CZ22828U1 - Plynová pružina s tlumením - Google Patents

Description

Oblast techniky

Toto technické řešení se týká plynové (pneumatické) pružiny s tlumením, ve které je pracovní plyn volitelně za účelem pružení a tlumení návratu přepouštitelný mezi pracovním válcem a zásobní komorou.

Dosavadní stav techniky

V dosavadním stavu techniky, zejména v automobilovém průmyslu, je známá celá řada řešení plynových pružin s tlumením.

V první řadě uvádíme dokument GB 1520028. Ten popisuje zajistitelnou pneumatickou (nebo hydropneumatickou) pružinu, kde dochází k tlumení přepouštěním skrz těleso pístu. Komora, do které je přepouštěno, však není uspořádána v pístní tyči. Dutá pístní tyč se zde použije pouze k plnění této pružiny. To má za důsledek nejen to, že pružina není dostatečně kompaktní, ale zejména je značně omezen pracovní zdvih takové pružiny.

Dokument US 3059916 popisuje vzduchový tlumič pro vozidlo s regulací přizpůsobující jeho charakteristiky zatížení vozidla. Přepouštěcí komora je zde uspořádána externě.

Další plynovou pružinu popisuje dokument GB 2265435. Celé přepouštění je však zde koncipováno pouze pro nastavení délky pružiny (konkrétně výšky odpružené židle), pružina není tlumená. Na podobném principu funguje také řešení popsané v dokumentu US 2008179795.

Dokument DE 102009005381 popisuje zařízení pro pružení a/nebo tlumení, které je vybaveno komorou s přídavným objemem média. Toto zařízení je však zcela jiné konstrukce (pro velmi specifické využití).

Ze spisu WO 94/19619 je znám tlumič nárazů zahrnující pracovní válec s pístem a pístní tyčí. Píst a pístní tyč mají ve své ose průchozí vrtání, ve kterém je otočně uložena regulační trubka a v regulační trubce je otočně uložena regulační tyč. Na volném konci pístní tyče vystupuje regulační trubka a regulační tyč v axiálním směru z vrtání pístní tyče a jsou opatřeny prostředky pro natáčení. V pístu jsou provedeny axiální průchozí otvory pro průtok média z prostoru nad pístem do prostoru pod pístem a zpět. Proti průchozím axiálním otvorům jsou na straně pístu odvrácené od pístní tyče uspořádány axiálně pohyblivé tlumicí disky opatřené axiálními průchozími otvory v kruhu souose s osou pístu. Mezi tlumicími disky jsou uloženy dva kotoučové ventily, přiléhající střídavě vždy k jedné z protilehlých čelních ploch tlumicích disků. Při průtoku pracovního média v jednom směru uzavře jeden kotoučový ventil průtok axiálními otvory jednoho tlumicího disku a druhý kotoučový ventil se oddálí od druhého tlumicího disku a uvolní průtok jeho otvory. K odvráceným čelním stranám tlumicích disků přiléhají otočně uložené regulační disky s obvodovými výřezy uspořádanými proti axiálním průchozím otvorům tlumicích disků. Natáčením regulačních disků lze zakrývat otvory axiálních průchozích otvorů tlumicích disků a škrtit průtok pracovního média tlumicími disky a pístem. Jeden regulační disk je spojen s koncem regulační trubky a druhý regulační disk je spojen s koncem regulační tyče. Natáčení regulačních disků a regulování tuhosti tlumiče nárazů lze provádět pomocí regulačních prostředků regulační trubky a regulační tyče, aniž by bylo nutné tlumič nárazů demontovat. Tlumič nárazů podle WO 94/19619 je však velmi složitý a výrobně náročný.

Dokument US 2008211149 popisuje řešení, které vytváří tři vzduchové komory, u kterých mezi dvěma komorami (v tomto dokumentu komory 17 a 18) dochází k proudění média a komory společně plní tlumicí funkci, zatímco třetí vzduchová komora (komora 16) je tvořena vzduchovým vakem a plní pouze pružící funkci. Toto provedení poměrně úspěšně integruje vzduchovou pružinu (vak) a vzduchový tlumič do jednoho zařízení. Lze předpokládat, že díky uspořádání za sebou (nad sebou) v jednom tělese dochází k určitým úsporám ve výrobních nákladech, ale de

- 1 CZ 22828 Ul facto se jedná o dvě samostatné vzduchové jednotky, vzduchovou pružinu a vzduchový tlumič, které by mohly stát i zcela samostatně, protože každá plní zcela jinou funkci.

