PL223118B1 - Cylinder roboczy, zwłaszcza do sprężyny gazowej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest cylinder roboczy, zwłaszcza do sprężyny gazowej, z rowkiem tłumiącym przepływ czynnika roboczego, wykonanym wzdłuż jego wewnętrznej powierzchni.

Znane są cylindry robocze urządzeń tłumiących, zwłaszcza amortyzatorów lub sprężyn gazowych, posiadające rowki prostokątne o różnej głębokości lub jednostopniowe rowki rozszerzające się na określonych długościach skoku cylindra. Rozwiązanie takie opisano w patencie DE 969337, gdzie służy do eliminacji drgań rezonansowych zawieszeń pojazdu, także w patencie DE 2718800 przedstawiono szereg równoległych rowków o przekroju prostokąta i o różnej długości sąsiednich rowków. Z patentu EP 0781938 znane jest rozwiązanie rowka prostokątnego w cylindrze sprężyny gazowej do podnoszenia klap, o stałym przekroju rowka na początku wysuwu sprężyny gazowej, następnie ze skośnie malejącą głębokością w kierunku wyjścia cylindra. Takie ukształtowanie rowków nie pozwala na regulację tłumienia w określonych strefach skoku cylindra, albo wymaga wykonania głębokich rowków o stałym przekroju, co powoduje deformację średnicy wewnętrznej cylindra podczas ich wykonania oraz tworzenie wypływki na krawędziach rowka, położonych przy tej średnicy cylindra. Hamuje to ruch tłoka na nierównościach krawędzi rowka, przeważnie współpracującego z elastycznym pierścieniem tłoka. Powoduje to też wciskanie się pierścienia tłokowego w wąski rowek o dużej głębokości.

Celem wynalazku jest opracowanie cylindra z rowkiem o łagodnym wyjściu od strony wewnętr znej średnicy cylindra i z możliwością kształtowania przekroju dostosowanego do potrzeb tłumienia przepływu czynnika w sprężynie gazowej.

Cel ten osiągnięto w rozwiązaniu według wynalazku, w którym wzdłużny, tłumiący rowek cylindra, tworzy co najmniej dwie strefy tłumienia na długości cylindra, przy czym jedna z tych stref, rozpoczynając do zamkniętego końca cylindra, ma w przekroju poprzecznym co najmniej dwa stopnie o różnej szerokości i głębokości rowka. Strefa pierwsza położona od strony zamkniętego końca cylindra do pośredniej osi poprzecznej, odległej od zamkniętego końca cylindra o co najmniej 40 procent długości roboczej cylindra, ma rowek tłumiący o stałym przekroju poprzecznym, w kształcie co najmniej dwóch połączonych figur geometrycznych, to znaczy co najmniej jednego z prostokątów o różnej wielkości od strony dna rowka, rozszerzającego się w stronę wewnętrznego obwodu cylindra w kształt foremnego trapezu o większej podstawie równoległej położonej od strony wewnętrznego obwodu cylindra, zaś druga, przejściowa tłumiąca strefa pomiędzy pierwszą a drugą osią poprzeczną wyznaczającą strefy tłumienia, ma rowek o zmiennym przekroju poprzecznym stanowiącym połączenie dwóch figur geometrycznych o ich wysokościach malejących w sposób ciągły w kolejnych przekr ojach poprzecznych, w stronę poprzecznej osi kończącej drugą strefę tłumienia a trzecia, końcowa strefa tłumienia ma rowek o zmiennym przekroju poprzecznym, pomiędzy poprzecznymi osiami kończącymi drugą i trzecią strefę tłumienia, którego przekrój poprzeczny stanowi prostokąt o wysokości malejącej w sposób ciągły w kierunku otwartego końca cylindra. W pierwszym z wariantów wynalazku pierwsza strefa tłumiąca rowka ma w przekroju poprzecznym kształt mniejszego prostokąta położonego na dnie rowka, przechodzącego w większy, połączony z jego wyjściem, drugi prostokąt a następnie w rozszerzenie w kształcie foremnego trapezu, położone przy styku z wewnętrznym obwodem cylindra. Strefa ta następnie przechodzi w przejściową strefę o kształcie ułożonych nad sobą prostokątów o wymiarach poprzecznych ze strefy pierwszej i o głębokości malejącej w kierunku osi poprzecznej kończącej drugą strefę tłumienia i w końcową strefę tłumiąca o przekroju prostokąta, z głębokością malejącą w kierunku otwartego końca cylindra.

