PL178154B1

PL178154B1 - Eastomeric shock absorbing device

Info

Publication number: PL178154B1
Application number: PL96312454A
Authority: PL
Inventors: Antoni Kubicki; Eugeniusz Strzyż; Andrzej Chmielewski; Józef Kędzior; Wojciech Popławski; Kazimierz Milczarski
Original assignee: Fabryka Urzadzen Mechanicznych "Kamax" Sa; Urzadzen Mechanicznych Kamax S
Priority date: 1996-01-24
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 2000-03-31
Also published as: RU2126917C1; PL312454A1

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: elastomer shock-absorbing device includes reservoir filled with compressible elastomer possessing the flow properties and rod submersible in elastomer under action of outside forces. Rod is provided with head and plunger secured in guide of reservoir and set in motion in auxiliary chamber during each working stroke. Guide connected with wall of reservoir divides the reservoir into main chamber having form of body of revolution at varying diameter and auxiliary chamber. Diameter of plunger is lesser than diameter of outer portion of rod. Head is provided with flow-through passages fitted with check valve and used for connecting the spaces of main chamber divided by head. EFFECT: enhanced operational efficiency and strength of device. 8 cl, 4 dwg

Description

Przedmiotem wynalazku jest elastomerowe urządzenie amortyzujące.The present invention relates to an elastomeric cushioning device.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 116375 urządzenie amortyzujące z elastomerem absorbującym energię mechaniczną złożone z tulei ze sprężonym pod wysokim ciśnieniem elastomerem i przesuwnego trzona z głowicą prowadzonego w prowadnicy z elementami uszczelniającymi. Prowadnica ta jest osadzona na wydzielonej w tulei centrującej powierzchni i ustalona jest nagwintowanym elementem wkręconym w tuleje. W odmianie urządzenia elementy uszczelniające osadzone sąbezpośrednio wtulei i dociskane sąprowadnicą. Tuleja ma wkręcone dno, zaś głowica trzonajest kształtowa. Ma ona kształty, stożka z podstawą od strony prowadnicy, stożka z wewnętrznym stożkowym wybraniem, walca połączonego z odcinkiem kuli, beczki, stożka z podstawą od strony wewnętrznej tulei z otworami przepływowymi we wklęsłości głowicy. Wydzielona w tulei centrująca powierzchnia dla osadzenia prowadnicy jest powierzchnią stożkową, a w odmianie urządzenia, powierzchnią walcową. Nagwintowany element ustalający prowadnicę w tulei ma kształt pierścienia wkręcanego w tuleję. W innej odmianie urządzenia amortyzującego nagwintowany elementjest nakrętką nakręcanąna tuleje lub na prowadnicę.It is known from the Polish patent specification No. 116375 a damping device with an elastomer absorbing mechanical energy, consisting of a sleeve with a high pressure compressed elastomer and a sliding shaft with a head guided in a guide with sealing elements. The guide is mounted on a surface separated in the centering sleeve and is fixed with a threaded element screwed into the sleeves. In a device variant, the sealing elements are mounted directly on the sleeve and pressed with a guide. The sleeve has a screw-in bottom and the shank head is shaped. It has the shape of a cone with a base on the side of the guide, a cone with an internal conical recess, a cylinder connected to a sphere section, a barrel, a cone with a base on the inside of the sleeve with flow openings in the concavity of the head. The centering surface separated in the sleeve for mounting the guide is a conical surface, and in a device variant, a cylindrical surface. The threaded guide retainer in the sleeve is shaped like a ring that is screwed into the sleeve. In another variation of the damper device, the threaded element is a nut that can be screwed onto the bushings or onto the guide.