Další plynová pružina, která také nesplňuje požadavky kladené na řešení podle tohoto technického řešení, je popsána v dokumentu US 4768758.

Jsou známá také kombinovaná vzduchová/hydraulická řešení. Takové řešení je možné nalézt např, ve Špičkových tlumičích pro automobilový průmysl vyráběných holandskou firmou KONI. Jejich hydraulický tlumič tlumí na základě přepouštění kapalného média (oleje) z prostoru nad pístem do prostoru pod pístem. Toto řešení tedy funguje na zcela jiném principu, a přepouštěcí systémy a systémy regulace jsou velice složité.

ίο Hydraulický tlumič je popsán např. v dokumentu US 4899853. V tomto dokumentuje navíc přepouštění realizováno externě (tedy komplikovaně a nedostatečně robustně), a přepouštěna je hydraulická kapalina.

^! Další řešení je popsáno v dokumentu US 2009189363 - to je opět konstrukčně složité, neobejde i se bez ocelové vinuté pružiny nebo jiné samostatné pružiny, a není dostatečně kompaktní.

Další složitá kombinovaná olejová pružina, tentokrát pro použití na jízdním kole, je popsána v dokumentu DE 10122729.

Další kombinovaná řešení, která také nesplňují požadavky kladené na řešení podle tohoto technického řešení, jsou popsána např. v dokumentech DE 10037026, US 4106596 a GB 1121154.

Podstata technického řešení

Všechna výše uvedená řešení podle dosavadního stavu techniky jsou konstrukčně složitá a obsahují mnoho jednotlivých prvků a často kombinují plynovou (zpravidla vzduchovou) nebo ocelovou pružinu s olejovým tlumičem. Jsou tedy náročná na výrobu a mají vysoké výrobní náklady.

Cílem tohoto technického řešení je odstranit nedostatky dosavadního stavu techniky a zajistit konstrukčně jednoduchou plynovou pružinu s tlumením návratu pístu, která s použitím stejných 25 jednoduchých prvků pri kompresi pracuje jako vzduchová pružina a ve fázi zdvihu jako vzduchový tlumič. Dalším cílem technického řešení je zajistit jednoduchými prostředky externí ovládání pružící i tlumicí charakteristiky i kontinuálně za provozu tlumicí pružiny. Dalším cílem technického řešení je nabídnout fakultativní funkci tzv. šokové klapky, angl. „throttle dashpot“, která při extrémních nárazech (vibracích) způsobí okamžité uzavření přepouštěcích otvorů mezi 30 pracovním válcem a přepouštěcí zásobní komorou. Dalším cílem technického řešení je zajistit pružinu výše uvedeného druhu s vysokou spolehlivostí, jednoduchou konstrukcí, snadnou demontáží a montáží, která by byla vyrobitelná v širokém rozmezí rozměrů.

Nevýhody dosavadního stavu techniky podstatnou měrou odstraňuje a cíl technického řešení splňuje pneumatická pružina zahrnující pracovní válec a v něm posuvně uspořádaný píst, při35 čemž pracovní plyn je volitelně (tj. v případě, že je tlumení požadováno) za účelem pružení a/nebo tlumení přepouštitelný mezi pracovním válcem a zásobní komorou, ve které je podle tohoto technického řešení zásobní komora uspořádána v pístní tyči. Obzvláště výhodné je pri tom výhodné uspořádání, ve kterém je zásobní komora tvořena dutým válcem představujícím pístní tyč, jehož jeden konec je uzavřen pístem. Takového uspořádání je obzvláště kompaktní (pri ma40 ximálním zdvihu), je konstrukčně jednoduché, výrobně levné a přitom vysoce spolehlivé, a to téměř pri libovolných rozměrech.

