CS29790A2 - Rubber springing element - Google Patents

Description

J.57- 9ο

Vynález se týká pryžového pružícího prvku, tvořeného těle-uho sem ze základní pryžíové hmoty^a: opatřeného soustavou průchozíchkanálků, které se protínají v dutinách, vytvořených v pryžovémtělese. Každá dutina v pryžovém tělese je protínána nejméně jed-ním průchozím kanálkem.

Pojem "pryžové těleso", používaný v tomto popisu a-př-fedmč-Lu-vynálezu, označuje plošný něho prostorový útvar z pryže něhopodobné hmoty na bázi pryže. Pryžové těleso tak může mít formupásového materiálu, plošného materiálu, desek, pásů nebo troj-rozměrných bloků nebo těles, zejména krychlí, hranolů, válečků,komol^kuželových těles, popřípadě libovolných jiných pravidel-ných nebo nepravidelných útvarů v závislosti na potřebách urči-tého konkrétního oboru jeho využití.

Dutá pryžová tělesa nebo vylehčená pryžová tělesa toho dru-hu, který byl uveden v úvodu, jsou dosud nejčastěji používánajako pružicí prvky nebo jako tlumicí prvky.

Pryžová tělesa, používaná jako tlumicí prvky, jsou u dosudznámých provedení opatřena poměrně objemnými vnitřními dutinami,které jsou vzájemně propojeny kanálky s velmi malou průřezovouplochou. Vnitřní dutiny takového tlumicího bloku jsou vyplněnytlumicí tekutinou. Touto tlumicí tekutinou může být napříkladtekutina známá z JP-OS 52-37675 A nebo také jednoduše vzduch, 2 jak je známo například z DE-OS 30 17 379 A1, kde je popsáno ře-šení pro nábytkové čalounění.

Dutiny tohoto tlumicího prvku působí v průběhu deformacemateriálu působením užitného zatížení jako měchová čerpadla,která vytlačují tlumicí tekutinu, obsaženou v nich před působe-ním zatížení, úzkými spojovacími kanálky do sousedních dutin,které se tím roztahují, přičemž proti vytlačování tekutiny ka-nálky působí hydraulický odpor, úměrný průřezu kanálků. Spojová-

Cm tvu cí kanálky jsou'tedy škrticími kanálky, kteréž vyvolávají/tlumicíúčinek. Jakmile přestane užitné zatížení působit, využije se tvarová pamět a pryžová pružnost materiálu tlumicího prvku k obno-vení objemu dutin a k jejich opětnému vytvarování do původního tvaru, takže pružnost materiálu působí do určité míry jako vrat-ná pružina, vykonávající sací zdvih pomocí rozpínajících se du-tin, sloužících jako měchová čerpadla.

Tlumicí prvky tohoto druhu jsou z hlediska svých pružícíchparametrů velmi tvrdé. Pružící charakteristika těchto tlumičůodpovídá nejméně strmě stoupající charakteristice plnopryžovýchtlumičů. Duté pryžové pružiny tohoto druhu nejsou proto použi-telné pro technicky náročné pružící úkoly, zejména pro měkké pé-rování. Pryžové tlumicí prvky tohoto druhu jsou proto použitel-né jen pro tlumení některých konstrukčních prvků strojů, ale ne-mohou sloužit jako pérovací elementy.

Pryžový tlumicí prvek na bázi dutého pryžového bloku, slou-žící jako pryžový tlumič nebo ložisko, je znám z EP-PS 187 888B1. Také tento dutý pryžový prvek je tvořen pryžovým blokem,ve kterém jsou vytvořeny dutiny a průchozí kanálky. Dutiny vy- tvořené v pryžovém bloku, které jsou zejména kulovité a jsourovnoměrně rozloženy, jsou protínány kanálky tak, že každou zdutin prochází jediný kanálek. Kanálky se přitom kříží v tělesetlumicího prvku v různých úrovních, aniž by se vzájemně protína-ly. Kanálky tak vytvářejí v každé výškové úrovni jedinou sousta-vu vzájemně rovnoběžných kanálků, přičemž tyto soustavy se na-vzájem kříží co do směru svýýh kanálků, jsou uspořádány vzájemněnad sebou a nikdy se neprotínají. U pryžového pružícího prvku, vyrobeného z takového kanálkyvylehčeného pryžového bloku ve funkci pryžového tlumiče nebo pry-žového ložiska, je ložiskový připojovací díl, zejména úložný díla podpěrný díl, opatřen zpravidla ocelovou deskou s připojovací-mi šrouby nebo s připojovacími prvky s vnitřním závitem, která jeupravena na vzájemně protilehlých a paralelně uspořádaných plo-chách bloku nebo pryžového tělesa tak, že je rovnoběžná se sou-stav ami kanálků.