Znane jest też, z opisu prawa ochronnego na wzór użytkowy nr 35843, amortyzujące urządzenie elastomerowe zawierające główny pojemnik i umieszczony wewnątrz niego od stronyIt is also known from the description of protection law for utility model No. 35843, an elastomeric shock-absorbing device containing a main container and placed inside it on the side

178 154 denka pomocniczy pojemnik, oba napełnione wstępnie sprężonym czynnikiem amortyzującym, oraz przesuwny trzon z głowicąi nurnikiem, nurnik trzonajest ułożyskowany ślizgowo na obwodowej powierzchni prowadnicy pomocniczego pojemnika i zanurzony w komorze pomocniczego pojemnika przy każdym położeniu roboczym trzona.The base plunger of the auxiliary container, both pre-filled with pressurized cushioning medium, and the sliding shaft with the head and plunger, the plunger of the shaft is slidingly mounted on the peripheral surface of the guide of the auxiliary container and immersed in the chamber of the auxiliary container at each operating position of the shaft.

Celem wynalazku jest zwiększenie skuteczności działania i podniesienie trwałości elastomerowego urządzenia amortyzującego.An object of the invention is to increase the operating efficiency and durability of the elastomeric cushioning device.

Osiągnięto to, według wynalazku, w ten sposób, że pojemnik podzielony został prowadnicą na komorę główną i komorę pomocniczą. Zastosowane połączenie prowadnicy ze ścianką pojemnika przyczynia się do poprawy prowadzenia trzona. Średnica nurnikajest przy tym mniejsza od zewnętrznej części trzona. Powoduje to efektywniejszą pracę urządzenia amortyzującego w związku z ograniczeniem potrzeby przepływu elastomeru między wspomnianymi komorami. Badania eksploatacyjne urządzenia amortyzującego wykazały nieoczekiwanie, że zmniejszenie średnicy nurnika w stosunku do średnicy zewnętrznej części trzona nie powoduje uj emnych skutków wytrzymałościowych. W celu zmiany oporów podczas przemieszczania się trzona w pojemniku komora główna została ukształtowana w postaci bryły obrotowej o zróżnicowanej średnicy. Zmianę tłumienia przy przemieszczaniu się trzona w obu kierunkach uzyskano poprzez zastosowanie w głowicy trzona kanałów przepływowych i zaworów zwrotnych łączących przestrzenie na które dzieli ona komorę główną. Zawór zwrotny ma przy tym korzystnie postać kanałów przepływowych rozmieszczonych w głowicy do osi trzona i przysłoniętych od strony nurnika pierścieniem przesuwnym wzdłuż osi trzona. Dalsze korzyści osiąga się w przypadku, gdy wspomniany pierścień posiada obwodowe wyżłobienie od strony kanałów przepływowych. Komora główna, ze względu na wymaganą zmianę oporu przesuwu trzona wzdłuż pojemnika, może być ukształtowana w ten sposób że może zawierać powierzchnie cylindryczne połączone uskokiem, albo powierzchnią stożkową, może też zawierać powierzchnię cylindryczną połączoną z powierzchnią kulistą albo stożkową, lub może zawierać kombinację wymienionych zestawów powierzchni.This is achieved according to the invention in that the container is divided by the guide into a main chamber and an auxiliary chamber. The applied connection of the guide with the wall of the container contributes to the improvement of the guide of the shaft. The diameter of the plunger is smaller than the outer part of the shaft. This results in a more efficient operation of the damper device in view of reducing the need for elastomer to flow between said chambers. The operational tests of the shock-absorbing device have surprisingly shown that reducing the plunger diameter in relation to the outer diameter of the shaft does not cause negative strength effects. In order to change the resistance during the movement of the shaft in the container, the main chamber was shaped as a rotational body of various diameters. The change in damping when the shaft moves in both directions was achieved by the use of flow channels and non-return valves connecting the spaces into which it divides the main chamber in the head. The non-return valve is preferably in the form of flow channels arranged in the head towards the stem axis and covered on the plunger side by a ring that is movable along the stem axis. Further advantages are achieved if the said ring has a circumferential groove on the side of the flow channels. The main chamber, due to the required change in the resistance of the shaft moving along the container, can be shaped in such a way that it can include cylindrical surfaces connected by a step or a conical surface, it can also have a cylindrical surface connected to a spherical or conical surface, or it can contain a combination of the above-mentioned sets. surface.

