ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДЕМПФЕР СО ВСТРОЕННЫМ ГИДРОКЛАПАНОМ Российский патент 2024 года по МПК F16F9/34 F16F9/10 

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 клапанными конструктивными элементами, а также с дроссельными каналами, и может быть использовано в транспортном машиностроении для эластичных подвесок с гидравлическими демпферами.

Из существующего уровня техники известен гидравлический демпфер с клапаном сжатия с фиксатором (Патент RU 2802987 С1, 05.09.2023, F16F9/16), содержащий резервуар, внутри которого расположены рабочий цилиндр, направляющая штока, шток, подвижно закреплённый через сквозное осевое отверстие направляющей штока, и поршень с клапаном отбоя и перепускным клапаном, закрепленный на конце штока, гайку резервуара с крышкой кожуха в верхней части резервуара и клапан сжатия, зафиксированный с дном резервуара, в нижней части резервуара, при этом внутренняя полость рабочего цилиндра разделена поршнем на штоковую часть и поршневую часть, причём, упомянутый клапан сжатия выполнен в виде цилиндрического корпуса с регулировочными дисками и по меньшей мере с одним цилиндрическим фиксатором в нижней своей части, смещённым от центра образующей оси упомянутого цилиндрического корпуса и выполненным с возможностью фиксации от проворачивания упомянутого клапана сжатия по меньшей мере через одно глухое отверстие упомянутого дна резервуара, которое выполнено соосно с упомянутым цилиндрическим фиксатором.

Из уровня техники также известен гидравлический амортизатор с клапаном сжатия со смещенным сквозным отверстием (Патент RU 2802963 С1, 05.09.2023, F16F9/18, F16F9/34), содержащий резервуар, внутри которого расположены рабочий цилиндр, направляющая штока, шток, подвижно закреплённый через сквозное осевое отверстие направляющей штока, и поршень с клапаном отбоя и перепускным клапаном, закрепленный на конце штока, гайку резервуара с крышкой кожуха в верхней части резервуара и клапан сжатия в нижней части резервуара, при этом внутренняя полость рабочего цилиндра разделена поршнем на штоковую часть и поршневую часть, причём, клапан сжатия выполнен в виде цилиндрического корпуса со сквозным отверстием, смещённым от центра образующей оси упомянутого цилиндрического корпуса, для фиксации регулировочных дисков.

Наиболее близким техническим решением является гидравлический гаситель колебаний (Патент RU 89646 U1, 10.12.2009, F16F5/00), содержащий корпус с основанием и размещенным в корпусе цилиндром, в котором установлен с возможностью перемещения поршень со штоком и днище, цилиндр полностью, а корпус частично заполнены рабочей жидкостью и уплотнены гофрированным резиновым чехлом, основание корпуса и шток снабжены проушинами, шток пропущен с минимальным зазором через центральное отверстие в направляющей, которая гайкой с периферийными отверстиями прижата к цилиндру, в верхней части днища имеется впускной клапан в виде двух концентрически расположенных в одном уровне кольцевых буртов, между которыми выполнены сквозные впускные отверстия, перекрытые диском, поджатым к кольцевым буртам винтовой пружиной с фигурной гайкой днищевого болта, при этом внешний кольцевой бурт впускного клапана снабжен радиальной дроссельной щелью, а в поршне с двух сторон выполнены напорные клапаны в виде концентрически расположенных наружных и внутренних кольцевых буртов со сквозными наклонными отверстиями между буртами, перекрытыми наборами клапанных упругих пластин, прижатых через жесткие конусные шайбы штоковым болтом, причем наружные кольцевые бурты снабжены радиальными дроссельными щелями, в нижней части днища выполнен третий напорный клапан в виде двух концентрически расположенных кольцевых буртов, между которыми имеются выпускные отверстия, перекрытые набором клапанных упругих пластин, поджатых к кольцевым буртам этого клапана через жесткую коническую шайбу днищевым болтом, причём, наружные кольцевые бурты всех трех напорных клапанов выполнены выше, чем внутренние кольцевые бурты, при этом торцевые поверхности этих буртов выполнены конусными.

