CS232208B1 - Pneumatické pružina 3 vlastním tlumením - Google Patents

Abstract

Vynález ae týká kmitajících soustav odpružených pneumatickými pružinami. Účinný prostor pneumatické pružiny s vlastním tlumením je rozdělen na proměnlivý prostor a na konstantní prostor. Prvý z nich může měnit svoji velikost, může se zvětšovat i zmenšovat, plyn v něm se může stlačovat i volně expandovat. Druhý prostor je uzavřen v pevné nádobě, která zajišluje jeho konstantnost. Je pouze odpouštěn do poddajného prostoru, pokud ten vlivem expanze mé již nižší tlak, nebo je naopak z proměnlivého prostoru doplňován, jestliže tento má při kompresi tlak vyšší. Vynález se uplatní v oborech, kde se užívají pneumatické pružiny.

Description

Vynález se týká pneumatické pružiny s vlastním tlumením k tlu mění kmitající soustavy odpružené pneumatickými pružinami.

Dosavadní tlumení takovýchto soustav, opatřených pneumatickými pružinami, se provádí za pomoci hydraulických tlumičů, což má značné nevýhody. Spočívají především v tom, že se nedá plně využít výhod pneumatických pružin. Pneumatická pružina může totiž velmi snadno měnit svoji charakteristiku tím, že se při zvyšování zátěže na ní zvýší v ní přetlak plynu. Za použití regulačních polohových ventilů se tím ani nezmění její střední poloha. Tato změna její tuhosti probíhá zcela automaticky a impulsem pro zvýšení tlaku v ní je změna její střední polohy, která se pak opět vyrovná. Může tedy dobře odpružovat značný rozsah zátěží, aniž by změnila svoji střední polohu, která byla stanovena na počátku. Potíž nastává při rozkmitání takové' soustavy. Kmitá-li malá zátěž, je třeba utlumit méně energie při likvidaci kmitů, než když kmitá zátěž veliká. Hydraulický tlumič vyvozuje tlumící sílu v závislosti na rychlosti pohybu pístu uvnitř tlumiče, nikoliv na velikosti energie rozkmitané soustavy. Pro takový hydraulický tlumič může vyhovovat jen pevně definovaná kmitající soustava. Jsou proto snahy konstruovat hydraulické tlumiče s regulovatelnou tlumící sílou. Tyto tlumiče vycházejí podstatně dráže než obyčejné hydraulické tlumiče, avšak výsledky tomu nejsou úměrné. Jelikož pneumatická pružina, běžné konstrukce, nemá téměř žádné vlastní tlumení, musí kmitající soustava opatřená těmito pružinami mít o to účinnější hydraulické tlumiče.

Uvedené nevýhody v podstatné míře odstraňuje pneumatická pružina s vlastním tlumením podle vynálezu, opatřená pryžokordovým vlnovcem, vakem nebo membránou.· Jeho podstata spočívá v xom, že je tvořena pryžokordovým dílcem s proměnlivým prostorem a ná- 2 232 208 dobou s konstantním prostorem, navzájem propojenými nejméně jedním škrticím orgánem.

Základní výhoda pneumatické pružiny s vlastním tlumením podle vynálezu spočívá v tom, že se při stlačování jeví jako pružina tužší, neboť při větších rychlostech harmonického pohybu je tlak plynů v proměnlivém prostoru větší než v prostoru konstantním, škrcení zabraňuje jejich vyrovnání. Při roztahování se naopak jeví jako měkčí, neboť při větších rychlostech harmonického pohybu se nestačí přepouštět plyn z konstantního prostoru do prostoru proměnlivého, kde je tím vlastně menší tlak plynů. Pružina se chová, jako by proti jejímu stlačování i roztahování působila síla hydraulického tlumiče.

Provedení i funkce pneumatické pružinyp»dle vynálezu je blíže popsáno na příkladech provedení podle připojených výkresů, kde obr. 1 značí dvouvlnovcovou pneumatickou pružinu s vlastním tlumením, u které je konstantní prostor umístěn ve vlastní pružině, obr. 2 dvouvlnovcovou pneumatickou pružinu s vlastním tlumením, která má konstantní prostor mimo vlastní pružinu a obr. 3 nárys provedení membránové pneumatické pružiny s vlastním tlumením v řezu.

