Пневматический демпфер Советский патент 1993 года по МПК F16F9/05 

ственно по первому и второму каналам); на фиг.5 - схема установки пневматического демпфера совместно с упругими элементами амортизатора; нафиг.б-осциллограммы смещений и скоростей объекта виброзащи- ты (первого основания) и источника вибрации (второго основания) при кинематическом возмущении.

Пневматический демпфер содержит первое основание 1 второе основание 2с отверстием 3, размещенную между ними рабочую камеру 4, закрепленный на основа- кии 2 корпус 5 с каналами 6,7 и боковыми отводами 8, 9, а также с пересекающим каналы, 6 и 7 отверстием 10, закрепленную на корпусе 5 трубу 11 с дросселирующим элементом 12, клапаны 13,14,15 и 16, установ1 ленные соответственно в каналах 6,7 и боковых отводах 8,9; установленные в отверстии 10 втулку 17 и золотник 18, уступ 19 и упругую пластину 20, которые закреплены на конце золотника 18; закрепленную на основании 1 рейку 21, на конце которой имеется зацеп 22, периодически входящий в контакт с упругой пластиной 20, и закреп- ленные на основании 2 упоры 23 и 24, между которыми располагается уступ 19.

Втулка 17 и золотник 18.имеют сквозные прорези 25 и 26 напротив каналов 6 и 7. Прорези 25 и 26 на золотнике 18 взаимно смещены на угол его поворота между упорами 23 и 24. Клапаны 13,14,15,16 имеют форму стаканов в днищах которых выполнены отверстия 27,28,29,30, перекрываемые диафрагмы 31,32,33,34. Диафрагмы 32 и 33 закреплены с внешней стороны днищ клапанов 14 и 15, а диафрагмы 31 и 34 - с внутренней стороны днищ клапанов 13 и 16.

Дросселирующий элемент 12 представляет собой полость, заполненную пористым материалом 35. Эта полость располагается в трубе 11 между двух перегородок 36 и 37, имеющих отверстия 38 и 39. Рабочая камера 4 выполнена из прорезиненной ткани в форме гофрированного цилиндра, а диафрагмы 31,32,33,34 выполнены в виде кольцевых пластин из упругого материала, например, резины, и закреплены по периметру днищ клапанов 13,14,15,16 при помощи шайб. В качестве пористого материала 35 принят по- ролон.

Зацеп 22 на рейке 21 устанавливается в таком месте, чтобы при положении статического равновесия объекта виброзащиты 40 на упругих элементах 41 амортизатора (фиг.5), т.е. когда источник вибрации 42 неподвижен и х - у 0, он переводил упругую пластину 20 в горизонтальное положение.

В процессе работы пневматического демпфера, как видно из осциллограмм смещений оснований 1 и 2 (фиг.б), восстанавливающая сила упругих элементов амортизатора периодически в тт. а.Ь.с и т.д. изменяет направление на противоположное, В промежутке а...Ь она действует вверх (у 7 х 0), а в промежутке D...C - вниз (у - х 0). Расстояние между основаниями 1 и 2 в точках а, Ь и с такое же, как и при положении статического равновесия объекта виброзащиты 40 на упругих элементах 41 амортизатора (х-у 0). Поэтому при сближении оснований 1 и 2 в окрестностях точки а или с зацеп 22 надавливает на упругую пластину 20 и поворачивает золотник 18 до тех пор, пока уступ 19 не прижмется к упору 23. В этом положении прорези 25 втулки 17 и золотника 18 совмещены и канал 6 открыт, а соответствующие прорези 26 взаимно смещены и канал

7 перекрыт. При дальнейшем сближении оснований 1 и 2 упругая пластина 20 прогибается и выскальзывает из-под зацепа.23. Рабочая камера 4 сжимается и воздух из нее через канал 6 и боковой отвод 8 надавливает на диафрагму 33 клапана 15, отжимает ее и через отверстия 29 поступает в атмосферу.