Takto vytvořený pryžový pružící prvek má i při vyrobení z po-měrně tvrdé pryže v důsledku opatření soustavou dutin a kanálkůpružící charakteristiky, odpovídající poměrně měkkému tělesu, apři uspořádání dutin v oblasti úložné plochy a podpěrné plochyprvku se dosahuje překvapivě dobrého akustického oddělení oboutěchto mezních ploch.

Jestliže u těchto pryžových pružících prvků má být na jednéstraně zajištěno co nejširší lineární pracovní rozmezí deformacea na druhé straně má být pokud možno odstraněna možnost prolome-ní vnitřních obvodových ploch dutin a kanálků, tedy má být zame-zeno vzniku tak zvaného zlomového efektu v pružící charakteristi- ce, je hustota rozmístění dutin a kanálků a jejich rozměry pev-ně stanovena.

Meze pro použití těchto pryžových tlumicích bloků jsou dálestanoveny jejich geometricko-konstruktivními omezeními, souvise-jícími s jejich vzájemně rovnoběžnými soustavami vnitřních kanál-ků, a požadavkem na uspořádání kanálků ve vzájemně rovnoběžnýchrovinách bez vzájemného protínání a současně na uspořádání sou-stav kanálků rovnoběžně s úložným a podpěrným dílem bloků. Úkolem vynálezu je proto vyřešit provedení pryžového pruží-cího prvku, u kterého by se nevyskytovala uvedená konstrukční omezení a který by byl použitelný pro komplexnější oblasti využitípři zachování široké, měkké a plynulé pracovní charakteristiky voblasti pružícího rozsahu, přičemž by u pružícího prvku měly býtzachovány příznivé akustické vlastnosti v místech připojení prv-ku k okolní konstrukci,

Na základě využití dosavadních poznatků známého stavu techni-ky a s ohledem na potřeby a požadavky konstruktérů na vytvořeníměkčích pryžových pružících prvků s plynulou pružicí charakteris-tikou je dalším úkolem vynálezu vyřešit konstrukci takového pru-žícího prvku, který by neměl sníženou pevnost materiálu ani tu-host materiálu a u kterého by nedocházelo k předčasnému prolome-ní stěn dutin a kanálků, přičemž by mělo být dosaženo bez zhor-šení akustických vlastností prvku v místě jeho připojení k okol-ní konstrukci širšího pracovního rozsahu s měkčími a méně strměprobíhajícími charakteristikami s větším rozsahem deformací bezzlomů vnitřních stěn dutin a kanálků.

Tento úkol je vyřešen pryžovým pružícím prvkem podle vyná-lezu, jehož podstata spočívá v tom, že součet ploch světlých - 5 - průřezů kanálků činí nejméně 25% průřezové plochy největšíhosvětlého průřezu nejblíže uložené dutiny, protínané těmito ka-nálky, a součet průřezových ploch kanálků má být menší než 80%průřezových ploch dutin, měřených v místech jejich největšíchprůměrů.

Podle výhodného konkrétního provedení jsou jednotlivé ka-nálky pryžovém tělese vzájemně propojeny bud přímo nebo prostřed-nictvím dutin, ve kterých se kanálky protínají. Kanálky se protí-nají mimo dutiny v takovém případě, kdy se v jednom bodu protína-jí více než tři kanálky, ležící v různých rovinách. V alternativ-ním konkrétním provedení leží průsečík os dutých kanálků v duti-ně zejména tehdy, jestliže se v tomto průsečíku stýkají v jednérovině nejméně dva kanálky.

Vnitřní dutiny pružícího prvku podle vynálezu mají zejménakulovitý tvar a kanálky mají kruhový průřez. Kanálky mohou býtuspořádány v rovinách, které jsou kolmé na zatěžovací vektoružitného zatížení, působícího na pružící prvek. Kanálky a dutinyjsou uspořádány nejméně ve dvou takto nad sebou a kolmo na směrzatěžovacího vektoru uložených rovinách a průsečíky kanálků jsouv sousedních rovinách vzájemně přesazeny do volných míst v mříž-ce sousední roviny. Kanálky uspořádané v jedné rovině vytvářejízejména pravoúhelníkovou nebo šestiúhelníkovou mřížku; v jinémkonkrétním provedení pružícího prvku podle vynálezu, majícího válcový nebo mnohoúhelníkový tvar, probíhají kanálky v radiálnímsměru a svírají spolu stejný úhel, přičemž se všechny protínajíve středové dutině. V dalším výhodném provedení pryžového pružícího prvku podlevynálezu jsou kanálky a dutiny rovnoměrně rozděleny v tělese prv- - 6 - ku a jsou uspořádány do poměrně vysoce symetrické, zejména kubic-ké, hexagonální nebo tetragonální prostorové sítě. Kanálky jsouve výhodném provedení alespoň na jednom svém konci otevřené.

