DE112021002750T5

DE112021002750T5 - Eine zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung und deren Anwendung

Info

Publication number: DE112021002750T5
Application number: DE112021002750.6T
Authority: DE
Inventors: Chenglong Wang; Meng Chen
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2021-06-15
Publication date: 2023-03-02
Also published as: CN112923002B; US11879514B2; AU2021430345B2; GB2614631A; AU2021430345A1; WO2022179006A1; JP7477212B2; CN112923002A; US20230313859A1; JP2023521935A; CA3191821A1; CA3191821C; GB202303054D0

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung und deren Anwendung, die einen Innenzylinder, einen ersten Drucksensor und einen Außenzylinder umfasst, wobei der Innenzylinder an der inneren Bodenfläche des Außenzylinders befestigt ist und der erste Drucksensor im Inneren des Außenzylinders angeordnet und mit dem Boden des Innenzylinders verbunden ist; wobei der innere Hohlraum des Innenzylinders nacheinander mit einem magnetorheologischen Dämpfer, einem Spiralventilkern, einem schwimmenden Kolben und einer Feder von unten nach oben verbunden ist; wobei die innere Oberseite des Außenzylinders mit einer Kolbenstange verbunden ist, deren unteres Ende durch den oberen Teil des Innenzylinders, die Feder und den schwimmenden Kolben verläuft und dann mit dem Spiralventilkern verbunden ist, der unten mit Hydrauliköl gefüllt ist. Die erfindungsgemäße zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung kann nicht nur eine bestimmte anfängliche Stützkraft bereitstellen, sondern auch eine aktive Selbstanpassung des dynamischen Stoßes realisieren, wodurch die Probleme gelöst werden, dass der herkömmliche hydraulische Puffer keine anfängliche Stützkraft bereitstellen kann, und dass der herkömmlichen mechanischen Brechteile Schwierigkeiten haben, große Stützkräfte aufzubringen und sich an Aufprallbedingungen anzupassen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung und deren Anwendung, die dem technischen Gebiet der Dämpfungseinrichtungen angehört.
Stand der Technik
Ein Stoßfestigkeitsvorrichtung ist eine Art dämpfender, energieabsorbierender Vorrichtung, die an mechanischen Geräten angebracht wird und in der Automobilindustrie, in der Luft- und Raumfahrt, im Bergbau und in anderen Bereichen weit verbreitet ist, um die Stoßkraft auf die Ausrüstung zu verringern, wenn diese einem Aufprall ausgesetzt ist, wodurch die Zuverlässigkeit, die Sicherheit und die Lebensdauer der Ausrüstung erhöht werden.
Das chinesische Patent CN111322345A beispielsweise offenbart eine neue Stoßfestigkeitsvorrichtung und deren Arbeitsverfahren, die einen ersten Verbinder, einen oberen Außenzylinder, einen unteren Außenzylinder und einen zweiten Verbinder umfasst, die nacheinander verbunden sind, wobei das obere Ende des unteren Außenzylinders in den oberen Außenzylinder eingerastet und beweglich mit dem oberen Außenzylinder verbunden ist; wobei der untere Außenzylinder mit einer Aluminiumwabe und einem magnetorheologischen Dämpferaußenzylinder versehen ist, die Aluminiumwabe am Boden der unteren Endkappe vorgesehen ist,und wobei der magnetorheologische Pufferaußenzylinder mit einer Kolbenstange versehen ist, das obere Ende der Kolbenstange aus der oberen Endkappe herausragt und mit einem Stößel verbunden ist, und wobei eine Rückstellfeder an der Kolbenstange zwischen dem Stößel und der oberen Endkappe angebracht ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird zwischen den beiden Wagen des Grubenwagens d eingebaut. Wenn die Geschwindigkeit des hinteren Wagens größer ist als die des vorderen Wagens oder wenn der vordere Wagen bremst, verhindert sie den Aufprall des hinteren Wagens, um ihn abzupuffern und eine wirksame Abbremsung zu erreichen; wenn es zu einem Unfall kommt, puffert sie den nachfolgenden Wagen ab und verhindert so wirksam Sekundärverletzungen durch den Unfall.
Das chinesische Patent CN208669329U offenbart ein Dämpfungssystem und eine hydraulische Stütze für eine hydraulische Stütze gegen Bodenaufpralldruck, umfassend eine Säule, die eine stromführende Säule, einen zentralen Zylinder, einen unteren Zylinder und ein Aufprallkissen umfasst, die in Folge miteinander verbunden sind, und einen Drucksensor und eine Steuereinheit, die mit dem Aufprallkissen verbunden sind, wobei die Steuereinheit auch elektrisch mit einer magnetorheologischen Spule in dem Aufprallkissen verbunden ist; wobei die Druckinformationen von dem Drucksensor gesammelt werden und die Steuereinheit den Strom der magnetorheologischen Spule in Echtzeit reguliert und unterbricht, so dass das Aufprallkissen beim Dämpfen des Bodenaufpralldrucks auf die Säule helfen kann. Das Dämpfungssystem des Gebrauchsmusters gegen stoßartigen Bodendruck lässt sich problemlos in die vorhandene hydraulische Stützkonstruktion integrieren, so dass eine einfache Installation und Verwendung mit vorhandenen hydraulischen Stützen möglich sind. Die Verwendung dieses Puffersystems kann den Pufferdruckentlastungsprozess der Säule wirksam schützen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit der hydraulischen Stütze gegen den Aufprall des Bodendrucks erhöhen, wodurch sichergestellt wird, dass die hydraulische Stütze sicher und effektiv arbeitet.
