CS274477B2 - Closure of pneumatic spring - Google Patents

Description

Vynález se týká pneumatické pružiny, určené zejména pro použití v extrémních podmínkách a tvořené elastickým měchem, přiléhajícím k těsnicí kovové části a vyrobeným z pryže nebo z jiného pryži podobného syntetického materiálu s textilní vložkou jako pevnostní výztuhou, přičemž měch je na jednom nebo na obou koncích opatřen přírubou, vyztuženou ocelovým nebo jiným vhodným drátem.

Jak je známo, pneumatické pružiny se obecně skládají z membrány tvaru měchu, vyrobené z pryže a z deformace schopného textilního materiálu s kovovou výztuží a z uzávěru připevněného k měchu, zajištujícího vzduchotěsné spojení s měchem. Uzávěr slouží také k upevnění pneumatické pružiny na odpružované těleso, například vozidlo, a současně zajištuje vstup a výstup ovládacího tlakového vzduchu. Vzduchotěsné spojení mezi přírubami měchu a těsnicím uzávěrem musí být provedeno tak, aby pružina byla schopna udržovat zvýšený tlak, vyvozovaný pružením měchu v celém rozsahu jeho dráhy pružení, tj. zajistit vzduchotěsné spojení i při působení tažných sil při extrémním odlehčení pnumatické pružiny.

Pro vytvoření soupravy pneumatické pružiny, tvořené měchem a těsnicím uzávěrem, bylo již navrženo několik řešení. Například mohou být příruby měchu sevřeny mezi dvěma kovovými částmi silou svěracích šroubů, mohou také být sevřeny tvarovou částí uzávěru nebo těsně nasazeny na tvarovaném prstencovém kroužku.

Je známé upevnění a utěsnění s kombinací tvarované příruby měchu a těsnicího kovového kroužku podle patentového spisu DE-AS č. 3 246 599. Jiná řešení dosahují upevnění a utěsnění nerozebíratelným spojením mezi měchem a těsnicím uzávěrem a některá obsahují i píst.

Mají však nevýhodu, že při poškození pryžového měchu je nutno vyřadit celou soupravu pneumatické pružiny, což je neekonomické a škodlivé pro prostředí.

úkolem vynálezu je odstranit nedostatky známých řešení a vyvinout pneumatickou pružinu s vyměnitelným pružným měchem, předejít sklouzávání měchu při používání pneumatické pružiny a dosáhnout odpovídající vzduchotěsnosti. Dalším cílem je snížit výrobní náklady kovových částí a umožnit jednoduchou montáž pružiny.

Řešení podle vynálezu se týká uzávěru pneumatické pružiny, tvořené elastickým měchem z pryže nebo jiného pryži podobného syntetického materiálu s textilní vložkou jako výztuhou a s koncovou přírubou vyztuženého drátem, nejlépe ocelovým, a jeho podstatou je, že k víku uzávěru, s plochami k dosednutí elastického měchu přužiny v rovině kolmé k ose pružiny, je připojena jako těsnicí člen válcovitě symetrická disková příruba s naváděcí částí s plynule se zvětšujícím průměrem a na ni navazující částí a plynule se zmenšujícím průměrem, která spolu s víkem a přírubou měchu vymezuje prstencovou dutinu. Prstencová dutina, vytvořená mezi měchem a diskovou přírubou může být vyplněna surovou pryží nebo jinou pružně přilnavou hmotou. Je výhodné, když mají naváděcí část diskové příruby s plynule se zvětšujícím průměrem a na ni navazující část s plynule se zmenšujícím průměrem kuželovitý tvar až ke styčné ploše víka. U dalšího výhodného provedení předmětu vynálezu je poloviční úhel kuželovitosti naváděcí části diskové příruby v rozmezí 3 až 7° a část diskové příruby se zmenšujícím se průměrem je provedena ve tvaru oblouku s poloměrem zaoblení, přičemž výška diskové příruby, měřená od místa styku s víkem, je rovna 2 až 4násobku poloměru zaoblení.

Válcově symetrická disková příruba je použita na jednom nebo obou koncích pružného měchu a může být jednoduše vyrobena lisováním s plechu. Ploché víko s dosedaci plochou slouží k zajištění správné polohy měchu a jeho vzduchotěsnosti.