Основным недостатком вышеописанных технических решений является отсутствие возможности регулирования усилий сопротивления, максимально обеспечивающих оптимальное демпфирование при различных скоростях перемещения поршня, без разбора всего демпфера.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей, заключающихся в повышении ремонтопригодности устройства, а также гибкости широкого диапазона настройки и регулировки усилий сопротивления гидравлического демпфера без разбора всего демпфера.

Указанный технический результат достигается за счет того, что гидравлический демпфер со встроенным гидроклапаном 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 гайку резервуара в верхней части резервуара и клапан сжатия с дном резервуара в его нижней части.

Причём, дно резервуара выполнено со встроенным независимым гидроклапаном.

В частности, дно резервуара может быть выполнено, по меньшей мере, с одним встроенным независимым гидроклапаном.

При этом встроенный независимый гидроклапан может быть выполнен с функциональной возможностью клапана сжатия.

Кроме этого, встроенный независимый гидроклапан может быть выполнен в виде унифицированного узла и закреплён в дне резервуара посредством резьбового соединения.

Причём, встроенный независимый гидроклапан может быть закреплён в нижней половине дна резервуара радиально и перпендикулярно центральной оси гидравлического демпфера.

При этом встроенный независимый гидроклапан может быть выполнен с кольцевым уплотнением.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлен частный случай исполнения заявляемого гидравлического демпфера со встроенным гидроклапаном: на фигуре 1 представлен общий вид гидравлического со встроенным гидроклапаном в разрезе; на фигуре 2 - местный вид А на фигуре 1; на фигуре 3 - вид сверху дна резервуара со встроенным независимым гидроклапаном; на фигуре 4 - дно резервуара со встроенным независимым гидроклапаном в разрезе; на фигуре 5 - главный вид встроенного независимого гидроклапана, где:

1 - резервуар;

2 - рабочий цилиндр;

3 - направляющая штока;

4 - шток с поршнем в сборе;

5 - обойма сальника штока;

6 - гайка резервуара;

7 - клапан сжатия;

8 -дно резервуара;

9 - встроенный независимый гидроклапан;

10 - кольцевое уплотнение встроенного независимого гидроклапана;

11 - цилиндрическая рекуперативная полость;

12 - поршневая часть;

13 - штоковая часть;

14 -каркасная манжета;

15 - крышка защитного кожуха;

16 - защитный кожух;

17 -проушина штока;

18 - проушина резервуара.

Частный случай реализации гидравлического демпфера со встроенным гидроклапаном может быть выполнен следующим образом: гидравлический демпфер со встроенным гидроклапаном 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, а также обойму 5 сальника штока 4 гайку 6 резервуара 1 в верхней части резервуара 1 и клапан сжатия 7 с дном 8 резервуара 1 в его нижней части.

Причём, дно 8 резервуара 1 выполнено со встроенным независимым гидроклапаном 9.

В частности, дно 8 резервуара 1 может быть выполнено, по меньшей мере, с одним встроенным независимым гидроклапаном 9.

При этом встроенный независимый гидроклапан 9 может быть выполнен с функциональной возможностью клапана сжатия.

Кроме этого, встроенный независимый гидроклапан 9 может быть выполнен в виде унифицированного узла и закреплён в дне 8 резервуара 1 посредством резьбового соединения.

Причём, встроенный независимый гидроклапан может быть закреплён в нижней половине дна 8 резервуара 1 радиально и перпендикулярно центральной оси гидравлического демпфера.

При этом встроенный независимый гидроклапан 9 может быть выполнен с кольцевым уплотнением 10.