Unter Aufprallbedingungen muss die hydraulische Abstützung sowohl eine ausreichend große Stützkraft als auch die Fähigkeit haben, die Aufpralllast wirksam abzufedern. Bei den vorhandenen Schlagschutzvorrichtungen handelt es sich zumeist um hydraulische Puffer oder mechanische Brechteile, wobei zu den hydraulischen Puffern u. a. Dorn-, Poren- und Spaltpuffer gehören, während zu den mechanischen Brechern u. a. Aluminiumwaben und Faltenbälge zählen, wobei die Brechteile Aluminiumwaben und Faltenbälge umfassen. Der hydraulische Stoßdämpfer kann die Aufprallenergie relativ gleichmäßig absorbieren, aber er kann die anfängliche Stützkraft nicht effektiv bereitstellen; die traditionellen AluminiumWaben- oder Balg-Brechteile haben die Eigenschaften einer leichten Verformung und einer hohen Energieabsorptionskapazität, aber aufgrund ihrer Materialeigenschaften kann nicht in einem begrenzten Zeitraum verwendet werden. Es stellt eine große Stützkraft innerhalb der Strukturgröße bereit. Wenn die Strukturkonstruktion abgeschlossen ist, hat die Stützkraft einen bestimmten Wert und kann nicht entsprechend den tatsächlichen Arbeitsbedingungen angepasst werden.
Daher schlägt die vorliegende Anmeldung eine intelligente zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung für hydraulische Stützen vor, die nicht nur eine bestimmte anfängliche Stützkraft bereitstellen, sondern auch eine aktive Selbstanpassung des dynamischen Stoßes realisieren kann, wodurch die Probleme gelöst werden, dass der herkömmliche hydraulische Puffer keine anfängliche Stützkraft bereitstellen kann, und dass der herkömmlichen mechanischen Brechteile Schwierigkeiten haben, große Stützkräfte aufzubringen und sich an Aufprallbedingungen anzupassen.
Inhalt der Erfindung
Um die Mängel des Standes der Technik zu beheben, stellt die vorliegende Erfindung eine zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung bereit, die nicht nur eine spezifische anfängliche Stützkraft bereitstellen kann, sondern sich auch entsprechend den Stoßbedingungen selbstanpassend anpasst.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Arbeitsverfahren der oben erwähnten zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung bereit.
Die technische Lösung der Erfindung:
Zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Innenzylinder, einen ersten Drucksensor und einen Außenzylinder umfasst, wobei der Innenzylinder an der inneren Bodenfläche des Außenzylinders befestigt ist und der erste Drucksensor im Inneren des Außenzylinders angeordnet und mit dem Boden des Innenzylinders verbunden ist;
wobei der innere Hohlraum des Innenzylinders nacheinander mit einem magnetorheologischen Dämpfer, einem Spiralventilkern, einem schwimmenden Kolben und einer Feder von unten nach oben verbunden ist; wobei die innere Oberseite des Außenzylinders mit einer Kolbenstange verbunden ist, deren unteres Ende durch den oberen Teil des Innenzylinders, die Feder und den schwimmenden Kolben verläuft und dann mit dem Spiralventilkern verbunden ist, der unten mit Hydrauliköl gefüllt ist.
Vorzugsweise umfasst der Außenzylinder einen Kopfdeckel, einen Brechteil und eine Basis, die in der Reihenfolge von oben nach unten verbunden sind, wobei das obere und das untere Ende des Brechteils in die im Kopfdeckel bzw. in der Basis geöffneten Nuten eingesetzt sind.
Vorzugsweise ist die Innenfläche des Kopfdeckels mit einem Schweißstück des Kopfdeckels versehen ist, wobei die oberen und unteren Enden der Kolbenstange jeweils mit dem Schweißstück des Kopfdeckels und dem Spiralventilkern verschraubt sind.
Vorzugsweise umfasst der Innenzylinder eine Endkappe, einen Zylinder und eine Zylinderbasis, die in der Reihenfolge von oben nach unten verbunden sind, wobei die Endkappe mit dem Zylinder verschraubt ist, und wobei der Zylinder mit der Zylinderbasis verschweißt ist und die Zylinderbasis auf der Basis des Außenzylinders angeordnet ist.
Vorzugsweise ist der Spiralventilkern auf seine Oberfläche mit einer Vielzahl von Spiralnuten versehen ist.
Vorzugsweise ist eine Gummiringdichtung zwischen dem schwimmenden Kolben und der Innenwand des Zylinders, zwischen der Kolbenstange und der Endkappe und zwischen der Kolbenstange und dem schwimmenden Kolben vorgesehen ist.
Vorzugsweise umfasst der magnetorheologische Dämpfer eine Kolbenstange des magnetorheologischen Dämpfers, einen Kolben des magnetorheologischen Dämpfers, eine Spule des magnetorheologischen Dämpfers und einen Zylinder des magnetorheologischen Dämpfers, wobei der Kolben des magnetorheologischen Dämpfers im Inneren des Zylinders des magnetorheologischen Dämpfers angeordnet ist, und wobei die Spule des magnetorheologischen Dämpfers um den Kolben des magnetorheologischen Dämpfers gewickelt ist, und wobei sich die Kolbenstange in den Zylinder des magnetorheologischen Dämpfers erstreckt und mit dem Kolben des magnetorheologischen Dämpfers verbunden ist.
Vorzugsweise ist der untere Teil des Zylinders mit einer Sensorschnittstelle versehen, und wobei der erste Drucksensor mit der Sensorschnittstelle verschraubt ist.
Vorzugsweise umfasst die zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung ferner ein Steuersystem, wobei ein zweiter Drucksensor an der Außenfläche des Kopfdeckels vorgesehen ist, und wobei der erste Drucksensor, der zweite Drucksensor und die Spule des magnetorheologischen Dämpfers jeweils mit dem Steuersystem verbunden sind.
Vorzugsweise nimmt das Brechelement eine hohle Struktur an.
Arbeitsverfahren zur Zusammengesetzten Stoßfestigkeitsvorrichtung umfasst dieses Verfahren die folgenden Schritte:

1) die Stoßfestigkeitsvorrichtung wird an der Stelle installiert, an der die Stoßdämpfung erforderlich ist, der erste Drucksensor, der zweite Drucksensor und die Spule des magnetorheologischen Dämpfers sind mit dem Steuersystem verbunden. Dabei gibt der magnetorheologische Dämpfer den maximalen Widerstand ab, und das gesamte Aufprallwiderstandsgerät befindet sich im Zustand der maximalen Abgabe des Pufferwiderstands.
2) wenn die Stoßfestigkeitsvorrichtung einem externen Aufpralldruck ausgesetzt ist, nimmt der zweite Drucksensor die Druckinformationen auf und überträgt sie an das Steuersystem, das den Strom der Spule des magnetorheologischen Dämpfers so einstellt, dass der Ausgangswiderstand des magnetorheologischen Dämpfers gleich Null ist; zu diesem Zeitpunkt wird nur das Brechteil einem externen Aufpralldruck ausgesetzt und dann zerkleinert und verformt.
3) Während der Verformung und des Absinkens des Brechteils werden der Kopfdeckel, die Kolbenstange und der Spiralventilkern synchron nach unten getrieben. Das Hydrauliköl im unteren Teil des Spiralschiebers wird gepresst und fließt durch die Spiralnut, wobei die Aufprallenergie verbraucht wird.