Korzystne jest również, dla ułatwienia napełniania pojemnika elastomerem przepływalnym, wykonanie w prowadnicy otworów przepływowych łączących komorę główną i pomocniczą.It is also advantageous to facilitate the filling of the container with a flow elastomer, to provide flow openings in the guide connecting the main and secondary chambers.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania, na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny elastomerowego urządzenia amortyzującego, fig. 2 fragment przekroju komory głównej zawierającej miejscowe powiększenie przekroju uzyskane przez zastosowanie dodatkowych powierzchni stożkowych przylegających do powierzchni cylindrycznej, fig. 3 - fragment przekroju komory głównej zawierającej miejscowe powiększenie przekroju uzyskane przez zastosowanie dodatkowej powierzchni kulistej przylegającej do powierzchni cylindrycznej, a fig. 4 przedstawia, w przekroju wzdłużnym elastomerowe urządzenie amortyzujące z uwidocznionym zaworem napełniającym oraz z otworami przepływowymi w prowadnicy.The subject of the invention is illustrated in exemplary embodiments, in which fig. 1 shows a longitudinal section of an elastomeric shock-absorbing device, fig. 2 a fragment of a cross-section of the main chamber containing a local enlargement of the cross-section obtained by using additional conical surfaces adjacent to the cylindrical surface, fig. 3 - fragment a section of the main chamber containing a local enlargement of the section obtained by the provision of an additional spherical surface adjacent to the cylindrical surface, and Fig. 4 is a longitudinal sectional view of an elastomeric damper device with an illustrated filling valve and flow openings in the guide.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 1 we wnętrzu pojemnika 1, wypełnionego ściśliwym elastomerem przepływalnym 2 zanurzony jest trzon 3. Część zewnętrzna trzona 4, o średnicy D, osadzona jest przesuwnie w dławicy 5 zamykającej z jednej strony pojemnik. Pojemnik, z przeciwnej do dławicy strony, zamknięty jest dnem 6. We wnętrzu pojemnika znajduje się prowadnica 7, w której ułożyskowany jest suwliwie nurnik 8, o średnicy d mniejszej od średnicy D części zewnętrznej trzona, stanowiący zakończenie wewnętrznej części trzona. Prowadnica dzieli pojemnik na komorę główną9, o pojemności roboczej Vg, i komorę pomocniczą 10, o pojemności roboczej Vp. Powierzchnia wewnętrzna pojemnika w obrębie komory głównej, w sąsiedztwie prowadnicy, zawiera wewnętrzny kanał 11 utworzony przez połączone ze sobą uskokiem 12 i 12,1 powierzchnie cylindryczne 13,13,1 i 13,2 o średnicach odpowiednio: 00, 01 i 02. Ponadto w sąsiedztwie dławicy, komora główna zawiera skrajny kanał 14 utworzony przez powierzchnię cylindryczną 13,3, o średnicy 03„ połączoną za pośrednictwem powierzchni stożkowych 15, 15,1 z powierzchnią cylindryczną 13 oraz z powierzchnią cylindryczną 13,4 o średnicy 04. W obrębie komory głównej trzon, posiada zgrubienie tworzące głowicę 16.In the embodiment shown in Fig. 1, a shaft 3 is immersed inside the container 1 filled with compressible flow elastomer 2. The outer part of the shaft 4, diameter D, is slidably seated in the gland 5 closing the container on one side. The container, on the side opposite to the gland, is closed with a bottom 6. Inside the container there is a guide 7, in which a plunger 8 is slidably mounted, with a diameter d smaller than the diameter D of the outer part of the stem, constituting the end of the inner part of the stem. The guide divides the container into a main chamber 9 with a working capacity Vg and an auxiliary chamber 10 with a working capacity Vp. The inner surface of the container within the main chamber, adjacent to the guide, comprises an inner channel 11 formed by a step 12 and 12.1 connected to each other by cylindrical surfaces 13, 13, 1 and 13.2 with diameters of 00, 01 and 02 respectively. adjacent to the stuffing box, the main chamber comprises an extreme channel 14 formed by a cylindrical surface 13.3 of diameter 03 "connected by conical surfaces 15, 15.1 to a cylindrical surface 13 and a cylindrical surface 13.4 of diameter 04. Within the main chamber the shaft has a thickening forming the head 16.