8 данном случае сжатый воздух свободно перетекает из рабочей камеры 4 в атмосферу, что сводит к минимуму передачу дополнительных динамических нагрузок (диссипативных сил), увеличивающих скорость х основания 1 при работе пневматического демпфера. Изменение скорости х основания 1 происходит здесь только за счет действия восстанавливающей силы упругих элементов 41 амортизатора. После смены знака скорости х основания 1 на противоположный (для точек а и с с минуса на плюс - х 0) она совпадает по направлению с действием восстанавливающей силы (у - х 0) и, поэтому, автоколебательный процесс переключения дросселирующего элемента 12 исключается,

Когда скорость х основания 1 превысит скорость у основания 2 (точка d), расстояние между ними начнет увеличиваться и давление в рабочей камере 4 падает. Под действием атмосферного давления диафрагма 33 прижимается к днищу клапана 15 и перекрывает отверстия 29 (соответственно и боковой отвод 8). В свою очередь, диафрагма 3.1 отжимается от днища клапана 13, открывая отверстия 27, и воздух из атмосферы втягивается через дросселирующий элемент 12 и канал 6 в рабочую камеру 4. В дросселирующем элементе 12 воздух проходит через отверстия 38 и 39 в перегородках 36 и 38 и просачивается через пористый материал 35. При трении воздуха о поверхность пористого материала 35 расходуется энергия и требуется дополнительное усилие

на деформацию рабочей камеры 4, Соответствующие диссипативные силы при включении в работу дросселирующего элемента 12 направлены против движения основания 1 и скорость х основания 1 и связанного с ним объекта виброзащиты 40 будет уменьшаться. Этому способствует и то, что восстанавливающая сила упругих элементов 41 амортизатора хотя и направлена вверх (у - х -0)i но уменьшается по мере приближения в точке о.«

В окрестностях точки b зацеп 22 поддевает упругую пластину 20 и поворачивает золотник 18 до тех пор, пока уступ 19 не прижмется к упору 24. В этом положении прорези 25 втулки 17 и золотника 18 взаимно смещены и канал 6 перекрыт, а соответствующие прорези 26 совмещены и канал 7 открыт. При дальнейшем взаимном удалении оснований 1 и 2 упругая пластина 20 прогибается и соскальзывает с зацепа 22. Теперь под действием атмосферного давления диафрагма 34 отжимается от днища кла- пана 16 и воздух через отверстия 30, боковой отвод 9 и канал 7 поступает в рабочую камеру 4, дросселирующий элемент 12 не работает.,

В результате выключения из работы дросселирующего элемента 12 на основание t перестают действовать диссипативные силы, а восстанавливающая сила действует вниз (у - х 0) и при смене знака скорости х с плюс на минус (х 0) совпадает с направлением движения основания 1 и связанного с ним объекта виброзэщиты 40, т.е. повторного включения дросселирующего элемента 12 не происходит и, тем самым, исключается автоколебательный режим переключения дросселирующего элемента 12.

Если скорости оснований 1 и 2 направлены в них (х 0, у 0), а скорость х основания 1 меньше по абсолютной величине скорости у основания 2, то рабочая камера 4 растягивается и давление в ней падает. За счет перепада давлений 4 диафрагма 34 отжимается от днища клапана 16 и открывает отверстия 30. Воздух из атмосферы свободно поступает через боковой отвод 9 и канал в полость рабочей камеры 4. Поскольку дросселирующий элемент 12 выключен из работы, то дисспативные силы отсутствуют (в противном случае они увеличивали бы по абсолютной величине скорость основания 1) и скорость х основания 1 изменяется только под действием восстанавливающей силы упругих элементов 41 амортизатора.

Когда скорость х основания 1 превысит по абсолютной величине скорость у основания 2 (Точка I), расстояние между ними начнет сокращаться и давление в рабочей камере 4 увеличивается.

За счет перепада давлений диафрагма 34 прижимается к днищу клапана 16 и пере- 5 крыёает отверстия 30 (соответственно и боковой отвод 9). В свою очередь, диафрагма 32 отжимается от днища клапана 14, открывая отверстия 28 и воздух из рабочей камеры 4 через канал 7 и дросселирующий

0 элемент 12 поступает в атмосферу. Здесь, так же как и после прохождения точки d, диссипативные силы (при включенном в работу дросселирующем элементе 12) уаправ- лены против движения основания 1 и

5 способствуют уменьшению по абсолютной величине скорости х основания 1 и связанного с ним объекта виброзащиты 40.

При дальнейшем сближении оснований 1 и 2, когда смещение источника вибрации

0 42 становится равной смещению объекта виброзащиты 40 (х - у 0 - точка с), дросселирующий элемент 12 выключается из работы и далее описанная последовательность работы пневматического демпфера повто5 ряется.

Выполнение в корпусе 5 отверстия 10, в котором устанавливаются втулка 17 и золотник 18, имеющие продольные прорези 25 и 26 напротив соответствующих каналов 6 и 7,

0 а также боковых отверстий 8 и 9 с клапанами 15 и 16 и установка на конце золотника 18 уступа 1-9, располагаемого между упорами 23 и 24, и упругой пластины 20, которая периодически входит в контакт с зацепом 22

5 на рейке 21, позволяет отслеживать моменты времени, в которые восстанавливающая сила равна нулю и в эти моменты времени выключить из работы дросселирующий элемент 12.

