RO132360A2

RO132360A2 - Inertial mechanical device for determining spring's elastic constant and friction coefficient of a damper within a shock absorber

Info

Publication number: RO132360A2
Application number: ROA201600516A
Authority: RO
Inventors: Radu Ibănescu
Original assignee: Universitatea Tehnică ''gheorghe Asachi'' Din Iaşi
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2018-01-30
Also published as: RO132360B1

Abstract

The invention relates to a mechanical device meant for determining the spring's elastic constant and viscous friction coefficient of a damper within a shock absorber. According to the invention, the device comprises an enclosure (1) provided with a displacement sensor (21) resting on an absorber consisting of a spring (7) and a damper (8), which can slide with negligible friction along two vertical parallel columns (2 and 3) fixed with two plates (4 and 5), the extremities of the absorber being attached to the enclosure (1) and to the second plate (5) with some attachment devices (9 and 10), where the harmonic oscillatory inertial force acting on the absorber is generated by a train consisting of four identical gears (12, 13, 14 and 15) put into motion by a variable speed electric motor (11) whose shaft is provided with a speed measuring sensor (20), two gears (12 and 15) rotating in opposite directions, with a speed equal to the speed of the motor (11), together with a rod (16 and 17) of the same length, each of them having fixed at the ends some weights (18 and 19) of equal size, the absorber being pre-charged by adding a supplemental weight (22) on the enclosure (1).

Description

Invenția se referă la uri dispozitiv mecanic destinat determinării constantei elastice a unui arc și a coeficientului de frecare vâscoasă a unui amortizor din componența, unui absorbitor de șocuri. Dispozitivul conform invenției este alcătuit dintr-o incintă (1) prevăzută cu un senzor (21) de deplasare, care se sprijină pe un absorbitor format dintr-un arc (?) și dintr-un amortizor (8), șl care poate aluneca cu frecare neglijabilă în lungul a două coloane (2 și 3) verticale paralele fixate cu două plăci (4 și 5), extremitățile absorbitorului sunt prinse de incintă (1) și de a doua placă (5) cu niște dispozitive (9 și 10) de prindere, forța inerțială oscilatorie armonică Oare ăcționeâză asupra absorbitorului este generată cu ajutorul unui tren format din patru roți (12, 13,14 și 15) dințate identice, puse, în mișcare de un motor (11) electric cu turație variabilă, al cărui ax este prevăzut cu un senzor (20) pentru măsurarea turației, două dintre roți (12 și 15) se rotesc în sensuri opuse cu o turație egală cu a motorului (11) împreună cu câte o tijă (16 și 17)de aceeași lungime, care au fixate, la capete, eâte, o greutate (18 și 19) de mărime egală, preîncărcarea absorbitorului putându-se face prin adăugarea uneiThe invention relates to a mechanical device for determining the elastic constant of a spring and the viscous friction coefficient of a shock absorber in the composition, a shock absorber. The device according to the invention consists of a housing (1) provided with a displacement sensor (21), which rests on an absorber consisting of a spring (?) And a damper (8), and which can slide with negligible rubbing along two parallel vertical columns (2 and 3) fixed with two plates (4 and 5), the ends of the absorber are connected by the enclosure (1) and the second plate (5) with some devices (9 and 10). clamping, harmonic oscillatory inertial force Does the actuator act on the absorber is generated by means of a train consisting of four identical wheels (12, 13, 14 and 15), set in motion by an electric motor (11) with variable speed, whose axis is provided with a sensor (20) for measuring speed, two of the wheels (12 and 15) rotate in opposite directions at a speed equal to the engine (11) together with a rod (16 and 17) of the same length, which they have fixed, at their ends, a weight (18 and 19) of equal size, the preload of the absorber can be done by adding a

greutăți (22) suplimentare pe incintă (1).additional weights (22) on the enclosure (1).