Dvouvlnovcová pružina s vlastním tlumenímffclle obr. 1 sestává z pryžokordového dvouvlnovce s proměnlivým prostorem 1, ohraničená víkem 2 ^a nádoby 6, ve které je konstantní prostor 2. Při stlačování pružiny se proměnlivý prostor 1 zmenšuje a narůstá v něm tlak. Plyn uniká škrtícím orgánem £ s pojistnou funkcí do konstantního prostoru 2. Zatímco na začátku a na konci zdvihu, kdy je rychlost harmonického pohybu malá, stačí se tlaky v obou prostorech 1, 2 vyrovnávat, při větších rychlostech harmonického pohybu, to je ve středních částech zdvihu, se tlak mezi proměnlivým prostorem 1 a konstantním prostorem 2 přes škrtící orgán 2 ^s pojistnou funkcí vyrovnávat nestačí a narůstá tlakový rozdíl mezi těmito prostory. Tlak v proměnlivém prostoru 1 je větší než tlak v konstantním prostoru 2 a pružina se jeví jako tužší. Při roztahování pružiny se zvětšuje proměnlivý prostor 1, který je postupně doplňován přes škrticí ventil 4· Zatímco v okolí'krajních poloh, kde je malá rychlost harmonického pohybu se tlaky v obou prosto..- 3 232 20β rech stačí vyrovnávat, v okolí středních poloh, kde je harmonické rychlost největší, se tlaky vyrovnávat nestačí a tlak v proměnlivém prostoru 1 je nižší než tlak v konstantním prostoru 2, v důsledku toho se pružina jeví jako měkčí než obyčejná pružina s jedním prostorem· Podmínkou dobré funkce pneumatické pružiny s vlastním tlumením při opakovaných zdviž/ch je, aby se tlaky v pbou prostorech stačily v krajních úvratích vyrovnávat. Podle toho se musí zvolit dimenze škrtícího orgánu £ s pojistnou funkcí a škrtícího ventilu £, případně škrtícího otvoru. Samotná velikost tlumícího účinku pneumatické pružiny s vlastním tlumením je určena poměrem velikostí proměnlivého prostoru 1 a konstantního prostoru 2 a charakteristikou škrtícího orgánu £ s pojistnču funkcí a škrtícího ventilu Poměr obou prostorů v pružině je stálý, čímž se vlastně tlumení přizpůsobuje zátěži a charakteristika tlumení se nemění. Škrtící orgán £ s pojistnou funkcí má kromě škrcení zabránit při extrémních rázech velikému nárůstu tlakové diference mezi proměnlivým prostorem 1 a konstatním prostorem 2.

U dvouvlnovcové pružiny s vlastním tlumením jídle obr. 2 je konstantní prostor 2 plněn z proměnlivého prostoru 1 přes škrtící orgán £ s pojistnou funkcí a odpouštěn přes dálkově ovládaný škrtí cí ventil 4. Proudění mezi proměnlivým prostorem 1 a konstantním prostorem 2 je provedeno trubkami 2, případně hadicemi. Jelikož je konstantní prostor 2 mimo pružinu, je prostor v pružině zmenšen speciálním víkem 10, aby proměnlivý prostor 1 nebyl příliš veliký. Při tomto provedení jsou oba ventily přístupné a lze je snadněji seřizovat.

Skutečné realizace pneumatické pružiny s vlastním tlumením je^ázprftěna na obr. 3· Škrcení průtoku plynu mezi proměnlivým prostorem 1 a konstantním prostorem 2 zajišťuje seřiditelný škrtící ventil 4 ^v obou směrech. Proměnlivý prostor 1 je jištěn proti neúměrnému vzrůstu tlaku v něm škrticím orgánem £, u kterého je zde potlačena funkce škrtící oproti funkci pojistné. Tento orgán je tlačen na těsnící plochu pružinkou 13» Tato pneumatická pružintí s vlastním tlumením používá pryžokordové membrány 11.

Pneumatické pružiny s vlastním tlumením|dle vynálezu se nechá

- 4 232 208 použít tam, kde se nyní používají pneumatické pružiny obyčejné spolu s hydraulickými tlumiči. Přitom by na hydraulické tlumiče zbylo k utlumení podstatně méně energie harmonického pohybu. Při dostatečných pasivních odporech v Jcmitající soustavě,, které by utlumily malé zdvihy, by hydraulické tlumiče nebyly třeba.

Claims (1)

1. Pneumatická pružina s vlastním tlumením, opatřená pryžokor dovým vlnovcem, vakem nebo membránou, vyznačená tím, že je tvořena pryžokordovým dílcem s proměnlivým prostorem /1/ a nádobou /6/ s konstantním prostorem /2/, navzájem propojenými nejméně jedním škrticím orgánem/5/.