Za účelem regulace je v pístu s výhodou alespoň jeden přepouštěcí otvor opatřený alespoň jedním prvkem pro regulaci průtoku plynu (tj. vlastně škrticím prvkem pro regulaci průtoku pracovního plynu mezi pracovním válcem a zásobní komorou), který je s výhodou axiálně posouvatelný 45 vzhledem k přepouštěcímu otvoru (na způsob ventilu) a může jím být například regulační kužel nebo kroužek, nebo např. kombinace obou. Vznikne tak jednoduchými prostředky kompaktní plynová pružina s plynovým tlumičem integrovaným v téže jednotce.

CZ 22828 Ul

Regulace je s výhodou umožněna z vnějšku s pomocí regulační tyče pro axiální nastavování prvku nebo prvků pro regulaci průtoku plynu, která je s výhodou opatřena dorazy pro prvek pro regulaci průtoku plynu na obou stranách, tj. regulační tyč má horní doraz pro prvek pro regulaci průtoku plynu a dolní doraz pro prvek pro regulaci průtoku plynu. V obzvláště jednoduchém provedení může být horní doraz tvořen osazením na regulační tyči a dolní doraz např. tzv. Segerovou pojistkou uspořádanou na této regulační tyči.

Dále je s výhodou na regulační tyči uspořádán pružící prostředek pro vracení prvku pro regulaci průtoku plynu a také těsnicí prostředek pro utěsnění procházející regulační tyče vzhledem k zásobní komoře, kterou prochází, přičemž s výhodou jsou oba tyto prostředky tvořeny společně pružnou trubičkou, např. silikonovou trubičkou, která svým pružením vrací prvek pro regulaci průtoku plynu do jeho klidové polohy, a přitom utěsňuje zásobní komoru oproti průchodu této regulační tyče.

Takovéto uspořádání tedy umožňuje jednoduchými a levnými prostředky externí nastavování pružících i tlumicích charakteristik kdykoliv i za provozu plynové pružiny podle tohoto technického řešení.

S výhodou může být uspořádána alespoň jedna tzv. šoková klapka pro uzavření přepouštěcího otvoru v případě prudkého rázu v alespoň jednom směru, přičemž tato šoková klapka je s výhodou tvořena odpruženým kuželem nebo odpruženou planžetou. Takováto jednoduchá šoková klapka umožní, že plynová pružina podle technického řešení navíc získá tu vlastnost, že při extrémních nárazech (vibracích) způsobí okamžité uzavření (nebo případně částečné uzavření) přepouštěcích otvorů mezi pracovním válcem a přepouštěcí zásobní komorou, proto označení tohoto prvku jako šoková klapka.

Výhodné je, že tyto prvky, tj. prvky pro regulaci průtoku plynu (např. regulační kužely a/nebo kroužky) a příp. šokové klapky je možné uspořádat z libovolné strany pístu nebo i z obou stran pístu, a tak dosáhnout nastavovatelného tlumení a protišokové ochrany v obou směrech chodu pístu, a to vše při zachování jednoduché a kompaktní konstrukce.

Mezi utěsněním pístu vzhledem k pracovnímu válci a utěsněním horního víka pracovního válce, kterým prochází dutý válec tvořící pístní tyč, může být v prostoru mezi tímto dutým válcem a pláštěm pracovního válce uzavřen plyn tvořící pružný polštář v případě přiblížení pístu k hornímu víku pracovního válce při maximálním vytažení pístu. V tomto prostoru při návratu pístu tedy narůstá tlak a vznikne tak jakýsi plynový silent blok, který zabrání prudkému nárazu pístu na horní víko např. v případě úplného vyřazení tlumení uzavřením přepouštěcího otvoru, ať již prvkem pro regulaci průtoku plynu, nebo šokovou klapkou.

Mezi prvkem pro regulaci průtoku plynu a přepouštěcím otvorem může být s výhodou uspořádána distanční vložka pro zabránění úplného uzavření přepouštěcího otvoru (působením propouštěného pracovního plynu nebo pružícího prostředku pro vracení prvku pro regulaci průtoku plynu) při běžném provozu pružiny. S výhodou je však tato distanční vložka tlumení deformovatelná a umožňuje tak úplné uzavření přepouštěcího otvoru v případě potřeby.