Revendicări: 3Claims: 3

Figuri: 1Figures: 1

Cu începere de ia data publicării cererii de brevet, cererea asigură, în mod provizoriu, solicitantului, protecția conferită potrivit dispozițiilor a/£32 din Legea nr. 64/1991, cu excepția cazurilor in câre Cererea de brevet de invenție a fost respinsă, retrasă sau considerată Ca fiind retrasă, întinderea protecției conferite de cererea de brevet de invenție este determinată de revendicările conținute îri cererea publicată în conformitate cu art.23 alin.(l) '-($)Starting from the date of publication of the patent application, the application provides, provisionally, to the applicant, the protection granted in accordance with the provisions of / 32 of Law no. 64/1991, except in cases where the patent application has been rejected, withdrawn or considered to be withdrawn, the extent of the protection conferred by the patent application is determined by the claims contained in the application published in accordance with article 23 paragraph. (l) '- ($)

IUIIUI

_?OHCIUL DE 'TA? PENTRU ίΝΤΟφ Șl MĂÎ? j Cerere de brevei de(invenție _? YOUR HOUSE? FOR ME? j Application for patents of (invention

ÎNr.J ' • Data depozitNo. '• Date of filing

DISPOZITIV MECANIC INERȚIAL PENTRU DETERMINAREA CONSTANTEI ELASTICE A ARCULUI ȘI COEFICIENTULUI DE FRECARE VÂSCOASĂ AL AMORTIZORULUI DIN COMPONENȚA UNUI ABSORBITOR DE ȘOCURIINERIAL MECHANICAL DEVICE FOR DETERMINING THE ELASTIC CONSTANCE OF THE ARC AND THE VASCULAR FREQUENCY COEFFICIENT OF THE SHOCK ABSORBER IN THE COMPOSITION OF A SHOCK ABSORBER

Prezenta invenție se referă la un dispozitiv mecanic destinat determinării constantei elastice a arcului și a coeficientului de frecare vâscoasă a amortizorului care constituie componentele unui absorbitor de șocuri, la care forța care acționează asupra absorbitorului este rezultatul acțiunii forței de inerție ale unor mase aflate în mișcare de rotație.The present invention relates to a mechanical device for determining the elastic constant of the spring and the viscous friction coefficient of the shock absorber constituting the components of a shock absorber, in which the force acting on the absorber is the result of the action of the inertia force of moving masses. rotation.

Este cunoscut un dispozitiv mecanic pentru determinarea coeficientului de frecare vâscoasă a amortizorului [1]. Acest dispozitiv are dezavantajul că folosește un lanț cinematic pentru a pune în mișcare capătul liber al absorbitorului ceea ce conduce la limitări constructive ale domeniului de utilizare și mai are dezavantajul că nu determină constanta elastică a arcului.A mechanical device for determining the viscous friction coefficient of the damper is known [1]. This device has the disadvantage of using a kinematic chain to move the free end of the absorber which leads to constructive limitations of the field of use and it has the disadvantage of not determining the elastic constant of the arc.

Este cunoscut încă un dispozitiv pentru testarea amortizoarelor [2]. Acest dispozitiv prezintă dezavantajul că este acționat hidraulic ceea ce însemnă instalații complexe care necesită costuri mari și mai are dezavantajul că nu determină constanta elastică a arcului.Another device for testing shock absorbers is known [2]. This device has the disadvantage that it is hydraulically operated which means complex installations that require high costs and has the disadvantage of not determining the elastic constant of the spring.

Problema pe care o rezolvă invenția este aceea că se determină ambii parametri ai elementelor componente ale absorbitorului de șocuri fără a separa arcul de amortizor, acesta fiind prins în dispozitiv exact ca în poziția de lucru din locul unde este folosit, iar sistemul de acționare este mecanic de tip inerțial și are o construcție simplă.The problem solved by the invention is that both parameters of the component parts of the shock absorber are determined without separating the shock absorber spring, this being caught in the device exactly as in the working position from the place where it is used, and the drive system is mechanical inertial type and has a simple construction.