Podstata způsobu výroby pryžového pružícího prvku podle vy-nálezu, při kterém se pryžová směe tvarově lisuje nebo vstřikujedo formy formovacího zařízení, opatřené formovacími jádry, spo-čívá v tom, že se k formování používá opakovaně využitelných vtlačovacích jader. Z dosavadních poznatků pružných pryžových prvků vyplývá prořešení úkolu zásada, že průřezová plocha kanálků, procházejícíchdutinami v pružném pryžovém prvku, má být v porovnání se světlouprůřezovou plochou dutin co největší, přesněji řečeno že průře-zová plocha kanálků, měřená v rovinách kolmých na podélné osy ka-nálků, má být nejméně 25% plochy průřezu dutin v místech jejichnejvětších průměrů.

Jinými slovy, vynález je založen na poznatku, že kanálky mu-sí mít nejen určitý minimální průřez, ale musí mít takovou svět-lou průřezovou plochu, která by zajišťovala co největší omezeníškrticího účinku pro uvnitř obsažený vzduch, přičemž světlý prů-řez kanálků má být současně v takovém vztahu ke světlým průře-zům dutin, protínaných kanálky, že pro světlý průřez kanálků pla-tí minimální poměrná hodnota 25%í rozumí se, že světlé průřezyjsou měřeny v průřezových rovinách, které jsou vzájemně rovno-běžné. Pokud mají kanálky v pryžovém tělese zachován tento mini-mální poměr mezi průřezovými plochami kanálků a dutin, mohou sekanálky protínat v tělese i přímo mezi sebou, aniž by docházelok prolamování jejich stěn. Překvapující na těchto výsledcích jepředevším to, že takto vytvořené pryžové pružící prvky při zachy-cování odpérovávaného zatížení se zatěžovacím vektorem kolmým - 7 - na rovinu proloženou soustavami kanálků nevykazují žádné prola-movací efekty v pružící charakteristice. Akustické oddělení úlož-né plochy od podpěrné plochy zůstává přitom zachováno praktickybeze změny, jestliže celková plocha světlých průřezů kanálků či-ní nejvýše 85% světlých průřezových ploch nejbližších dutin, pro-tínaných kanálky. Jestliže je součet průřezových ploch kanálkůvětší než 80% plochy průřezů dutin v místech jejich největšíchprůměrů, snižuje se již akustický tlumicí účinek bloku mezi úlož-nou plochou a opěrnou plochou, aby potom při stejné průřezovéploše kanálků a dutin, to znamená v případě kdy již v tělesenejsou žádné dutiny, ale pouze soustavy kanálků, se zcela ztra-til využitelný tlumicí účinek.

Jinými slovy, celkový součet průřezových ploch kanálků má býttakový, aby se nacházel v rozsahu od 25% do 80% součtu průřezo-vých ploch dutin, protínaných těmito kanálky. Takto vytvořené avzhledem k .průřezům dutin dimenzované kanálky se potom mohou, av tom je vlastní jádro řešení podle vynálezu, protínat v pryžo-vém tělese i mezi sebou navzájem, aniž by přitom docházelo k pro-lamovacím efektům, přičemž tato úprava přináší další změkčenípružicí charakteristiky pryžové základní hmoty, která může býttvořena i tvrdším materiálem. Při tomto uspořádání kanálků v pryžovém tělese se mohou osykanálků protínat v podstatě jak v dutinách, to znamená kanálkyvyúsíují do společných dutin, tak i mimo dutiny, to znamená,žese protínají mimo dutiny. V takových mimodutinových průsečícíchby se neměly protínat více než zejména dva, v žádném případě ví-ce než tři kanálky. Tyto průsečíky os kanálků jsou v pryžové zá-kladní hmotě rozděleny tak, že jsou umístěny v průsečících mříž-ky jedné rovinné soustavy kanálků a vůči sousední rovinné sou- stavě jsou umístěny přesazené proti průsečíkům sousední sousta-vy, tedy proti volným místům v mřížce sousední soustavy.