Tuhost jednotlivých pružných prvků je omezena pouze jejich vzájemnými poměry, které jsou jednoznačně dány funkcí jednotlivých prvků, tedy zejména:

- tuhost pružné trubičky je taková, aby byla v provozu překonána přepouštěným plynem, a

- tuhost distanční vložky tlumení je naopak taková, aby nebyla překonána pružnou trubičkou ani přepouštěným plynem, ale aby bylo možné ji v případě potřeby stlačit např. dotažením regulační tyče, viz výše.

Pracovním plynem v plynové pružině podle tohoto technického řešení je s výhodou vzduch. Vzduchová plynová pružina je výhodná zejména ekonomicky.

Plynová pružina podle tohoto technického řešení může být pracovním plynem plněna jakýmkoliv vhodným způsobem, např. prostřednictvím plnicího ventilu ve dnu pracovního válce.

-3C’Z 22828 U1

Výhodné dále je, že takováto plynová pružina může být v závislosti na svém použití vytvořena jak jako tlačná pružina, kdy se pracovní plyn v obou komorách, tj. v pracovním válci i v zásobní komoře, nachází pod tlakem vyšším, než je tlak okolního prostředí, tak jako tažná pružina, kdy je v obou komorách podtlak.

Takováto tlačná pružina s přetlakovým pracovním plynem má zásobní komoru, která v klidovém stavu pružiny s výhodou představuje přibližně 30 až 50 % celkového objemu pracovního plynu, ještě výhodněji přibližně 40 %.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady provedení tohoto technického řešení budou nyní blíže vysvětleny na konkrétních příkladech provedení znázorněných na výkresech, na nichž:

obr. la znázorňuje příklad provedení plynové pružiny podle technického řešení částečně v řezu podél podélné osy, obr. lb znázorňuje jiný příklad provedení plynové pružiny podle technického řešení ve stejném zobrazení jako na obr. la, obr. 2 znázorňuje příkladné uspořádání prvků v režimu tzv. tvrdého pružení, obr. 3 znázorňuje příkladné uspořádání prvků v režimu pružení s tlumením návratu pístu, obr. 4 znázorňuje příkladné uspořádání prvků v režimu pružení bez tlumení návratu pístu, obr, 5 znázorňuje jeden příklad vytvoření šokové klapky, obr. 6 znázorňuje jiný příklad vytvoření šokové klapky, obr. 7 znázorňuje příkladné vytvoření distančních vložek tlumení.

Příklady provedení technického řešení

Zařízení na obr. 1 sestává z pracovního válce 10 a zásobní (přepouštěcí) komory 20 tvořené zásobním válcem 21, který vlastně tvoří pístní tyč, a na jeho spodním konci je uspořádán píst 2, který jej zároveň na dolním konci uzavírá. Na horním konci je zásobní komora 20 uzavřena víčkem, na nějž navazuje uchycení plynové pružiny pro spojení se součástí, kterou je potřeba odpružit. Protilehlé uchycení je upořádáno na spodním víčku pracovního válce 10, ve kterém se zároveň nachází plnicí ventil 80. Pracovní válec je tedy umístěn vně zásobního válce a mezi oběma válci je vytvořen přepouštěcí otvor 30. Veškeré termíny horní, spodní, popř. dolní, dolu a nahoru, a další, tak, jak jsou použity v tomto textu, se vztahují pouze na znázornění příkladného provedení na připojených výkresech, a nikterak neomezují pracovní polohu plynové pružiny podle tohoto technického řešení při jejím používání.

Pracovním plynem může být vzduch, v příkladu provedení se tedy může jednat o vzduchovou pružinu. Ve znázorněném příkladu provedení se jedná o tlačnou pružinu, ve které se pracovní plyn nachází pod tlakem vyšším, než je atmosféricky tlak (jak již bylo uvedeno výše, může být pružina podle technického řešení vytvořena také jako tažná pružina, ve které se pracovní plyn nachází pod tlakem nižším, než je atmosféricky tlak).