Причём, резервуар 1 может быть выполнен в виде цилиндра с образованием во внутренней своей части цилиндрической рекуперативной полости 11 посредством внешней части внутреннего соосно расположенного упомянутого рабочего цилиндра 2, внутри которого соосно установлен шток с поршнем 4, разделяющим внутреннюю полость упомянутого цилиндра 2 на поршневую 12 часть и штоковую 13 часть, таким образом, что со стороны поршневой 12 части к резервуару 1 приварено дно резервуара 8 с упомянутым встроенным независимым гидроклапаном 9, а со стороны штоковой 13 - последовательно закреплены направляющая 3 штока 4, к концу которого со стороны поршневой 12 части посредством штоковой гайки последовательно закреплены поршень и центрирующее кольцо (условно не показаны), обойма сальника 5 штока 4 и гайка 6 резервуара 1.

При этом упомянутая гайка 6 резервуара 1 может содержать в центральной своей части каркасную манжету 14 и может быть выполнена в верхней своей части с крышкой 15 защитного кожуха 16.

Кроме этого, на конце упомянутого штока 4 со стороны штоковой 13 части может быть закреплена проушина 17 штока 4, а на внешней части упомянутого дна 8 резервуара 1 может быть установлена проушина 18 резервуара 1.

Гидравлический демпфер со встроенным гидроклапаном работает следующим образом: при движении поршня со штоком 4 вверх (ход растяжения) рабочая жидкость из штоковой части 13 через встроенные независимые клапана в поршне (условно не показаны) дросселирует в поршневую часть 12, создавая тем самым усилие сопротивления перемещению поршня в рабочем цилиндре 2. При этом в поршневой части 12 создается разряжение под действием перепада давлений в поршневой части 12 и цилиндрической рекуперативной полости 11, сжимается пружина встроенного клапана поршня, рабочая жидкость из рекуперативной полости 11 через отверстия клапана сжатия 7 и упомянутого независимого встроенного гидроклапана 9 дна резервуара 8 заполняет поршневую часть 12. При увеличении скорости перемещения штока с поршнем 4 вверх давление в штоковой части 13 увеличивается. При достижении давлением в штоковой части 13 предельного значения пружина встроенного клапана поршня сжимается, и образуется зазор между центрирующим кольцом штока и встроенными клапанами поршня. В результате чего, рабочая жидкость перетекает из штоковой части 13 в поршневую часть 12, ограничивая сопротивление, развиваемое демпфером на ходе растяжения. При движении поршня со штоком 4 вниз (ход сжатия) рабочая жидкость через те же встроенные клапана в поршне дросселирует из поршневой части 12 в штоковую часть 13, создавая усилие сопротивления перемещению поршня в рабочем цилиндре 2. Однако высвобождаемый объем в штоковой части 13 несколько меньше объема, вытесняемого из поршневой части 12, на величину вводимого в рабочий цилиндр 2 штока 4. Этот «лишний» объем рабочей жидкости дросселирует из поршневой части 12 в рекуперативную полость 11. При увеличении скорости перемещения штока с поршнем 4 на ходе сжатия давление рабочей жидкости в поршневой части 12 увеличивается. При достижении давлением в поршневой части 12 предельного значения пружина встроенного клапана поршня (условно не показано) поднимается вверх и открывает зазор между ним и опорной верхней кромкой поршня, в результате чего рабочая жидкость перетекает из поршневой части 12 в штоковую часть 13, ограничивая сопротивление на ходе сжатия. При движениях штока с поршнем 4 в рабочем цилиндре 2 вверх-вниз рабочая жидкость на дроссельном режиме перетекает из поршневой части 12 в штоковую часть 13 и наоборот. При этом на ходе растяжения объем рабочей жидкости в рабочем цилиндре 2 увеличивается, и из рекуперативной полости 11 через клапан сжатия 7 и независимый встроенный гидроклапан 9 дна 8 резервуара 1 в цилиндр 2 поступает объем жидкости, равный объему выводимого штока 4. А на ходе сжатия наоборот - объем рабочей жидкости в рабочем цилиндре 2 уменьшается и из поршневой части 12 рабочего цилиндра 2 в рекуперативную полость 11 выдавливается объем жидкости, равный объему вводимого в цилиндр 2 штока 4. При движениях поршня в рабочем цилиндре 2 вверх-вниз рабочая жидкость на дроссельном режиме при небольшой разнице площадей поршневой 12 и штоковой 13 частей гидравлический демпфер имеет силовую характеристику, сходную с её симметричными параметрами. Причём, упомянутый резервуар 1 может быть выполнен в виде цилиндра с образованием во внутренней своей части цилиндрической рекуперативной полости 11 посредством внешней части внутреннего соосно расположенного упомянутого рабочего цилиндра 2, внутри которого соосно установлен шток с поршнем 4, разделяющим внутреннюю полость упомянутого цилиндра 2 на поршневую 12 часть и штоковую 13 часть, таким образом, что со стороны поршневой 12 части к резервуару 1 приварено дно 8 с упомянутым независимым встроенным гидроклапаном 9, а со стороны штоковой части 13 - последовательно закреплены направляющая штока 3, к концу которого со стороны поршневой 12 части посредством штоковой гайки последовательно закреплены поршень и центрирующее кольцо (условно не показаны), обойма сальника 5 штока 4 и гайка 6 резервуара 1. встроенный независимый гидроклапан 9 может быть выполнен с кольцевым уплотнением 10. Причём, упомянутая гайка 6 резервуара 1 может содержать в центральной своей части каркасную манжету 14 и может быть выполнена в верхней своей части с крышкой 15 защитного кожуха 16. При этом на конце упомянутого штока 4 со стороны штоковой 13 части может быть закреплена проушина 17 штока 4, а на внешней части упомянутого дна 8 резервуара 1 может быть установлена проушина 18 резервуара 1.