Technische Merkmale und vorteilhafte Wirkungen der vorliegenden Erfindung:
1. Die erfindungsgemäße zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung kann nicht nur eine bestimmte anfängliche Stützkraft bereitstellen, sondern auch eine aktive Selbstanpassung des dynamischen Stoßes realisieren, wodurch die Probleme gelöst werden, dass der herkömmliche hydraulische Puffer keine anfängliche Stützkraft bereitstellen kann, und dass der herkömmlichen mechanischen Brechteile Schwierigkeiten haben, große Stützkräfte aufzubringen und sich an Aufprallbedingungen anzupassen.
2. In der erfindungsgemäßen zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung arbeiten das Brechteil, der magnetorheologische Dämpfer und das hydraulische Dämpfungsteil während des gesamten Aufprallvorgangs zusammen. Das Brechteil hat vor allem die Funktion der Abstützung, des Nachgebens und der Energieabsorption. Der magnetorheologische Dämpfer hat vor allem die Aufgabe, den Ausgangswiderstand zu steuern, um zu erreichen, dass die Aufprallschutzvorrichtung beim Aufprall schnell nachgibt und Energie absorbiert, und das hydraulische Dämpfungsteil hat die Aufgabe, die Spitze zu reduzieren und Energie zu absorbieren. Der Drucksensor überwacht und registriert Druckänderungen in Echtzeit, um festzustellen, ob ein Schockprozess stattgefunden hat und ob das Gerät ausgetauscht werden muss.
Figurenliste

1 eine schematische Querschnittsansicht einer Stoßfestigkeitsvorrichtung in der vorliegenden Erfindung;
2 eine strukturelle Darstellung des magnetorheologischen Dämpfers in der vorliegenden Erfindung;
3 ein Gesamterscheinungsbild einer Stoßfestigkeitsvorrichtung in der vorliegenden Erfindung;
4 ein schematisches Diagramm der strukturellen Charakteristik des Brechteils in der vorliegenden Erfindung;
5 ein schematisches Diagramm des Gesamtaufbaus des Breichteils in der vorliegenden Erfindung;
6 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Stoßfestigkeitsvorrichtung, die auf einem hydraulischen Träger montiert ist.
7 ein schematisches Diagramm der Kraft, die auf die Stoßfestigkeitsvorrichtung in der vorliegenden Erfindung wirkt.