17J8 15417J8 154

Głowica zawiera kanały przepływowe 17 wykonane równolegle do osi trzona oraz pomocnicze kanały przepływowe 18 łączące wspomniane kanały przepływowe z powierzchnią walcową 19 głowicy. Ponadto głowica posiada, po przeciwnej stronie w stosunku do usytuowania dławicy w pojemniku, zawór zwrotny 20 regulujący przepływ elastomeru przez kanały przepływowe. Ma on postać ruchomego pierścienia 21 z obwodowym wyżłobieniem 22 wykonanym od strony kanałów przepływowych. W przedstawionym na fig. 1 elastomerowym urządzeniu amortyzującym optymalną, ze względów eksploatacyjnych, średnicę d nurnika określa wzór:The head comprises flow channels 17 made parallel to the axis of the stem and auxiliary flow channels 18 connecting said flow channels with the cylindrical surface 19 of the head. In addition, the head has, on the opposite side to the position of the gland in the container, a check valve 20 regulating the flow of elastomer through the flow channels. It has the form of a movable ring 21 with a circumferential groove 22 made on the side of the flow channels. In the elastomeric shock-absorbing device shown in Fig. 1, the diameter d of the plunger, optimal for operational reasons, is determined by the formula:

d=D(1+VgVp'¹)'⁰’⁵ d = D (1 + VgVp ' ¹ )' ⁰ ' ⁵

W uwidocznionym na fig. 2 fragmencie komory głównej powierzchnia cylindryczne 13 przedzielona jest dwoma, powierzchniami stożkowymi 23 i 23,1.In the fragment of the main chamber shown in Fig. 2, the cylindrical surface 13 is divided by two conical surfaces 23 and 23.1.

Powierzchnia wewnętrzna pojemnika może w obrębie komory głównej zawierać powierzchnię walcową 13 przedzieloną powierzchnią kulistą 21.The inner surface of the container may, within the main chamber, comprise a cylindrical surface 13 divided by a spherical surface 21.

W innym przykładzie wykonania wynalazku w dnie 6 umieszczony został kulkowy zawór 25 składający się z wkręta 26, wyposażonego w napełniający otwór 27 oraz z kulki 2 8. Kulka zabezpieczona jest przed wpadnięciem do wnętrza pojemnika przy pomocy zabezpieczającego elementu 29. Ponadto w prowadnicy 7 wykonane są otwory przepływowe 30 łączące komorę główną 9 z komorą pomocniczą 10.In another embodiment of the invention, a ball valve 25 consisting of a screw 26, provided with a filling hole 27 and a ball 2 8 is placed in the bottom 6. The ball is prevented from falling into the interior of the container by a safety element 29. Moreover, the guide 7 is provided with flow openings 30 connecting the main chamber 9 with the auxiliary chamber 10.