Dobrých tlumicích účinků je možno dosáhnout nejen u prosto-rové mřížkové sítě, sestávající z navzájem rovnoběžných soustavkanálků, to znamená u mřížkové sítě s kubickou, hexagonální nebotaké tetragonální strukturou rozdělení dutin v pryžové základníhmotě a sjpřímým bezprostředním křížením kanálků mimo dutiny, aletaké u radiálního uspořádání a rozmístění dutin a kanálků napří-klad ve válcovém pryžovém bloku. V tomto případě jsou kanálkyuspořádány do rovinných soustav, ležících v rovinách kolmých napodélnou osu válcového bloku, a jsou vyústěny do středního kaná-lu většího průřezu, který prochází celým pryžovým blokem a je vy-ústěn do okolního prostoru na obou svých koncích.

Konstrukce podobných válcových tlumicích prvků, naplněnýchtlumicí tekutinou a vytvořených jako plochá tlumiče, jsou známéz JD-OS 52-37675* Dutiny jsou v tomto případě vytvořeny jako sto-jaté pravidelně rozmístěné válce, které jsou vzájemně spojeny tenkými škrticími kanálky, které se rovněž vzájemně protínají v plošné struktuře pravidelné šestiúhelníkové mřížky, přičemž jejichkřížení jeumístěno do osy dutin. Tyto tlumiče se vyrábějí tak,že se nejprve vystříknou z pryžového materiálu dva samostatné formové díly, které se potom v další pracovní operaci vzájemně spo-jují. Tento výrobní postup je však pro hromadnou výrobu pryžovýchpružících prvků, například pro automobilový průmysl, zcela ne-vhodný.

Způsobem výroby pryžových pružících prvků podle vynálezu,kterým se pružící prvek vyrábí vstřikováním nezesítěné pryžové hmoty do formy formovacího zařízení, opatřené průchozími formo-vacími jádry pro vytvoření kanálků a dutin, se odstraní nedostatky uvedeného známého dvoufázového výrobního postupu, přičemž protínající se kanálky se vytvoří pomocí opakovatelně použitelnýchocelových vtlačovaných jader. Tato ocelová formovací jádra jsoui při výrobě rozměrných pryžových pružících a tlumicích prvkůsnadno uvolnitelná a mohou se dokonce vytahovat z formy součas-ně ve formě celého bloku jader.

Po odformování je vytvořen pružný pružící prvek, který můžebýt okamžitě použit. Příklady provedení pryžového pružícího prvku podle vynálezujsou zobrazeny na výkresech, kde obr.1 znázorňuje pryžový pruží-cí prvek ve vodorovném řezu, na obr.2 je pryžový pružící prvekv řezu rovinou II-II z obr.1 a obr.3 znázorňuje druhý příkladprovedení pryžového pružícího prvku s radiálním uspořádáním ka-nálků a dutin.

Na obr.1 je znázorněn vodorovný řez pryžovým pružícím prvkemv prvním příkladném provedení, opatřeným dvěma soustavami navzá-jem rovnoběžných kanálků 2, 4» které se protínají v pravém úhlua v jedné rovině.

Pryžový pružící prvek podle vynálezu je tvořen pryžovým tě-lesem 1_ ze základní pryžové hmoty, vytvořeným ve formě bloku aopatřeným první soustavou vzájemně rovnoběžných prvních kanálků2, procházejících pryžovým tělesem a prostupujících středemsymetricky rozmístěných dutin £ kulového tvaru. 10 -

Kolmo k této první soustavě prvních kanálků 2 je uspořádá-na druhá soustava druhých kanálků 4 v pryžovém tělese 2» prostu-pujících rovněž středově souměrně pravidelně rozmístěné dutiny 5.Prostorová mřížka, představovaná spojnicemi středů druhých dutin 5, je mezilehlou mřížkou ke kubické mřížce, tvořené spojnicemistředů prvních dutin Rozhodující přitom není v prvé řadě sou-měrnost jednotlivých mřížek nebo jejich vzájemného přesazení, alerovnoměrné rozložení dutin 3» 5 a kanálků 2, 4 v pryžovém těle-se 2·

Na obr.2 je vyznačen zatěžovací vektor P, který je ve znázor-něném příkladném provedení kolmý na roviny, ve kterých leží sou-stavy kanálků 2, 4» tedy kolmý na rovinu řezu, zobrazenou naobr.1.