Bezugszeichenliste

1: Kopfdeckel
2: Endekappe
3: Zylinderkopfstücke
4: Kolbenstange
5: schwimmender Kolben
6: Spiralventilkern
7: Zylinder
8: Basis
9: Schweißstück des Kopfdeckels
10: Brechteil
11: Bolzen
12: Mutter
13: Feder
14: erster Drucksensor
15: magnetorheologischer Dämpfer
16: Sensorschnittstelle
17: Zylinderbasis
151: Kolbenstange des magnetorheologischen Dämpfers
152: Kolben des magnetorheologischen Dämpfers
153: Spule des magnetorheologischen Dämpfers
154: Zylinders des magnetorheologischen Dämpfers

Konkrekte Ausführungsformen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen und in Verbindung mit den beigefügten Figuren näher beschrieben, ist aber nicht darauf beschränkt.
Ausführungsbeispiel 1:
Wie in den 1 bis 5 gezeigt, umfasst die zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung einen Innenzylinder, einen ersten Drucksensor und einen Außenzylinder umfasst, wobei der Innenzylinder an der inneren Bodenfläche des Außenzylinders befestigt ist und der erste Drucksensor im Inneren des Außenzylinders angeordnet und mit dem Boden des Innenzylinders verbunden ist;
wobei der innere Hohlraum des Innenzylinders nacheinander mit einem magnetorheologischen Dämpfer 15, einem Spiralventilkern 6, einem schwimmenden Kolben 5 und einer Feder 13 von unten nach oben verbunden ist; wobei die innere Oberseite des Außenzylinders mit einer Kolbenstange 4 verbunden ist, deren unteres Ende durch den oberen Teil des Innenzylinders, die Feder 13 und den schwimmenden Kolben 5 verläuft und dann mit dem Spiralventilkern 6 verbunden ist, der unten mit Hydrauliköl gefüllt ist.
Insbesondere umfasst der Außenzylinder einen Kopfdeckel 1 , einen Brechteil 10 und eine Basis 8, die in der Reihenfolge von oben nach unten verbunden sind, wobei das obere und das untere Ende des Brechteils 10 in die im Kopfdeckel 1 bzw. in der Basis 8 geöffneten Nuten eingesetzt sind;
Wobei die Innenfläche des Kopfdeckels mit einem Schweißstück des Kopfdeckels 9 versehen ist, wobei die oberen und unteren Enden der Kolbenstange 4 jeweils mit dem Schweißstück des Kopfdeckels 9 und dem Spiralventilkern 6 verschraubt sind;
Wobei der Innenzylinder eine Endkappe 2, einen Zylinder 7 und eine Zylinderbasis 17 umfasst, die in der Reihenfolge von oben nach unten verbunden sind, wobei die Endkappe 2 mit dem Zylinder 7 verschraubt ist, und wobei der Zylinder 7 mit der Zylinderbasis 17 verschweißt ist und die Zylinderbasis 17 auf der Basis des Außenzylinders 8 angeordnet ist.
Der Spiralventilkern 6 ist auf seiner Oberfläche mit mehreren spiralförmigen Rillen versehen, durch die das Hydrauliköl fließen kann und die als Kissen dienen;
Wobei eine Gummiringdichtung zwischen dem schwimmenden Kolben 5 und der Innenwand des Zylinders 7, zwischen der Kolbenstange 4 und der Endkappe 2 und zwischen der Kolbenstange 4 und dem schwimmenden Kolben 5 vorgesehen ist;
Wobei der magnetorheologische Dämpfer 15 eine Kolbenstange des magnetorheologischen Dämpfers 151, einen Kolben des magnetorheologischen Dämpfers 152, eine Spule des magnetorheologischen Dämpfers 153 und einen Zylinder des magnetorheologischen Dämpfers 154 umfasst, wobei der Kolben des magnetorheologischen Dämpfers 152 im Inneren des Zylinders des magnetorheologischen Dämpfers 154 angeordnet ist, und wobei die Spule des magnetorheologischen Dämpfers 153 um den Kolben des magnetorheologischen Dämpfers 152 gewickelt ist, und wobei sich die Kolbenstange 151 in den Zylinder des magnetorheologischen Dämpfers 154 erstreckt und mit dem Kolben des magnetorheologischen Dämpfers 152 verbunden ist;
Wobei der untere Teil des Zylinders 7 mit einer Sensorschnittstelle 16 versehen ist und dass der erste Drucksensor 14 mit der Sensorschnittstelle 16 verschraubt ist;
Wobei die zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung ferner ein Steuersystem umfasst, wobei ein zweiter Drucksensor (in Figuren nicht gezeigt) an der Außenfläche des Kopfdeckels 1 vorgesehen ist, und wobei der erste Drucksensor 14, der zweite Drucksensor und die Spule des magnetorheologischen Dämpfers 153 jeweils mit dem Steuersystem verbunden sind.
Das Brechteil 10 hat eine hohle Struktur mit vertikalen, länglichen Öffnungen (siehe 3), diagonalen, länglichen Öffnungen (siehe 4) und mehreren ineinandergreifenden horizontalen Öffnungen (siehe 5).
Die technische Lösung des Ausführungsbeispiels funktioniert folgendermaßen: Wenn kein Aufprall erfolgt, beträgt die anfängliche Stützkraft der Stoßfestigkeitsvorrichtung F. $F = F_{1} + F_{2}$

