CS232209B1

CS232209B1 - Pneumatic spring with its own hydraulic damping

Info

Publication number: CS232209B1
Application number: CS978881A
Authority: CS
Inventors: Kvetoslav Mastnik
Original assignee: Kvetoslav Mastnik
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1981-12-28
Publication date: 1985-01-16

Abstract

Pneumatická pružina a vlastním hydraulickým tlumením má vnitřní prostor rozdělen na část vyplněnou pružícím plynem a na ěáat vyplněnou tlumicí kapalinou. Pružicí plyn je stlačován prostřednictvím tlumicí kapaliny, která při tom proudí v jednom i druhém směru přes Škrticí ventily, jejichž hydraulické odpory jsou určující veličinou pro intenzitu tlumení. Nastavení těchto ventilů může být pevné nebo mohou být přestevitelné třeba i za provozu. To umožní snadnou regulaci intenzity tlumení.The pneumatic spring and its own hydraulic damping have an internal space divided into a part filled with spring gas and a part filled with damping fluid. The spring gas is compressed by means of damping fluid, which flows in one and the other direction through throttle valves, whose hydraulic resistances are the determining factor for the damping intensity. The setting of these valves can be fixed or they can be adjusted even during operation. This allows for easy regulation of the damping intensity.

Description

Vynález se týká pneumatické pružiny s vlastním hydraulickým tlumením, opatřené pryžokordovým vlnovcem nebo vakem s proměnným prostorem a nádobou s konstantním prostorem, navzájem propojenými nejméně jedním škrticím orgánem.The invention relates to a pneumatic spring with its own hydraulic damping, provided with a rubber bellows or variable space bag and a container with a constant space interconnected by at least one throttle.

V současné době se ke tlumení kmitajících soustav, opatřených pneumatickými pružinami, užívá hydraulických tlumičů, většinou teleskopických, případně pákových. Jsou to téměř výhradně tlumiče neregulovatelné. Jejich tlumicí síla byla nastavena u výrobce při jejich montáži. Za provozu je pak již závislá jen na rychlosti pohybu pístu uvnitř tlumiče, které je závislá na velikosti zdvihu a frekvenci kmitající soustavy. Jejich tlumicí účinek při stálé frekvenci kmitání a stejných zdvihách lze tedy pokládat za stálý.Currently, hydraulic dampers, mostly telescopic or lever operated, are used to damp vibrating systems equipped with air springs. They are almost exclusively non-adjustable dampers. Their cushioning force was set at the factory when assembled. During operation it is then only dependent on the speed of movement of the piston inside the damper, which is dependent on the stroke size and frequency of the oscillating system. Thus, their damping effect at a constant oscillation frequency and the same strokes can be regarded as constant.

Ve skutečnosti však.tlumicí účinek hydraulického tlumiče se s časem mění - většinou klesá vlivem opotřebení některých jeho částí, nebo jejich únavou, případně ztrátou tlumičové kapaliny. Rychlost tohoto poklesu tlumicí síly v závislosti na čase je jistou charakteristikou výrobní kvality tlumiče. Tyto tlumiče jsou výrobně poměrně složité, náročné na přesnost výroby, dokonalou těsnost, přesné seřízení, případně antikoroaívní úpravu povrchu některých dílů. Proto i jejich cena je značná. Kromě toho tyto hydraulické tlumiče omezují plné využití pneumatických pružin, které mají použitelnost pro veliký rozsah zátěží, neboť se jejich tuhost dá snadno změnit zvýšením přetlaku uvnitř těchto pružin. Je však roz* díl, má-li se utlumit energie kmitající soustavy a malou nebo velikou zátěží. Klasický hydraulický tlumič mé stálé tlumící účinky, , pokud se při tom nezmění zdvih a frekvence kmitající soustavy.In fact, the damping effect of a hydraulic damper changes over time - it usually decreases due to wear of some of its components, or fatigue or loss of the damper fluid. The speed of this damping force drop over time is a certain characteristic of the damping production quality. These dampers are relatively complicated to manufacture, demanding on production accuracy, perfect tightness, precise adjustment, eventually anticorrosive surface finish of some parts. Therefore, their price is considerable. In addition, these hydraulic dampers limit the full utilization of pneumatic springs, which have applicability for a wide range of loads, since their stiffness can be easily changed by increasing the overpressure within the springs. However, there is a difference if the energy of the oscillating system and the low or high load is to be attenuated. The classic hydraulic shock absorber has constant damping effects, as long as the stroke and frequency of the oscillating system does not change.