Za účelem regulace přepouštění pracovního plynu otvorem 30 je zde uspořádána regulační tyč 51, která prochází horním víčkem zásobního válce 21, ve kterém je utěsněna za pomoci silikonové trubičky 55, a končí v oblasti přepouštécího otvoru 30 v pístu 2, kde je na ní uspořádán jednak regulační kužel 42 a jednak kroužek 60, který může být vytvořen například jako Segerova pojistka. Na horním konci nad víčkem zásobního válce je regulační tyč 51 opatřena z vnějšku přístupným ovládacím prvkem 50 pro nastavování tlumení návratu pístu a/nebo pro nastavování tlumení pružení, například manuálně.

Regulační kužel 42 (tzv. kuželka) se může v axiálním směru pohybovat relativně vzhledem k regulační tyči 51 a zároveň relativně vzhledem k přepouštěcímu otvoru 30 směrem dolu až na doraz k přepouštěcímu otvoru, a směrem nahoru proti působení pružné silikonové trubičky 55 až k tzv. hornímu dorazu 52, který je tvořen osazením na regulační tyči 5L

-4CZ 22828 Ul

Kroužek 60 (např. Segerova pojistka) je uspořádán na regulační tyči 51 ještě pod kuželem 42, a může se v tomto příkladu provedení pohybovat společně s regulační tyčí 51, na které je nepohyblivě uchycen, relativně k přepouštěcímu otvoru 30 mezi horní polohou, kdy přepouštěcí otvor 30 uzavírá, a druhou polohou, ve které je otevření přepouštěcího otvoru 30 maximální a tlumení 5 plynové pružiny tedy minimální.

Při stlačení (kompresi) vzduchové pružiny-tlumiče v pracovním válci narůstá tlak, který odtlačuje regulační kužel 42 (škrticí kuželku regulace), což umožní prepouštění média do zásobního válce. Médium se prodírá přepouštěcím otvorem nebo otvory 30 do přepouštěcí zásobní komory 20. Při uvolnění, ve fázi zdvihu, regulační kužel 42 brání rychlému návratu média a tedy vzdulo chove pružiny (plní funkci vzduchového tlumiče). Návrat pružiny (tlumení) lze zevně regulovat pomocí externího ovládacího prvku 50 regulace pružení a tlumení, regulační tyče 51 (např. regulačního šroubu) a horního dorazu 52, a to podle požadavku na míru tlumení. Kolem distančního šroubu je v zásobním válci 21 umístěna silikonová trubička 55, která má těsnicí a pružící funkci, tj. utěsňuje zásobní komoru 20 a přitlačuje regulační kužel 42 k přepouštěcímu otvoru 30. 15 Kužel 42 dosedá do kónického vybrání ve dnu zásobního válce 21, které tvoří píst 2, uzavírá přepouštěcí otvor a zároveň zajišťuje vystředění regulační tyče, na kterou je suvně navlečena. Kužel 42 s regulační tyčí 51 plní funkci externího ovládání pružící a tlumicí charakteristiky. Při maximálním zašroubování regulační tyče umožňuje osazení tyče úplné uzavření přepouštěcího otvoru, takže v případě požadavku dochází k exponenciálnímu nárůstu tlaku v pracovním válci s 20 vyřazením funkce tlumení. Při povolení distančního šroubu nenarůstá tlak exponenciálně, nastoupí funkce tlumení, ale pružení je díky malému průtoku média velmi tvrdé. Ve střední poloze umožňuje prostor mezi osazením tyče (horní doraz) a Segerovou pojistkou (dolní doraz) volný pohyb regulačního kužele. Ten je přitlačován pružnou silikonovou trubičkou 55, takže působí jako jednostranný ventil. Při stlačení pružiny umožní volný průnik média z prostoru pracovního 25 válce 10 do prostoru zásobního válce 21, avšak při návratu pružiny do původního stavu uzavře kužel 42 přepouštěcí otvor 30 a zabrání přesunu média ze zásobního válce 21 zpět do pracovního válce 10. Teoreticky zůstane pružina stlačená. Při dalším povolování šroubu regulační tyče 51 nadzvedává kroužek 60 (Segerova pojistka) kužel 42 tak, že umožní médiu návrat do pracovního válce 10. Podle vzdálenosti kužele 42 od kónického vybrání se médium více či méně prodírá 30 otvorem 30 a pružina je více či méně při svém návratu tlumena.