F = Gesamtwiderstand der Stoßfestigkeitsvorrichtung
F1=Mechanischer Bruchwiderstand des Stoßfestigkeitsvorrichtung
F2 = Widerstand des magnetorheologischen Dämpfers
Wie in Gleichung (1) gezeigt, kann das Brechteil 10 in der Stoßfestigkeitsvorrichtung eine tragende Rolle spielen, uUnd durch vernünftiges Design seiner strukturellen Parameter, um sicherzustellen, dass seine Stützkraft F1 erreicht, steuert der magnetorheologische Dämpfer 15 die Scherfließgrenze des magnetorheologischen Fluids durch Steuern der Stromgröße der Spule 153 des magnetorheologischen Dämpfers, um die Steuerung des magnetorheologischen Dämpfers zu erreichen. 15 Ausgangsdämpfungskraftum die Ausgangsdämpfungskraft des magnetorheologischen Dämpfers 15 zu steuern. Der Bereich des Ausgangswiderstandes des magnetorheologischen Dämpfers 15 liegt bei dieser Ausführung zwischen 0 und F2, so dass der Widerstand der gesamten Stoßfestigkeitsvorrichtung im Bereich von F1 bis (F1+F2) eingestellt werden kann und der Gesamtwiderstand der Stoßfestigkeitsvorrichtung im Normalbetrieb der Halterung F1+F2 beträgt. Zu diesem Zeitpunkt wirkt der hydraulische Pufferteil nicht, und das Drucküberwachungssystem meldet, dass es keinen Aufprall gibt. Wenn die hydraulische Stütze einem großen Aufprall ausgesetzt wird, gibt das Drucküberwachungssystem schnell einen Alarm aus und steuert den Ausgangswiderstand des magnetorheologischen Dämpfers 15 abnimmt und der Gesamtwiderstand der Anti-Schock-Vorrichtung schnell abnimmt. F 1, da die Stützkraft des Brechelements 10 geringer ist als die strukturelle Festigkeit der Säule. Daher wird das Brechteil 10 schnell zerdrückt und verformt, wenn es auftrifft, und treibt die Kopfdeckel 1, die Kolbenstange 4 und den Spiralventilkern 6 an, um sich synchron nach unten zu bewegen. Die Strömungsgeschwindigkeit fließt durch die spiralförmige Rille und verbraucht die Aufprallenergie. Während des gesamten Aufprallvorgangs arbeiten das Brechelement 10, der magnetorheologische Dämpfer 15 und der hydraulische Pufferteil zusammen. Das Brechelement 10 spielt hauptsächlich die Rolle des Stützens, Nachgebens und Absorbierens von Energie. Der magnetorheologische Dämpfer 15 spielt hauptsächlich die Rolle der Steuerung des Ausgangswiderstands, um zu erkennen, dass die Stoßfestigkeitsvorrichtung schnell nachgeben kann, um Energie zu absorbieren, wenn ein Aufprall auftritt, der hydraulische Pufferteil spielt die Rolle, den Spitzenwert zu reduzieren und Energie zu absorbieren, der erste Drucksensor 14 kann Druckänderungen in Echtzeit überwachen und aufzeichnen, um festzustellen, ob ein Schockprozess aufgetreten ist und die Ausrüstung ausgetauscht werden muss.
Ausführungsbeispiel 2:
Wie in Beispiel 1 gezeigt, umfasst das Arbeitsverfahren zur Zusammengesetzten Stoßfestigkeitsvorrichtung dieses Verfahren die folgenden Schritte:

1) Wie in 6 gezeigt, ist die Stoßfestigkeitsvorrichtung am unteren Ende der hydraulischen Stützsäule montiert, die beiden Enden der Stoßfestigkeitsvorrichtung sind mit der Säule und der Basis der hydraulischen Stütze verbunden, der erste Drucksensor 14, der zweite Drucksensor, die Spule des magnetorheologischen Dämpfers 153 sind gut mit dem Steuersystem verbunden, zu diesem Zeitpunkt gibt der magnetorheologische Dämpfer 15 den maximalen Widerstand aus, die gesamte Stoßfestigkeitsvorrichtung befindet sich im maximalen Pufferwiderstandsausgangszustand;.
2) Wenn die hydraulische Stütze angeschlagen und durch die Säule an die Stoßfestigkeitsvorrichtung übertragen wird, sammelt der zweite Drucksensor die Druckinformationen und überträgt sie an das Steuersystem, und das Steuersystem passt den Strom der Spule des magnetorheologischen Dämpfers 153 an, sodass der Ausgangswiderstand des magnetorheologischer Dämpfers 15 Null ist, zu diesem Zeitpunkt trägt nur das Brechteil 10 den äußeren Stoßdruck, und das Brechteil 10 wird dann gequetscht und verformt;
3) Während der Verformung und des Absinkens des Brechteils 10 werden der Kopfdeckel 1, die Kolbenstange 4 und der Spiralventilkern 6 synchron nach unten getrieben. Die Hydraulikflüssigkeit im unteren Teil des Spiralventilkerns 6 wird zusammengedrückt, wodurch die Flüssigkeit mit einer hohen Durchflussrate durch die Spiralnut fließt und die Aufprallenergie verbraucht.

2. In der erfindungsgemäßen zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung arbeiten das Brechteil, der magnetorheologische Dämpfer und das hydraulische Dämpfungsteil während des gesamten Aufprallvorgangs zusammen. Das Brechteil hat vor allem die Funktion der Abstützung, des Nachgebens und der Energieabsorption. Der magnetorheologische Dämpfer hat vor allem die Aufgabe, den Ausgangswiderstand zu steuern, um zu erreichen, dass die Aufprallschutzvorrichtung beim Aufprall schnell nachgibt und Energie absorbiert, und das hydraulische Dämpfungsteil hat die Aufgabe, die Spitze zu reduzieren und Energie zu absorbieren. Der Drucksensor überwacht und registriert Druckänderungen in Echtzeit, um festzustellen, ob ein Schockprozess stattgefunden hat und ob das Gerät ausgetauscht werden muss.
Das Vorstehende ist nur eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Jede Abwandlung oder Substitution, die für jeden Fachmann im Rahmen der hier offengelegten Technologie ohne weiteres denkbar ist, fällt in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 111322345 A [0003]
CN 208669329 U [0004]

