой кожуха резервуара в верхней части резервуара и дно резервуара с клапаном сжатия, выполненного с отверстиями, в нижней части резервуара, при этом внутренняя полость рабочего цилиндра разделена поршнем на штоковую часть и поршневую часть, отличающийся тем, что шток выполнен с усиленным уплотнением, таким образом, что между гайкой резервуара и штоком расположен верхний грязесъёмник, закреплённый в проточке центрального осевого сквозного ступенчатого отверстия упомянутой гайки, а между направляющей штока и штоком размещён нижний грязесъёмник, закреплённый в проточке центрального осевого сквозного отверстия упомянутой направляющей.

2. Гидравлический демпфер с усиленным уплотнением штока по п.1, отличающийся тем, что упомянутый верхний грязесъёмник выполнен с функцией грубой очистки и защиты от попадания к сальнику штока крупных фракций пыли и грязи внешней среды, а нижний грязесъёмник – тонкой очистки и защиты от попадания в рабочую среду устройства мелких фракций пыли и грязи внешней среды.