Ty se však nemění, neboť závisí na poměru konstanty pružiny a hmoty kmitající soustavy a ten zůstává stálý. Jsou proto snahy konstruovat hydraulické tlumiče s měnitelným útlumem,půle okamžitýchHowever, these do not change, as they depend on the ratio of the spring constant to the mass of the oscillating system and it remains constant. Therefore, there are efforts to construct hydraulic shock absorbers with variable attenuation, half instantaneous

- 2 232 208 potřeb tlumení dané kmitající soustavy. Tyto tak zvané regulovatelné tlumiče však jsou zpravidla neúměrně složitější, v provozu choulostivější a tedy i dražší než klasický hydraulický tlumič.- 2 232 208 damping needs of the oscillating system. However, these so-called adjustable dampers are usually disproportionately complex, more sensitive in operation and therefore more expensive than a conventional hydraulic dampener.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu pneumatická pružina s vlastním hydraulickým tlumení, opatřená pryžokordovým vlnovcem nebo vakem s proměnným prostorem a nádobou s konstantním prostorem, navzájem propojenými nejméně jedním škrticím orgánem. Jeho podstata spočívá v tom, že proměnný prostor pryžokordového vlnovce je vyplněn tlumicí kapalinou, pod jejíž hladinou je umístěn nejméně jeden škrticí orgán.According to the invention, the above mentioned drawbacks are overcome by a pneumatic spring with its own hydraulic damping, provided with a rubber-bellows bellows or variable-space bag and a container with a constant space interconnected by at least one throttle. It is based on the fact that the variable space of the rubber-bellows bellows is filled with a damping liquid below which at least one throttle is located.

Hlavní výhoda pneumatické pružiny s vlasxním hydraulickým tlumením spočívá v tom, že není třeba hydraulického tlumiče, neboť požadované tlumení zajistí tato pružina sama. Výrobní náklady na díly zajišťující tlumení této pružiny jsou oproti ceně klasického hydraulického tlumiče podstatně nižší. Při roztahování pneumatické pružiny s vlastním hydraulickým tlumením se může dosáhnout libovolně velikého tlumení, podle nastavení příslušného škrticího ventilu. Vlnovec není ohrožen žádným náhlým vzrůstem tlaku v tlumící kapalině. Obousměrné škrcení tlumicí kapaliny včetně pojišťovací funkce pro stlačování pružiny by se nechaly zajistit jedním kombinovaným ventilem.The main advantage of the pneumatic spring with its own hydraulic damping is that there is no need for a hydraulic damper, since the required damping will be provided by the spring itself. The production costs of the parts ensuring the damping of this spring are considerably lower than the price of a conventional hydraulic damper. When extending the pneumatic spring with its own hydraulic damping, any damping of any size can be achieved, depending on the setting of the respective throttle valve. The bellows is not endangered by any sudden increase in pressure in the buffer. The bidirectional throttle of the damping fluid, including the spring compression locking function, would be provided by a single combined valve.

Vynález je dále blíže popsán na dvou příkladech konstrukce pneumatických pružin s vlastním hydraulickým tlumením podle připojených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje jednovlnovcovou pneumatickou pružinu s vlastním hydraulickým tlumením a obr. 2 pneumatickou pružinu s vlastním hydraulickým tlumením v alternativním provedení.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: FIG.

pneumatická pružina s vlastním hydraulickým tlumenímpdle obr.air spring with its own hydraulic damping according to fig.

je tvořena pryžokordovým vlnovcem 1, který zajišťuje vlastní poddajnost pružiny a uvnitř kterého je podstatné část prostorní 8 pro tlumicí kapalinu. Na tento vlnovec 1 navazuje víko 2, ve kterém je přímo sedlo škrtícího ventilu £ a do kterého je zabudován i škrticí orgán Hoření část je tvořena nádobou 2, uvnitř které je převážně prostor 2 vyplněný pružícím plynem. Horní stěnou tétoit consists of a rubber-bellows bellows 1, which ensures the spring's own compliance and within which a substantial part of the space 8 for the damping liquid is provided. This bellows 1 is followed by a cover 2, in which the throttle valve seat 6 is directly connected, and in which the throttle element is also built. The combustion part is formed by a container 2, inside which is predominantly a space 2 filled with spring gas. The upper wall of this