Claims

Zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Innenzylinder, einen ersten Drucksensor und einen Außenzylinder umfasst, wobei der Innenzylinder an der inneren Bodenfläche des Außenzylinders befestigt ist und der erste Drucksensor im Inneren des Außenzylinders angeordnet und mit dem Boden des Innenzylinders verbunden ist; wobei der innere Hohlraum des Innenzylinders nacheinander mit einem magnetorheologischen Dämpfer, einem Spiralventilkern, einem schwimmenden Kolben und einer Feder von unten nach oben verbunden ist; wobei die innere Oberseite des Außenzylinders mit einer Kolbenstange verbunden ist, deren unteres Ende durch den oberen Teil des Innenzylinders, die Feder und den schwimmenden Kolben verläuft und dann mit dem Spiralventilkern verbunden ist, der unten mit Hydrauliköl gefüllt ist.
Zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenzylinder einen Kopfdeckel, einen Brechteil und eine Basis umfasst, die in der Reihenfolge von oben nach unten verbunden sind, wobei das obere und das untere Ende des Brechteils in die im Kopfdeckel bzw. in der Basis geöffneten Nuten eingesetzt sind.
Zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des Kopfdeckels mit einem Schweißstück des Kopfdeckels versehen ist, wobei die oberen und unteren Enden der Kolbenstange jeweils mit dem Schweißstück des Kopfdeckels und dem Spiralventilkern verschraubt sind.
Zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenzylinder eine Endkappe, einen Zylinder und eine Zylinderbasis umfasst, die in der Reihenfolge von oben nach unten verbunden sind, wobei die Endkappe mit dem Zylinder verschraubt ist, und wobei der Zylinder mit der Zylinderbasis verschweißt ist und die Zylinderbasis auf der Basis des Außenzylinders angeordnet ist.
Zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiralventilkern auf seine Oberfläche mit einer Vielzahl von Spiralnuten versehen ist.
Zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gummiringdichtung zwischen dem schwimmenden Kolben und der Innenwand des Zylinders, zwischen der Kolbenstange und der Endkappe und zwischen der Kolbenstange und dem schwimmenden Kolben vorgesehen ist.
Zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetorheologische Dämpfer eine Kolbenstange des magnetorheologischen Dämpfers, einen Kolben für magnetorheologische Dämpfer, eine Spule des magnetorheologischen Dämpfers und einen Zylinder des magnetorheologischen Dämpfers umfasst, wobei der Kolben des magnetorheologischen Dämpfers im Inneren des Zylinders des magnetorheologischen Dämpfers angeordnet ist, und wobei die Spule des magnetorheologischen Dämpfers um den Kolben des magnetorheologischen Dämpfers gewickelt ist, und wobei sich die Kolbenstange in den Zylinder des magnetorheologischen Dämpfers erstreckt und mit dem Kolben des magnetorheologischen Dämpfers verbunden ist.
Zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil des Zylinders mit einer Sensorschnittstelle versehen ist und dass der erste Drucksensor mit der Sensorschnittstelle verschraubt ist.
Zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammengesetzte Stoßfestigkeitsvorrichtung ferner ein Steuersystem umfasst, wobei ein zweiter Drucksensor an der Außenfläche des Kopfdeckels vorgesehen ist, und wobei der erste Drucksensor, der zweite Drucksensor und die Spule des magnetorheologischen Dämpfers jeweils mit dem Steuersystem verbunden sind.
Arbeitsverfahren zur Zusammengesetzten Stoßfestigkeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verfahren die folgenden Schritte umfasst: 1) die Stoßfestigkeitsvorrichtung wird an der Stelle installiert, an der die Stoßdämpfung erforderlich ist, der erste Drucksensor, der zweite Drucksensor und die Spule des magnetorheologischen Dämpfers sind mit dem Steuersystem verbunden. Dabei gibt der magnetorheologische Dämpfer den maximalen Widerstand ab, und das gesamte Aufprallwiderstandsgerät befindet sich im Zustand der maximalen Abgabe des Pufferwiderstands. 2) wenn die Stoßfestigkeitsvorrichtung einem externen Aufpralldruck ausgesetzt ist, nimmt der zweite Drucksensor die Druckinformationen auf und überträgt sie an das Steuersystem, das den Strom der Spule des magnetorheologischen Dämpfers so einstellt, dass der Ausgangswiderstand des magnetorheologischen Dämpfers gleich Null ist; zu diesem Zeitpunkt wird nur das Brechteil einem externen Aufpralldruck ausgesetzt und dann zerkleinert und verformt. 3) Während der Verformung und des Absinkens des Brechteils werden der Kopfdeckel, die Kolbenstange und der Spiralventilkern synchron nach unten getrieben. Das Hydrauliköl im unteren Teil des Spiralschiebers wird gepresst und fließt durch die Spiralnut, wobei die Aufprallenergie verbraucht wird.