Указанный технический результат достигается за счет того, что конструктивное выполнение устройства с дном резервуара, оборудованным встроенным независимым гидроклапаном, расположенным в нижней половине дна резервуара радиально и перпендикулярно центральной оси гидравлического демпфера, в полной мере обеспечивает эффективную реализацию возможности по повышению ремонтопригодности устройства, а также гибкости широкого диапазона настройки и регулировки усилий сопротивления гидравлического демпфера без разбора всего демпфера.

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

Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как «изобретательский уровень».

Изобретение относится к машиностроению. Гидравлический демпфер со встроенным гидроклапаном 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 демпфер также содержит обойму сальника штока, гайку резервуара в верхней части резервуара и клапан сжатия с дном резервуара в его нижней части. Дно резервуара выполнено со встроенным независимым гидроклапаном. Обеспечивается расширение эксплуатационных возможностей демпфера. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Гидравлический демпфер со встроенным гидроклапаном, 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 гайку резервуара в верхней части резервуара и клапан сжатия с дном резервуара в его нижней части, отличающийся тем, что дно резервуара выполнено со встроенным независимым гидроклапаном.

2. Демпфер по п.1, отличающийся тем, что дно резервуара выполнено по меньшей мере с одним встроенным независимым гидроклапаном.

3. Демпфер по пп.1 и 2, отличающийся тем, что встроенный независимый гидроклапан выполнен с функциональной возможностью клапана сжатия.

4. Демпфер по пп.1-3, отличающийся тем, что встроенный независимый гидроклапан выполнен в виде унифицированного узла и закреплён в дне резервуара посредством резьбового соединения.

5. Демпфер по пп.1-4, отличающийся тем, что встроенный независимый гидроклапан закреплён в нижней половине дна резервуара радиально и перпендикулярно центральной оси гидравлического демпфера.

6. Демпфер по пп.1-5, отличающийся тем, что встроенный независимый гидроклапан выполнен с кольцевым уплотнением.