Takováto plynová pružina umožňuje tri základní režimy fungování, a sice nejen pružení (měkké pružení) s tlumením návratu pístu (obr. 3), ale také tvrdé pružení (obr. 2), a konečně i pružení bez tlumení (obr. 4).

Na obr. 2 je znázorněno tzv. tvrdé pružení, tj. pružení, při kterém při stlačení plyn není z pra35 covního válce 10 přepouštěn do zásobní komory 20, neboť prostřednictvím horního dorazu 52 regulační tyče 51 (na základě nastavení ovládacím prvkem 50) je kužel 42 zatlačen do přepouštěcího otvoru 30, a tento přepouštěcí otvor 30 je tak ucpán. Pružina tedy pruží pouze na základě stlačitelnosti pracovního plynu v pracovním válci 10.

Při pružení, neboli měkkém pružení, protože se nejedná o tvrdé pružení, jak bylo právě popsáno, 40 s tlumením návratu pístu (pro které je plynová pružina podle tohoto technického řešení primárně navržena), jak je to znázorněno na obr. 3, dochází k prepouštění pracovního plynu z pracovního válce 10 do zásobní komory 20. Kužel 42 se může axiálně pohybovat mezi horním dorazem 52 a dolním dorazem, který je v tomto příkladu tvořen kroužkem 60 (např. Segerovou pojistkou). Při stlačování pružiny proud pracovního plynu procházející přepouštěcím otvorem 30 překoná sílu 45 pružné, např. silikonové, trubičky 55, která kužel 42 odtlačuje od horního dorazu, a odtlačí tento kužel 42 až k hornímu dorazu. V této poloze je přepouštěcí otvor nejvíce otevřen, přičemž toto otevření je nastaveno polohou horního dorazu. Při návratu pružiny pružná trubička 55 odtlačí kužel 42 až ke kroužku 60 (tj. k dolnímu dorazu). Nastavením tohoto dolního dorazu je stanovena míra nejmenšího prepouštění přepouštěcím otvorem 30 - tedy míra tlumení návratu pružiny.

Mezi kuželem 42 a přepouštěcím otvorem 30 může být uspořádána distanční vložka 100 pro zabránění úplného uzavření přepouštěcího otvoru 30 při běžném provozu pružiny působením

-5CZ 22828 U1 přepouštěného pracovního plynu nebo silikonové trubičky 55, viz obr. 7. S výhodou je však tato distanční vložka 100 de formo vatelná (např. se může jednat o silikonový separátor) a umožňuje tak úplné uzavření přepouštěcího otvoru 30 v případě potřeby (např. dotažením prostředku pro regulaci, např, regulační tyče 51, do krajní polohy, pokud to umožňuje poloha kroužku 60), za účelem dosažení extra tvrdého pružení, jak je to znázorněno na obr. 2.

Na obr. 4 je prostřednictvím kroužku 60 nastaven dolní doraz tak, že pracovní plyn může procházet přepouštěcím otvorem 30 jak při stlačení pružiny, tak i při návratu pístu. Jedná se tedy o pružení bez tlumení (nebo téměř bez tlumení, při hodně prudkém stlačení pružiny může dojít k ještě většímu odtlačení kužele 42).

Jak je to znázorněno na obr. 5, může být zařízení ve výhodném provedení doplněno šokovou klapkou v podobě odpruženého kužele 91 s odpružením 911 (tvořeném například rovněž silikonovou trubičkou), která se uzavře v případě prudkého nárůstu tlaku (např. při uplatnění ve vozidle najetí na nečekanou překážku). Tato šoková klapka způsobí, že v pružině automaticky vzrůstá tlak exponenciálně, vyřadí tlumení, takže při překonání překážky se kolo vrátí bez zpomalení zpět, aniž by se vozidlo propadlo.

V jiném provedení může šokovou klapku tvořit ocelová planžeta 92 (viz obr. 6), např. odpružená vinutými pružinkami, nebo jiný vhodný prvek.