Dispozitivul conform invenției înlătură dezavantajele de mai sus prin aceea că, în scopul determinării constantei elastice și a coeficientului de amortizare vâscoasă ale unui absorbitor de șocuri, este prevăzut cu un sistem inerțial de generare a unei forțe excitatoare oscilatorie armonică format din două mase identice care se rotesc cu aceeași viteză unghiulară în sensuri opuse care sunt puse în mișcare de un motor electric cu turație variabilă, iar, pentru a fi posibilă determinarea celor doi parametri ai absorbitorului, dispozitivul este prevăzut cu un senzor care măsoară deplasarea necesar pentru cunoașterea amplitudinii mișcării oscilatorii și un senzor care măsoară viteza unghiulară a maselor care coincide cu pulsația mișcării oscilatorii, iar, în cazul în care este necesară preîncărcarea absorbitorului, aceasta se realizează prin adăugarea unor mase suplimentare.The device according to the invention removes the above disadvantages by the fact that, in order to determine the elastic constant and the viscous damping coefficient of a shock absorber, it is provided with an inertial system for generating a harmonic oscillatory excitatory force consisting of two identical masses. they rotate at the same angular speed in opposite directions which are driven by a variable speed electric motor, and in order to be able to determine the two parameters of the absorber, the device is provided with a sensor that measures the displacement necessary to know the amplitude of the oscillating motion and a sensor that measures the angular velocity of the masses that coincide with the pulse of the oscillatory movement, and, if it is necessary to preload the absorber, this is achieved by adding additional masses.

Dispozitivul, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:The device according to the invention has the following advantages:

- construcție simplă și robustă- simple and robust construction

- dispozitivul generează o forță excitatoare oscilatorie armonică de tip inerțial nesupusă constrângerii dată de lanțuri cinematice- the device generates a harmonic oscillatory excitatory force of inertial type not subject to the constraint given by kinetic chains

- determinarea constantei elastice a arcului și a coeficientului de frecare vâscoasă se face fără separarea componentelor absorbitorului, adică prin montarea sa ca atare în dispozitiv- the determination of the elastic constant of the spring and of the viscous friction coefficient is done without separating the absorber components, that is by mounting it as such in the device

- pentru calculul constantei elastice și a coeficientului de amortizare vâscoasă este necesară măsurarea a numai doi parametri și anume amplitudinea mișcării oscilatorii a absorbitorului și viteza unghiulară a arborelui motorului electric care este aceeași cu pulsația mișcării oscilatorii a 2016 00516- for the calculation of the elastic constant and the viscous damping coefficient it is necessary to measure only two parameters, namely the amplitude of the oscillatory movement of the absorber and the angular speed of the electric motor shaft which is the same as the pulse of the oscillatory motion of 2016 00516

21/07/2016 |07/21/2016 | 0

- caracteristicile forței excitatoare (amplitudine și pulsație) se pot modifica foarte simplu prin modificarea mărimii maselor în rotație sau a lungimii tijelor pe care se găsesc acestea respectiv prin modificarea vitezei unghiulare a arborelui motorului electric se poate face o preîncărcare a absorbitorului pentru a realiza condițiile reale de funcționare- the characteristics of the excitatory force (amplitude and pulsation) can be modified very simply by changing the size of the rotating masses or the length of the rods on which they are found, respectively by changing the angular speed of the electric motor shaft, a preload of the absorber can be made to achieve the real conditions Operating

Se dă mai jos un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu figura 1 care reprezintă o vedere din față a dispozitivului, pentru evidențierea elementelor componente ale acestuia.The following is an example of an embodiment of the invention, in connection with Figure 1, which represents a front view of the device, for highlighting its component elements.

Dispozitivul conform invenției are ca piesă de bază o incintă 1, care poate aluneca cu frecare neglijabilă pe două coloane verticale paralele 2 și 3 care sunt fixate, pentru a forma un cadru rigid, cu ajutorul a două plăci 4 și 5, placa 4 fiind fixată de sol cu niște șuruburi 6.The device according to the invention has as a base part a enclosure 1, which can slide with negligible friction on two parallel vertical columns 2 and 3 which are fixed, to form a rigid frame, by means of two plates 4 and 5, the plate 4 being fixed with some screws 6.

între incinta 1 și placa 4 este fixat un absorbitor de șocuri format dintr-un arc elicoidal 7 și un amortizor 8, capetele absorbitorului fiind fixate cu niște sisteme de prindere 9 și 10 identice cu cele folosite în locul unde funcționează absorbitorul.Between the enclosure 1 and the plate 4, a shock absorber consisting of a helical spring 7 and a shock absorber 8 is fixed, the ends of the absorber being fixed with clamping systems 9 and 10 identical to those used in the place where the absorber operates.