W innym wariancie wynalazku pierwsza strefa tłumiąca rowka ma w przekroju poprzecznym kształt prostokąta położonego na dnie rowka, przechodzącego w rozszerzenie w kształcie foremnego trapezu położone przy styku z wewnętrznym obwodem cylindra, następnie przechodzi ona w końcową tłumiącą strefę, o przekroju prostokąta z głębokością malejącą w kierunku otwartego końca cylindra.

Foremny trapez stanowiący rozszerzenie co najmniej jednej ze stref tłumiących rowka ma kąt rozwarcia boków nierównoległych trapezu, zawarty korzystnie pomiędzy 105 a 115 stopni. Długość drugiej przejściowej strefy rowka stanowi od 10 do 20 procent długości roboczej cylindra.

Takie ukształtowanie rowka tłumiącego pozwala regulować szybkość sprężyny gazowej począwszy od jej zamkniętego końca, to znaczy w strefie, gdzie występują duże siły sprężonego gazu. Ponadto na znacznej długości cylindra, to znaczy w pierwszej strefie tłumienia, o wymaganej większej głębokości rowka, utworzona zostaje powierzchnia ślizgowa dla pierścienia tłokowego, pochylona w stosunku do jego wewnętrznego obwodu, zapewniając płynny ruch tłoka sprężyny gazowej na

PL 223 118 B1 znacznej długości jej skoku. Kształtowanie wielostopniowego rowka jest łatwiejsze przez lepszy rozkład naprężeń i nie powoduje deformacji kołowego kształtu cylindra w procesie wyciskania rowka.

Przykład wykonania cylindra sprężyny gazowej przedstawiono na rysunkach, z których fig. 1 przedstawia wariant cylindra w przekroju wzdłużnym przez rowek tłumiący, fig. 2 przedstawia przekrój wzdłużny tego samego cylindra z widokiem z góry na rowek tłumiący, fig. 3 przedstawia przekrój poprzeczny C-C tego wariantu cylindra przez rowek w jego drugiej strefie tłumienia, fig. 4 przedstawia przekrój poprzeczny B-B tego wariantu cylindra przez rowek w jego pierwszej strefie tłumienia, fig. 5 przedstawia inny wariant cylindra w przekroju wzdłużnym przez rowek tłumiący, fig. 6 przedstawia przekrój wzdłużny tego samego cylindra z widokiem z góry na rowek tłumiący, fig. 7 przedstawia przekrój poprzeczny A-A obu wariantów cylindra przez rowek w jego końcowej strefie tłumienia, a fig. 8 przedstawia przekrój poprzeczny B-B z fig. 5 dla tego wariantu cylindra przez rowek w jego pierwszej strefie tłumienia, i opisano poniżej: cylinder roboczy, zwłaszcza do sprężyny gazowej ma tłumiący rowek 1 wykonany wzdłuż cylindra na jego wewnętrznej powierzchni. Rowek zaczyna się przed zamkniętym końcem 2 cylindra i kończy się na poprzecznej osi 11, znajdującej się przed strefą uszczelnienia i wysuniętego tłoka, zlokalizowaną przy otwartym końcu 12 cylindra.

Pierwsza strefa tłumienia zlokalizowana pomiędzy zamkniętym końcem 2 cylindra a poprzeczną osią 3 odległą od tego końca o około 40 procent długości roboczej cylindra. Ta strefa jest najgłębsza, bo na tym odcinku sprężyna gazowa wysuwa się najszybciej pokonując największy opór podnoszenia zamkniętego elementu, na przykład klapy tylnej samochodu. To nie wymaga dużego tłumienia, ale dużej płynności ruchu, dlatego zawsze tłumiący rowek 1 w tej strefie, w przekroju poprzecznym, kończy się od strony wyjścia przy średnicy wewnętrznej cylindra rozszerzeniem w kształcie foremnego trapezu 6, a dalej w głąb rowka może on stanowić jeden prostokąt 5 jak pokazano na fig. 8 lub być połączeniem połączonych z sobą płytszych prostokątów 5 i 4 o różnej wielkości, położonych nad sobą, jak pokazano na fig. 3. Trapezowe rozszerzenie ma kąt rozwarcia nierównoległych boków trapezu wynoszący korzystnie od 105 do 115 stopni. Rowek 1 w pierwszej strefie tłumienia ma stały przekrój na długości i następnie za poprzeczną osią 3 przechodzi w strefę o zmiennym tłumieniu, gdzie głębokość rowka maleje w kierunku poprzecznej osi 7 kończącej tę drugą strefę tłumienia. Ta przejściowa strefa 9 w pierwszym wariancie ma w przekroju poprzecznym kształt niniejszego prostokąta 4 i ułożonego na nim większego prostokąta 5. Długość tej strefy stanowi zwykle 10 do 20 procent długości roboczej cylindra. W strefie 9 maleje w sposób ciągły głębokość rowka tłumiącego w kierunku poprzecznej osi 7. Za osią 7 w pierwszym wariancie pokazanym na fig. 2 i za osią 3 w wariancie pokazanym na fig. 6 jest usytuowana końcowa tłumiąca strefa 10.