Mezi utěsněním horního víka pracovního válce 10 se zásobním válcem 21 a těsněním pístu 2 se nachází prostor, kde při návratu pístu 2 narůstá tlak, a vytváří jakýsi plynový silent-blok 70, který zabrání prudkému nárazu pístu 2 na horní víko v případě úplného vyřazení tlumení uzavřením přepouštěcího otvoru 30 kuželem 42 nebo šokovou klapkou, tj. odpruženým kuželem 91, odpruženou planžetou 92, případně prostřednictvím dotažení regulační tyče 5_L Díky zásobnímu, přepouštěcímu válci 21 není nárůst tlaku pod pístem nijak dramatický, jako např. u běžné vzduchové pružiny. Zásobní válec 21 v tomto příkladu provedení představuje cca 40 % celkového objemu dutiny pružiny (média). Velikost zdvihu pružiny je přitom cca 40 %.

V alternativním provedení silikonová trubička může být nahrazena vinutou pružinou, ale kužel musí být s regulační tyčí utěsněn jiným způsobem (o-kroužkem, nebo těsnicí manžetou), stejně jako regulační tyč s víkem zásobního válce. U tohoto provedení je nevýhodou velké tření a nesnadný pohyb, zvláště v případě kužele.

Kužel také může být nahrazen škrticím kroužkem, nebo kuličkou, nebo jiným těsnicím prvkem.

V dalším alternativním provedení, jak je to znázorněno na obr. lb, může být ovládací prvek 50 vytvořen jako ozubené kolečko 50' pro ovládání za pomoci servomechanismu, např. přestavovacího servomotoru. Regulace tlumení a/nebo pružení pak může být řízena automaticky, zejména elektronicky.

Dále je na obr. lb znázorněn alternativní plnicí otvor 80', který na rozdíl od plnicího ventilu 80 neslouží pouze pro jednorázové naplnění plynové pružiny, ale může být napojen na kontinuální regulaci (např. s pomocí kompresoru) tlaku v pružině. Tak je možné upravovat množství plynu a tak nominální tlak v plynové pružině podle technického řešení za provozu.

Obě výše zmíněná alternativní provedení umožňující regulaci tlumení a/nebo pružení resp. regulaci tlaku v pružině je možné s výhodou použít například při odpružení vozidel v závislosti na provozních faktorech, zejména na nákladu či povrchu vozovky.

Hlavní výhody tohoto technického řešení jsou:

- Plynová pružina při kompresi a plynový tlumič ve fázi zdvihu oba v jednom integrovaném tělese.

- Zásobní (přepouštěcí) komora poskytuje výhodu pomalého nárůstu tlaku při kompresi (komfortní pružení).

- Pomalý zdvih bez prudkého odrazu (komfortní tlumení).

- Externí kontrola pružící charakteristiky plynové pružiny.

-6CZ 22828 Ul

- Externí kontrola tlumicí charakteristiky plynového tlumiče.

- Fakultativní šoková klapka.

- Pneumatická pružina podle technického řešení je tvořena jednoduchými, snadno vyrobítelnými díly standardního provedeni, je konstrukčně velmi jednoduchá a její demontáž a montáž je snadná. Pneumatická pružina podle technického řešení má i vysokou spolehlivost díky použití standardních, v oblasti tlumičů ověřených konstrukčních dílů. Pneumatickou pružinu podle technického řešení lze vyrobit a používat ve velkém rozsahu rozměrů, od průměru pracovního válce pouhých centimetrů do průměru více než jednoho metru. Pneumatická pružina podle technického řešení nepodléhá žádné únavě pružin, její tlumicí prvky nepodléhají téměř žádné10 mu opotřebení, tvrdost pružení lze regulovat v širokém rozmezí nastavením výchozího tlaku v pracovním válci. Stlačitelnost pneumatické tlumicí pružiny je až na 60 % výchozí délky. Pneumatická pružina podle technického řešení má malou hmotnost, lze ji vyrobit z lehkých hliníkových slitin nebo plastů a za nesrovnatelně nižší výrobní cenu oproti dosud známým pneumatickým pružinám a vinutým ocelovým pružinám.