Pro snadnější pochopení předmětu vynálezu jc popsáno několik známých provedení uzávěrů pneumatické pružiny, kromě příkladného provedení uzávěru podle vynálezu, s odvoláním na výkresy, kde znázorňují obr. 1 až 5 známá provedení uzávěrů pneumatických pružin, obr. 6 částečný osový řez výhodného provedení uzávěru podle vynálezu, obr. 7 částečný řez jiným příkladným provedením uzávěru pneumatické pružiny podle vynálezu a obr. 8 řez dalším příkladným provedením uzávěru podle vynálezu.

U známého uzávěru pneumatické pružiny, znázorněné v částečném řezu na obr. 1, se příruba měchu 1 vkládá do příslušně tvarované části těsnicího členu 2, pro dosažení hermetického utěsnění. Operace je značně obtížná vzhledem k zavulkanizovanému okrajovému výztužCS 274 477 B2 nému drátu 5. Nato se na závitové čepy, kterých je nejméně osm a jsou zapuštěny v těsnicím členu 2, nasadí těsnicí víko 3 připojovacím hrdlem tlakového vzduchu a upevní se maticemi 4. Po utažení matice 4 příslušným momentem se dosáhne požadovaného utěsnění mezi přírubou měchu 1 a těsnicím víkem 3·

Stejným způsobem jako na obr. 1 je na obr. 2 znázorněno jiné z praxe známé řešení uzávěru pneumatické pružiny, u níž je hermetického utěsnění rovněž dosaženo šrouby. V porovnání s provedením podle obr. 1, spočívá hlavní rozdíl v tom, že příruba 6 pružného měchu je vůči přírubě měchu J otočena o 180 °. Jelikož příruba 6 je s těsnicím členem 7 v těsném styku na kratším obvodu než příruba měchu 1, je počet upevňovacích šroubů 8 těsnicího členu 7 menší, obvykle jeden až čtyři kusy, a výrobní tolerance nemusí být tak přesné. Uspořádání těsnicího víka 9 a tlakovzdušné přípojky 10 odpovídá provedení podle obr. 1.

Na obr. 3 je v částečném řezu znázorněna přírubová část běžné pneumatické pružiny.

U provedení odpovídá utváření svinuté příruby měchu 1J v podstatě provedení podle obr. 1, přičemž víko není připevněno šrouby, ale je provedeno jako víko se zahnutým okrajovým lemem 12. To znamená, že měch 11 nemůže být při poškození vyměněn a musí být společně s ním zahozeno i víko s tlakovzdušnou přípojkou 13 a s ostatními na něm umístěnými armaturami a přípojkami.

Na obr. 4 je v částečném řezu znázorněno provedení rovněž běžně používané příruby měchu pneumatické pružiny. Příruba měchu J4 je natažena na profilovaný prstencový kroužek J6, přivařený k těsnicímu víku 15· V tomto případě je hermetického utěsnění dosaženo rozměrovým překrýváním, přičemž odpor měchu 14 proti sklouznutí je dosahován jen adhezi styku kuželovitých těsnicích povrchů. Toto provedení je sice snadno smontovatelné, avšak v extrémně vypružené poloze může měch 14 z prstencového kroužku J6 snadno sklouznout.

Na obr. 5 je v částečném řezu znázorněno rovněž známé provedení pneumatické pružiny, znázorňující čaeto používaný způsob utěsnění přírub měchu kovovými těsnicími částmi. V tomto případě - stejně jako u provedení podle obr. 4 - je vzduchotěsný styk dosažen na kuželovitých plochách kovové těsnicí části 17 a příruby měchu 18, vhodně se překrývajících. Rozsah překrytí a úhel kuželovítosti ovlivňují možnost sestavení, vzduchotěsnost a těžnou sílu, tj. sílu potřebnou pro svlečení příruby měchu J8 z kovové těsnicí části J7. Pro dosažení správného překrytí a utěsnění je nutná velmi přesné výroba. Avšak i při nejvyšší přesnosti mohou vzniknout problémy v souvislosti s odporem proti stahovacím silám.