Ta strefa w postaci prostokątnego rowka 13, o głębokości malejącej w kierunku osi 11 przy otwartym końcu 12 cylindra, jest strefą ogólnie znaną w sprężynach gazowych, jako strefa końcowego wyhamowania ruchu. Strefa jest krótka, rowek w tej strefie jest płytki, przy jego wykonaniu nie tworzą się wypływki i nie jest wymagane trapezowe rozszerzenie od strony wewnętrznej powierzchni cylindra.

Rozwiązanie cylindra według wynalazku może mieć zastosowanie w sprężynach gazowych o regulowanej szybkości wysuwu, w amortyzatorach hydraulicznych o regulowanym tłumieniu i w innych urządzeniach hydraulicznych wymagających zmiennego tłumienia na długości skoku.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Cylinder roboczy, zwłaszcza do sprężyny gazowej, z rowkiem tłumiącym przepływ czynnika roboczego, wykonanym wzdłuż jego wewnętrznej powierzchni, znamienny tym, że wzdłużny, tłumiący rowek (1) cylindra tworzy co najmniej dwie strefy tłumienia na długości cylindra, przy czym jedna z tych stref, rozpoczynając do zamkniętego końca (2) cylindra, ma w przekroju poprzecznym co najmniej dwa stopnie o różnej szerokości i głębokości rowka, oraz tym, że strefa pierwsza położona od strony jego zamkniętego końca (2) do poprzecznej osi (3), odległej od końca (2) o co najmniej 40 procent długości roboczej cylindra, ma rowek (1) o stałym przekroju poprzecznym w kształcie co najmniej dwóch połączonych figur geometrycznych, to znaczy co najmniej jednego z prostokątów (4), (5) od strony dna rowka, rozszerzającego się w stronę wewnętrznego obwodu cylindra w kształt foremnego trapezu (6) o większej podstawie równoległej położonej od strony wewnętrznego obwodu cylindra, zaś druga, przejściowa tłumiąca strefa (9) pomiędzy poprzecznymi osiami (3), (7), ma rowek o zmiennym przekroju poprzecznym stanowiącym połączenie dwóch figur geometrycznych o ich wysokościach malejących w sposób ciągły w kolejnych przekrojach poprzecznych w stronę poprzecznej osi (7)

   PL 223 118 B1 a trzecia, końcowa strefa (10) ma rowek o zmiennym przekroju poprzecznym, pomiędzy poprzecznymi osiami (7) i (11), którego przekrój poprzeczny stanowi prostokąt (13) o wysokości malejącej w sposób ciągły w kierunku otwartego końca (12) cylindra.
2. 2. Cylinder roboczy według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsza strefa tłumiąca rowka (1 ma w przekroju poprzecznym kształt mniejszego prostokąta (4) położonego na dnie rowka, przechodzącego w większy, połączony z jego wyjściem, prostokąt (5) a następnie w rozszerzenie w kształcie foremnego trapezu (6) położone przy styku z wewnętrznym obwodem cylindra, i że przechodzi ona następnie w przejściową strefę (9) o kształcie ułożonych nad sobą prostokątów (4) i (5) o głębokości malejącej w kierunku osi (7) i w końcową, tłumiącą strefę (10) o przekroju prostokąta (13) o głębokości malejącej w kierunku otwartego końca (12) cylindra.
3. 3. Cylinder roboczy według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsza strefa tłumiąca rowka (1 ma w przekroju poprzecznym kształt prostokąta (5) położonego na dnie rowka, przechodzącego w rozszerzenie w kształcie foremnego trapezu (6) położone przy styku z wewnętrznym obwodem cylindra, i że przechodzi ona następnie w końcową, tłumiącą strefę (10) o przekroju prostokąta (13), o głębokości malejącej w kierunku otwartego końca (12) cylindra.
4. 4. Cylinder roboczy według zastrz. 1, znamienny tym, że foremny trapez (6) stanowiący rozszerzenie co najmniej jednej ze stref tłumiących rowka (1) ma kąt rozwarcia boków nierównoległych trapezu, zawarty korzystnie pomiędzy 105 a 115 stopni.
5. 5. Cylinder roboczy według zastrz. 1, znamienny tym, że długość drugiej, przejściowej strefy (9) rowka (1) stanowi od 10 do 20 procent długości roboczej cylindra.