Obr.3 znázorňuje druhý příklad provedení pryžového pružícíhoprvku podle vynálezu, vytvořeného ve formě válcového pryžovéhotělesa, zobrazeného na obr.3 ve vodorovném řezu a půdorysném po-hledu a opatřeného oboustranně otevřenými kanálky 6, které jsouuspořádány radiálně a jsou zaústěny do středového otvoru 7» pro-cházejícího od jedné čelní strany válcového bloku k druhé a ote-vřeného na obou stranách. Podélná osa středového otvoru je mís-tem, kde se protínají všechny osy radiálně uspořádaných kanálků 6. Pryžový pružící prvek podle příkladu z obr.3 je určen pro od-pružení zatížení, působícího rovnoběžně s podélnou osou středo-vého otvoru 7·

Claims (13)

11 PATENTOVÉ NÁROKU

1 . Pryžový pružící prvek, tvořený pryžovým tělesem, pro-stoupeným kanálky a dutinami uspořádanými tak, že každá dutina pryžovém tělese- je prostoupena nejméně jedním kanálkem, vy-značující se tím, že kanálky /2, 4/ mají plošný obsah svéhosvětlého průřezu -při—ote-js-ém směrování^průřezových rovin/kolrocjůhna podélnou osu kanálků /2, 4/ roven vždy nejméně 25% plošnéhoobsahu největšího světlého průřezu násl-edují-cí dutiny /5, 5/,pro stoup enjebkanálkt^? /2, 4/.

2, Pryžový pružící prvek podle bodu 1 vyznačující se tím,že plošný obsah světlého průřezu kanálků /2, 4/ při ntojném nmě-rování-řezových rovin· kcl-mc k podélné asb kanál kn··-/2-4/ je ro-ven nejvýše 80% plošného obsahu největšího světlého průřezu sá-sl-edu jígí dutiny /3» 5/, prostoupen^dikanálkj» /2, 4/ ·

3. Pryžový pružící prvek podle bodů 1 a 2X vyznačující se Jsou tím, že kanálky /2, 4/ psctu v-pryš-evém tělese-ýí/Amezi sebou pro-pojeny a buS se protínají přímo navzájem nebo se protínají v du-tinách /3, 5/»

4. Pryžový pružící prvek podle bodů 1 až 3* vyznačující setím, že kanálky /2, 4/ se protínají přímo mezi sebou mimo dutiny/3» 5/, jestliže se v jednom průsečíku střetávají nejvýše třikanálky /2, 4/, které neleží v j<

to o

12

5. Pryžový pružící prvek podle bodů 1 až 3^ vyznačující setím, že průsečík kanálků /2, 4/ leží uvnitř dutiny /3, 5/, je-stliže se v tomto průsečíku střetávají v jedné rovině více neždva kanálky /2, 4/·

6. Pryžový pružící prvek podle bodů 1 až 5^ vyznačující setím, že kanálky /2, 4/ mají kruhový průřez a dutiny /3, 5/ majíkulový tvar.

7. Pryžový pružící prvek podle bodů 1 až 6/ vyznačující setím, že kanálky /2, 4/ jsou uspořádány v rovinách kolmých na za- těšovací vektor užitného zatížení, působícího na pružící prvek.

8. Pryžový pružící prvek podle bodu 7^ vyznačující se tím,že kanálky /2, 4/ a dutiny /3, 5/ jsou uspořádány v nejméně dvourovinách, umístěných nad sebou ve směru působení zatěžovacíhovektoru, přičemž průsečíky kanálků /2, 4/ ve dvou sousedníchrovinných soustavách jsou uspořádány vzájemně přesazené a protivolným místům v sousední soustavě.

9. Pryžový pružící prvek podle bodů 7 a 8* vyznačující setím, že kanálky /2, 4/ ležící vž-dy v jedné rovině jsou uspořá-dány do pravoúhelníkové nebo šestiúhelníkové plošné mřížky.

10. Pryžový pružící pivek podle bodů 7 a 8^ vyznačující setím, že kanálky /6/ v jedné rovině kotoučového nebo hranolovéhopryžového tělesa /1/ jsou uspořádány radiálně, svírají spolustejné středové úhly a protínají se navzájem ve středovém otvo-ru /7/. - 15 -

11. Pryžový pružící prvek podle bodů 1 až 10^ vyznačujícíse tím, že kanálky /2, 4/ a dutiny /3, 5/ jsou v pryžovém těle-se /1/ prostorově rovnoměrně rozděleny a uspořádány do souměrné,zejména krychlové, šestiboké nebo čtyřboké prostorové mřížky.

12. Pryžový pružící prvek podle bodů 1 až 11 / vyznačujícíse tím, že kanálky /2, 4» 6/ jsou alespoň jednostranně otevřené.

13. Způsob výroby pryžového pružícího prvku podle bodů 1 až12^ při kterém se pryžová směs vstřikuje do formy nebo lisuje veformě formovacího zařízení, prostoupené formovacími, jádry, vyzna-čující se tím, že se k formování použije opakovatelně použitel-ných vtlačovaných formovacích jader. (L