0 Такое согласование моментов переключений дросселирующего элемента 12 с величиной восстанавливающей силы (с относительным смещением оснований 1 и 2) при последующем движении оснований 1 и

5 2 в одном направлении обеспечивает совпадение направления движения основания 1 (объекта виброзащиты 40) с действием восстанавливающей силы и, тем самым, исключает возможность автоколебательного

0 режима переключений дросселирующего элемента. 12.

Ф ормул а изо б рете н и-я Пневматический демпфер, содержащий первое основание, предназначенное для ус5 тановки объекта виброзащиты, второе осно- вание с отверстием, связываемое с источником вибрации, размещенную между основаниями рабочую камеру, четыре клапана, закрепленный на втором основании корпус с двумя каналами, выходящими в

отверстие, закрепленную на корпусе трубу с дросселирующим элементом, сообщенную посредством каналов с полостью рабочей камеры, рейку, одним концом закрепленную на первом основании, два упора, установленных на втором основании, и запорный элемент, размещенный в корпусе и предназначенный для периодического перекрытия каналов, первый клапан установлен в первом канале и предназначен для пропускания воздуха в рабочую камеру, а второй клапан - во втором канале и предназначен для пропускания воздуха из рабочей камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности демпфи- рования за смет устранения автоколебательных режимов переключений дросселирующего элемента, запорный элемент выполнен в виде неподвижной и поворотной втулки, имеющих продольные прорези напротив

каждого канала, один конец поворотной втулки выделен из корпуса и имеет выступ, расположенный между упорами, и радиаль- но установленную упругую пластину, в корпусе выполнены два боковых канала, сообщенных каждый с соответствующим каналом, третий клапан установлен в боковом канале, сообщенном с первым каналом, и предназначенным для пропускания воздуха из рабочей камеры, четвертый клапан - в боковом канале, сообщенном со вторым каналом, и предназначен для пропускания воздуха в рабочую камеру, на другом конце рейки выполнен зацеп, периодически взаимодействующий с упругой пластиной, прорези в поворотной втулке, выполненные напротив соответствующих каналов, взаимно смещены на угол поворота поворотной втулки между упорами, а щирина прорезей не превышает величины этого смещения.

з ...

воЗА

Использование: машиностроение, виброзащитная техника, а именно сиденья различных машин. Сущность изобретения: пневматический демпфер содержит два основания, размещенную между ними рабочую камеру, рейку, одним концом закрепленную на первом основании и имеющую зацеп на другом конце, закрепленный на втором основании корпус с двумя каналами и сообщенными с ними двумя боковыми каналами, закрепленную на корпусе трубу с дросселирующим элементом, сообщенную посредством каналов и отверстия во втором основании с полостью рабочей Предлагаемый пневматический демпфер относится к виброзащитной технике, предназначен для установки совместно с упругими элементами амортизатора- и может использоваться в сиденьях транспортных средств для защиты оператора от действия случайных колебаний. Целью изобретения является повышение эффективности демпфирования за счет камеры, запорный элемент, размещенный в корпусе и предназначенный для периодического покрытия каналов, и четыре клапана. Первый и четвертый клапаны установлены соответственно в первом канале и боковом канале, сообщенном с вторым каналом, и предназначены для пропускания воздуха в рабочую камеру, а второй и третий клапаны - соответственно во втором канале и боковом канале, сообщенном с первым каналом, и предназначенным для пропускания воздуха из рабочей камеры. Запорный элемент выполнен в виде неподвижной и поворотной втулок, имеющих продольные прорези напротив каждого канала. Один конец поворотной втулки выведен из корпуса и имеет выступ, расположённый между упорами, размещенными на втором основании, и ра- диально установленную упругую пластину, периодически взаимодействующую с зацепом рейки. Прорези в поворотной втулке, выполненные напротив соответствующих каналов, взаимно смещены на угол поворота поворотной втулки между упорами. При этом ширина прорезей не превышает величины этого смещения. 6 ил. устранения автоколебательных режимов переключения дросселирующего элемента. На фиг, 1 изображён общий вид пневматического демпфера:; на фиг.2 - вид по стрелке А (зацеп и конец золотника с упругой пластиной и уступом, расположенные между упорами на фиг. 1; на фиг.З и 4 - соответственно сечения Б-Б и В-В (поперечные сечения втулки и золотника соответ(Л С ч ю о 00 о о

Рш.З

. 4

P«e.S

/Ярлежеяс/е c/n&/r /. veexoro (/8