Pro řešení tohoto problému bylo vyvinuto provedení s výstupkem J9a na kuželovitém povrchu kovové těsnicí části J7 za účelem vytvoření překážky proti sklouznutí měchu J8. Jak je z obr. 5 zřejmé, je v tomto případě kovová těsnicí část J7 opatřena prstencovým výstupkem 19a bránícím sklouznutí příruby měchu 18. Při provedení je pro sklouznutí příruby měchu 18 z kovová těsnicí části J7 potřebný mnohem vyšší vnitřní přetlak než například u provedení prstencového kroužku J6 podle obr. 4. Předcházení sklouznutí příruby měchu J8 z kovové tδ«ničí části J7 je velmi důležité i u pneumatických pružin pracujících při nízkém přetlaku. Výhoda výstupku J9a spočívá také v tom, že brání sklouznutí příruby měchu JR z kovové těsnicí části J7 u pneumatických pružin pracujících v extrémních polohách, tj. při úplném stlačení a uvolnění pneumatické pružiny. Nevýhodou je, že výstupek J9a vyžaduje přesnou výrobu, nebol může být proveden jen nákladným obráběním a že také montáž vyžaduje použití speciálních pneumatických nástrojů s vysokým vnitrním tlakem.

U provedení uzávěru podle vynálezu, znázorněného na obr. 6, je víko 21 opatřeno diskovou přírubou 19 s víkem 21 spojenou svařením nebo slepením. Disková příruba 19 tvoří přitom charakteristickou součást kovové výstroje pneumatické pružiny, která může být snadno vyrobena hlubokým tažením z plechu. Měch 20 je svou přírubou 20a vnitřním přetlakem vzduchu navlečen na povrch kuželovité se zužující části diskové příruby 19. Působením přetlaku se pružný pryžový okraj příruby 20a měchu 20 zdeformuje tak, že horní část příruby 20a wěchu 20 sklouzne přes největší průměr diskové příruby 19 a zaskočí do dutiny 22, vytvořené částí diskové příruby JO o zmenšujícím se průměru, vymezenou poloměrem R zaoblení, jak je zřejmé z obr. 6. Y průběhu nasouvání příruby 20a měchu 20 na diskovou přírubu 19 je dokladem její

CS 274 477 B2 konečné polohy to, že příruba 20a měchu 20 zaujme svou konečnou polohu v dutině 22. náhle, což je většinou doprovázeno praskavým zvukem.

Po zaskočení koncové části příruby 20a měchu 20 do dutiny 22 se zbývající volný prostor dutiny 22 mezi přírubou 20a měchu 20 a diskovou přírubou 19 vyplní směsí surové pryže, navulkanizované k povrchu příruby 20a měchu 20, přičemž je možno pevnost spojení dále zvýšit vložením kovové výztuhy do pryžové výplně. Opotřebený měch 20 může být potom odříznut, výplňový materiál z dutiny 22 lze snadno vybrat a diskovou přírubu £9 je možno znovu použít.

Příruba 20a měchu 20 s do ní zasunutou diskovou přírubou J.9, zajištující vzduchotěsné uzavření, vytvářejí společně podstatnou část řešení uzávěru pneumatické pružiny podle vynálezu. Disková příruba J.9 může přitom být s kovovým víkem 21. spojena šroubovými spoji nebo svařena nebo s ním může být slepena nebo je také možno použít jiný vhodný způsob vzájemného spojení.

Na obr. 7 a obr. 8 jsou znázorněny příruby 20a měchu 20, nasazené na diskových přírubách 19. Diskovými přírubami 19 j3ou opatřeny oba konce pružného měchu 20, přičemž diskové příruby '9 mohou mít stejné rozměry, obr. 7, nebo jejich průměry mohou být odlišné, obr.

8. Tyto diskové příruby 19 jsou rozebíratelně spojeny s pryží přírub 20a s textilní vložkou měchu 20, aby nedocházelo k nežádoucím pnutím v pryži, obsahující textilní vložku. Příruby 20a měchu 20 přitom zajišťují spolehlivou funkci i v plně zatíženém stavu.