232 209 nádoby 2 prochází vřeteno 10, pomocí kterého se ovládá škrticí orgán 2· Vřeteno 10 je těsněno ucpávkou 11, staženou šroubem 12. Omezení zdvihu a vedení škrtícího ventilu £ je zajištěno dorazy232 209 of the container 2 is passed through the spindle 10, by means of which the throttle 2 is actuated.

6. Na tento škrticí ventil £ působí pružina 13. čímž plní funkci pojistného ventilu. Jiné alternativní řešení pneumatické pružiny s vlastním hydraulickým tlumením znázorňuje obr. 2. prostor 8 s tlumící kapalinou je ohraničen pryžokordovým vlnovcem 1 a víky 2, 2* Prostor 2 β tlumícím plynem je uvnitř oddělené nádoby 2· Vlnovec 1 a nádoba 2 jsou propojeny trubkami 14, 15, ve kterých je zabudován škrtící ventil 4 a škrticí orgán 2· Podmínkou bezrázové funkce pneumatické pružiny s vlastním hydraulickým tlumením je zatopení škrtícího ventilu £ a škrticího orgánu 2t znamená, že prostor 8 s tlumící kapalinou sahá až do nádoby 2· Jako tlumící kapaliny se u běžných tlumičů používá tlumičového oleje. Pokud by se na výrobu vlnovce pružinyfedle vynálezu nepoužilo speciální pryže, ovlivňoval by olej životnost pružiny. Jelikož však zde nejsou žádné díly, které by se musely za provozu mazat, není třeba, aby tlumící kapalinou byl olej. Zde by postačila tlumící kapalina na bázi nemrznoucí vodní směsi se sníženými korozivními účinky. Tím by se zvýšilo měrné teplo oproti oleji zhruba na dvojnásobek a náplň by se ohřívala pomaleji. Kromě toho by vozovka nebyla ohrožována olejovými skvrnami, pokud by se vynálezu použilo u sil ničních vozidel. Jelikož nad hladinou tlumící kapaliny je přetlak pružícího vzduchu, bude pěnění této kapaliny minimální. U této pneumatické pružiny s vlastním hydraulickým tlumením není třeba těsnit žádné vzájemně pohyblivé síly, což velmi zjednoduší výrobu6. This throttle valve 8 is actuated by a spring 13, thereby acting as a safety valve. Another alternative solution of the pneumatic spring with its own hydraulic damping is shown in Fig. 2. The buffer liquid chamber 8 is bounded by a rubber bellows 1 and lids 2, 2. 15, in which a throttle valve 4 and a throttle member 2 are built-in For conventional shock absorbers, shock absorber oil is used. If special rubber was not used to produce the bellows of the spring according to the invention, the oil would affect the life of the spring. However, since there are no parts to be lubricated during operation, there is no need for the buffer to be oil. A buffer based on antifreeze with reduced corrosive effects would suffice here. This would increase the specific heat compared to the oil by about twice and heat the load more slowly. In addition, the road would not be endangered by oil spills if the invention were applied to road vehicles. Since there is an overpressure of spring air above the level of the damping liquid, the foaming of this liquid will be minimal. This pneumatic spring with its own hydraulic damping does not need to seal any mutually movable forces, which greatly simplifies production

Pneumatická pružina s vlastním hydraulickým tlumením se může použít k odpružení mobilních prostředků, nebo i jiných zařízení pracujících s rázy, případně větším či menším chvěním.A pneumatic spring with its own hydraulic damping can be used to cushion mobile equipment or other devices working with shock or more or less vibration.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

232 20S

A pneumatic spring with its own hydraulic damping, fitted with a rubber bellows or variable space bag and a constant volume container β connected to each other by at least one throttle, characterized in that the variable space (8) of the rubber bellows (1) is filled with a damping liquid at least one throttle (5) is located at the water level.