Incinta 1 conține un motor electric cu turație variabilă 11 care pune în mișcare un tren de patru roți dințate identice 12,13,14 și 15, de axul roților 12 și 15 fiind fixată câte o tijă 16 și 17 de masă neglijabilă și lungime egală iar la capătul acestor tije este prinsă câte o masă 18 și 19 de greutate egală, tija 12 cu masa 18 și tija 17 cu masa 19 rotindu-se în sensuri opuse cu o viteză unghiulară egală cu cea a arborelui motorului electric 11 ceea ce induce o mișcare oscilatorie armonică întregului ansamblu în lungul coloanelor de ghidare 2 și 3.The enclosure 1 contains an electric motor with variable speed 11 which sets in motion a train of four identical gear wheels 12,13,14 and 15, with the axle of the wheels 12 and 15 being fixed by a rod 16 and 17 of negligible mass and of equal length and at the end of these rods is attached a table 18 and 19 of equal weight, the rod 12 with the mass 18 and the rod 17 with the mass 19 rotating in opposite directions at an angular speed equal to that of the shaft of the electric motor 11, which induces a movement harmonic oscillation of the whole assembly along the guide columns 2 and 3.

Pentru a măsura viteza unghiulară a axului motorului electric 11 se folosește un senzor de viteză unghiulară 20 așezat pe axul motorului electric iar pentru măsurarea amplitudinii oscilației incintei 1 se folosește un senzor de deplasare 21.To measure the angular velocity of the electric motor shaft 11, an angular velocity sensor 20 located on the electric motor shaft is used and a displacement sensor 21 is used to measure the amplitude of the oscillation of the enclosure 1.

Pentru a realiza o preîncărcare mai mare a absorbitorului se poate atașa în partea a superioară a incintei 1 o masă suplimentară 22 fixată cu un prezon 23.In order to achieve a higher preload of the absorber, an additional mass 22 fixed with a stud 23 can be attached in the upper part of the enclosure 1.

a 2016 00516to 2016 00516

21/07/201621/07/2016

ReferințeReferences

1. Konieczny L. Analysis of simplifications applied in vibration damping modelling for a passive car shock absorber Shock and Vibration, voi. 2016 http://dx.doi.org/10.ll55/2016/6l828471. Konieczny L. Analysis of simplifications applied in vibration damping modeling for a passive car shock absorber Shock and Vibration, vol. 2016 http://dx.doi.org/10.ll55/2016/6l82847

2. Servotest Testing Systems Ltd.2. Servotest Testing Systems Ltd.

http://www.servotestsvstems.com/images/PDFs/ST brochures/03 Damper test.pdfhttp://www.servotestsvstems.com/images/PDFs/ST brochures / 03 Damper test.pdf

Claims

claims

1. Inertial mechanical device for determining the elastic constant of the spring and the viscous damping coefficient of the shock absorber in the composition of a shock absorber, characterized in that, in order to achieve a proper positioning of the absorber, it is provided with a chamber (1) which rests on a spring absorber (7) and a shock absorber (8) and can slide with negligible friction along two parallel vertical columns (2) and (3) fixed with two plates (4) and (5) ), and the ends of the absorber are connected by the enclosure (1) and the plate (5) with some fastening devices (9) and (10) identical to those used in the place where the absorber works;

Device according to claim 1, characterized in that, in order to obtain a harmonic oscillatory movement of the enclosure (1) to which a displacement sensor (21) is attached, it comprises a train of four identical gear wheels (12), (13), (14) and (15) driven by a variable speed electric motor (11) whose shaft is provided with a speed measurement sensor (20) and the wheels (12) and (15) rotate in opposite directions with a speed equal to that of the engine together with a rod (16) and (17) which have fixed at the ends a mass (18) and (19) of equal size.

Device according to claims 1 and 2, characterized in that, in order to allow the absorber to be preloaded when desired, it is provided with a lock (23) fixed to the enclosure (1) from which an additional table (22) can be attached.

to 2016 00516