W wyniku działania siły zewnętrznej ściskającej następuje zanurzanie się trzona 3 we wnętrzu pojemnika 1 wypełnionego elastomerem 2. W początkowej fazie ruchu trzon napotyka na stosunkowo mały opór elastomeru, gdyż głowica 16 przemieszcza się wówczas w obrębie skrajnego kanału 14 ułatwiającego przepływ elastomeru wokół niej. Niezależnie od zmiennych oporów wywołanych przemieszczaniem się głowicy w komorze głównej, w trakcie zagłębiania się trzona 3 we wewnątrzu pojemnika 1 następuje pokonywanie sprężystości elastomeru w komorze głównej 9 i w komorze pomocniczej 10 spowodowane zanurzeniem się w tych komorach elementów trzona. W końcowej fazie zagłębiania się trzona w pojemniku, głowica znajduje się obok wewnętrznego kanału 11, który zabezpiecza przed przekroczeniem dopuszczalnych dla pojemnika ciśnień. Ruch powrotny trzona, po ustąpieniu siły zewnętrznej , wywołuje energia zgromadzona uprzednio przy sprężeniu elastomeru podczas zanurzania się trzona w poj emniku. W tej fazie ruchu zawór zwrotny 20 odsłania kanały przepływowe 17 zmniejszając tym samym opór powrotny trzona.As a result of the external compressive force, the shaft 3 plunges into the interior of the container 1 filled with elastomer 2. In the initial phase of its movement, the shaft experiences a relatively low resistance from the elastomer, as the head 16 then moves within the outermost channel 14 to facilitate the flow of the elastomer around it. Regardless of the variable resistances caused by the movement of the head in the main chamber, as the shaft 3 enters the interior of the container 1, the elasticity of the elastomer in the main chamber 9 and in the auxiliary chamber 10 is overcome due to the immersion of the stem elements in these chambers. In the final phase of the shaft sinking into the container, the head is next to the internal channel 11, which prevents the pressure from exceeding the permissible container pressure. The return movement of the stem, after the external force has dissipated, is caused by the energy previously stored when the elastomer is compressed during the immersion of the stem into the container. In this phase of movement, the check valve 20 exposes the flow channels 17 thereby reducing the return resistance of the stem.

W przykładzie wykonania wynalazku uwidocznionym na fig. 4 dzięki zastosowaniu kulkowego zaworu 25 usytuowanego w dnie 6 ułatwione zostało napełnianie pojemnika 1 elastomerem 2 oraz zapewnienie właściwego ciśnienia wstępnego w jego wnętrzu. Dalszą poprawę napełnienia elastomerem a przy tym skrócenie czasu napełnienia całkowicie zmontowanego elastomerowego urządzenia amortyzującego umożliwiają wykonane w prowadnicy 7 otwory przepływowe 30.In the embodiment of the invention shown in Fig. 4, the filling of the container 1 with elastomer 2 and the proper pre-pressure inside it is facilitated by the use of a ball valve 25 located in the bottom 6. The flow openings 30 provided in the guide 7 make it possible to further improve the elastomer filling and thus shorten the filling time for the fully assembled elastomer damping device.

178 154178 154

Fig.2Fig.2

Fig.3Fig.3

178 154178 154

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 70 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1.Elastomeric cushioning device composed of a container filled with a compressible flow elastomer and immersed in it under the action of external forces with a shaft with a head and plunger, which plunger is mounted in the guide of the container and is immersed in the auxiliary chamber of the container with each working stroke, characterized by: that the guide (7) is connected to the wall of the container (1) and divides the container into the main chamber (9) and the auxiliary chamber (10), and the diameter (d) of the plunger (8) is smaller than the diameter (D) of the outer part of the stem (4) ), and moreover, the main chamber is in the form of a revolving body of various diameters, the head (16) having flow channels (17, 18) with a check valve (20) connecting the spaces into which it divides the main chamber.

2. The damper device according to claim 1 The device of claim 1, characterized in that the check valve (20) is formed by the inlets of the flow channels (17) and the movable ring (21).

3. The cushioning device according to claim 1 2. The apparatus of claim 2, characterized in that the movable ring (21) has a circumferential groove (22) on the side of the flow channels (17).

4. The damper device according to claim 1, A device according to claim 1, characterized in that a part of the surface of the main chamber (9) is formed by cylindrical surfaces (13, 13, 13, 2) of different diameters, connected by a step (12, 12, 1).

5. The damper device according to claim 1, 3. The method of claim 1, characterized in that a part of the surface of the main chamber (9) is formed by cylindrical surfaces of different diameters connected by a conical surface.

6. The damper device according to claim 1 A cylinder according to claim 1, characterized in that a part of the surface of the main chamber (9) is formed by a cylindrical surface (13) connected to a spherical surface (24).

7. The damper device according to claim 1 A cylinder according to claim 1, characterized in that a part of the surface of the main chamber (9) is formed by a cylindrical surface connected to the conical surface.

8. The damper device according to claim 1, A device as claimed in claim 1, characterized in that the guide (7) has flow openings (30) connecting the main chamber (9) with the secondary chamber (10).