Plynovou pružinu podle tohoto technického řešení lze s výhodou použít zejména pro odpružení obuvi (pánské, dámské, sportovní), pro pružení s tlumením pro bicykl, pro osobní, nákladní a železniční vozidla, pro odpružení konstrukcí mostů a budov, jako antivibrační zařízení pro stabilizaci strojů, jako zavírač dveří, a další...

Claims (11)

1. NÁROKY NA OCHRANU
2. 2u 1. Plynová pružina zahrnující pracovní válec (10) a v něm posuvné uspořádaný píst (2), přičemž pracovní plyn je volitelně za účelem pružení a tlumení přepouštitelný mezi pracovním válcem (10) a zásobní komorou (20), vyznačující se tím, že zásobní komora (20) je uspořádána v pístní tyči.

   2. Plynová pružina podle nároku 1, vyznačující se tím, že zásobní komora (20) je

   25 tvořena dutým válcem (21) představujícím pístní tyč, jehož jeden konec je uzavřen pístem (2).
3. 3. Plynová pružina podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že v pístu (2) je alespoň jeden přepouštěcí otvor (30) opatřený alespoň jedním prvkem pro regulaci průtoku plynu.
4. 4. Plynová pružina podle nároku 3, vyznačující se tím, že prvek pro regulaci prů30 toku plynu je posouvatelný axiálně vzhledem k přepouštěcímu otvoru (30), a s výhodou je jím regulační kužel (42) nebo kroužek (60) nebo kombinace obou.
5. 5. Plynová pružina podle nároku 4, vyznačující se tím, že pístní tyčí prochází regulační tyč (51) pro axiální nastavování prvku pro regulaci průtoku plynu, přičemž s výhodou má tato regulační tyč (51) dorazy pro prvek pro regulaci průtoku plynu v krajních polohách.

   35
6. 6. Plynová pružina podle nároku 5, vyznačující se tím, že na regulační tyči (51) je uspořádán pružící prostředek pro vracení prvku pro regulaci průtoku plynu a těsnicí prostředek pro utěsnění procházející regulační tyče (51) vzhledem k zásobní komoře (20), přičemž s výhodou je prostředek pro vracení prvku pro regulaci průtoku plynu a zároveň prostředek pro utěsnění procházející regulační tyče tvořen jednou pružnou trubičkou (55), např. silikonovou trubičkou 40 (55).
7. 7. Plynová pružina podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je uspořádána alespoň jedna šoková klapka pro uzavření přepouštěcího otvoru (30) v

   -7CZ 22828 Ul případě prudkého rázu alespoň v jednom směru, přičemž tato šoková klapka je s výhodou tvořena odpruženým kuželem (91) nebo odpruženou planžetou (92).
8. 8. Plynová pružina podle kteréhokoliv z nároků 2 až 7, vyznačující se tím, že mezi utěsněním pístu (2) vzhledem k pracovnímu válci (10) a utěsněním horního víka pracovního

   5 válce (10), kterým prochází dutý válec (21) tvořící pístní tyč, je v prostoru mezi dutým válcem (21) a pláštěm pracovního válce (10) uzavřen plyn tvořící polštář v případě přiblížení pístu (2) k hornímu víku pracovního válce při maximálním vytažení pístu (2).
9. 9. Plynová pružina podle kteréhokoliv z nároků 4 až 8, vyznačující se tím, že mezi prvkem pro regulaci průtoku plynu a přepouštěcím otvorem (30) je uspořádána distanční io vložka (100) pro zabránění úplného uzavření přepouštěcího otvoru (30) při běžném provozu pružiny, přičemž s výhodou je distanční vložka (100) tlumení deformovatelná a umožňuje tak úplné uzavření přepouštěcího otvoru (30) v případě potřeby.
10. 10. Plynová pružina podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že v klidovém stavu pružiny zásobní komora (20) představuje přibližně 30 až 50 % celko-

    15 vého objemu pracovního plynu, s výhodou přibližně 40 %.
11. 11. Plynová pružina podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že pracovním plynem je vzduch.