Pružný měch 20 v provedení podle obr. 7, vyrobený ze směsi pryže, vyztužené textilní vložkou, může přitom mít kuželovitý nebo válcový tvar. Měch 20 je přitom opatřen přírubami 20a o stejných nebo rozdílných průměrech a souměrnými kolem osy měchu 20.

Jak je zřejmé z obr. 6, je část příruby 20a měchu 20 pneumatické pružiny zatlačena do dutiny 22 nad diskovou přírubou 19, takže je třeba vyvodit zvláštní sílu, potřebnou pro překonání odporu proti jejímu sesunutí z diskové příruby J.9, která doplňuje síly, které jsou výsledkem překrývání a vnitřního přetlaku.

Úhel kuželovitosti naváděcího kužele diskové příruby 19 je přitom možno účelně provést tak, aby poloviční úhel ύ kuželovitosti byl v rozmezí 3 až 7°, přičemž výška diskové příruby 19, tj. délka kolmice měřené od s ní spojené styčné plochy víka 21., se účelně volí 2 až 4násobně delší, než je poloměr R zaoblení horní části diskové příruby J.9.

Při upevnění příruby měchu pneumatické pružiny podle vynálezu je možno přírubu měchu rozčlenit na tři funkční pásma znázorněná na obr. 6: pásmo A je vymezeno povrchem příruby měchu, schopným značné deformace, jehož pružností se dosáhne utěsnění; pásmo B je vymezeno povrchem příruby měchu s vloženým okrajovým vyztužovacím drátem, zajištujícím stabilní uchycení a utěsnění měchu; pásmo C je tvořeno rozpínavým povrchem, který je ve styku s kovovým povrchem kuželovité části diskové příruby, nalisovaný na něj přes jeho největší průměr tak, že je s ním ve styku na plynule se zmenšujícím průměru; odpor proti sklouznutí je přitom úměrný velikosti síly při opakovaném stlačování pneumatické pružiny.

Důsledkem řešení podle vynálezu tedy je, že přírubové provedení měchu pneumatické pružiny umožňuje lepší využití možností, vyplývajících z pružnosti známé příruby měchu pro dosažení požadované vzduchotěsnosti.

Dalším důležitým důsledkem řešení podle vynálezu je, že při použití diskové příruby a příruby měchu v účelném tvarování je možno dosáhnout úspor na výrobních nákladech a značně zvýšené vzduchotěsnosti v porovnání s běžnými uzávěry známých pneumatických pružin, přičemž montáž může být prováděna jednodušší technologií a opravy jsou hospodárnější.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Uzávěr pneumatické pružiny, která je tvaru elastického měchu z pryže nebo jiného pryži podobného syntetického materiálu s textilní vložkou jako výztuhou, je opatřena koncovou přírubou vyztuženou drátem, nejlépe ocelovým, vyznačující se tím, že k víku (21) uzávěru, s plochami k dosednutí elastického měchu (20) pružiny v rovině kolmá k ose pružiny, je připojena jako těsnicí člen válcově symetrická disková příruba (19) s naváděcí částí s plynule se zvětšujícím průměrem a na ni navazující částí s plynule se zmenšujícím průměrem, která spolu s víkem (21) a přírubou měchu (20) vymezuje prstencovou dutinu (22).
2. 2. Uzávěr pneumatické pružiny, podle bodu 1, vyznačující se tím, že prstencová dutina (22), vytvořená mezi měchem (20) a diskovou přírubou (19), je vyplněna surovou pryží nebo jinou pružně přilnavou hmotou.
3. 3. Uzávěr pneumatické pružiny, podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že naváděcí část diskové příruby (19) s plynule se zvětšujícím průměrem a na ni navazující část s plynule se zmenšujícím průměrem mají kuželovitý tvar, pokračující až ke styčné ploše víka (21).
4. 4. Uzávěr pneumatické pružiny podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že poloviční úhel (¢¢) kuželovitostí naváděcí části diskové příruby (19) je v rozmezí 3 až 7° a že část diskové příruby se zmenšujícím .se průměrem je provedena ve tvaru oblouku s poloměrem zaoblení (R), přičemž výška (h) diskové příruby (19), měřená od styku s víkem (21), je rovna 2 až 4násobku poloměru zaoblení (R).