RU190335U1

RU190335U1 - PNEUMATIC ELASTIC ELEMENT

Info

Publication number: RU190335U1
Application number: RU2018134233U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Владимирович Новиков
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2019-06-26

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для гашения колебаний виброизолируемых объектов, в частности к пневматическим подвескам со встроенными направляющим элементом и воздушным демпфером, применяемым для подрессоривания кузова, кабины, сиденья водителя автомобиля или особо чувствительных к колебаниям и вибрациям перевозимых транспортными средствами грузов.Сущность полезной модели заключается в том, что в пневматическом упругом элементе, содержащем резинокордную оболочку 1, соединенную с корпусом 2 и крышкой 3 и разделенную на верхнюю 5 и нижнюю 6 полости направляющим элементом 4, выполненным в виде упругого шарнира, в осевом отверстии которого с возможностью осевого перемещения установлен шток 7, соединенный с крышкой 3 и связывающий верхнюю 5 и нижнюю 6 полости между собой через выполненные в штоке 7 осевой канал 11 и верхнее 12 и нижнее 13 радиальные отверстия, нижнее радиальное отверстие 13 выполнено в виде воздушного дросселя 13, а пневматический упругий элемент дополнительно снабжен обратным клапаном 14, установленным на нижнем конце штока 7 ниже воздушного дросселя 13 и соединяющим нижнюю полость 6 с верхней полостью 5 на ходе сжатия через осевой канал 11 и верхнее радиальное отверстие 12.Техническим результатом заявленного пневматического упругого элемента со встроенным направляющим элементом и повышенными демпфирующими свойствами является значительное улучшение его виброзащитных свойств, что позволит при подрессоривании, например кузова, кабины, сиденья водителя или особо чувствительных к колебаниям и вибрациям перевозимых грузов, существенно упростить подвеску этих узлов и повысить плавность хода транспортного средства и виброзащиту перевозимых грузов.The invention relates to devices for damping vibrations of vibration-insulating objects, in particular, pneumatic suspensions with built-in guide element and air damper used for suspension of the body, cab, driver's seat or especially sensitive to vibrations and vibrations of the goods transported by vehicles. The essence of the utility model is in that in the pneumatic elastic element containing a rubber-cord shell 1, connected to the housing 2 and the cover 3 and divided into upper Yu 5 and the lower 6 cavity guide element 4, made in the form of an elastic hinge, in the axial bore of which a rod 7 is mounted with axial displacement, connected to the lid 3 and connecting the upper 5 and lower 6 cavities to each other through an axial channel 11 made in the rod 7 and the upper 12 and lower 13 radial holes, the lower radial hole 13 is made in the form of an air throttle 13, and the pneumatic elastic element is additionally equipped with a check valve 14 mounted on the lower end of the rod 7 below the air throttle 13 and c Connecting the lower cavity 6 with the upper cavity 5 on the compression course through the axial channel 11 and the upper radial hole 12. The technical result of the stated pneumatic elastic element with an integrated guide element and enhanced damping properties is a significant improvement in its vibration-protective properties, which will allow for suspension, for example, the body, cab, driver's seat or particularly sensitive to vibrations and vibrations of the transported goods, significantly simplify the suspension of these nodes and improve the smoothness of the course vehicle and vibration protection of the transported goods.

Description

Предлагаемый пневматический упругий элемент относится к устройствам для гашения колебаний виброизолируемых объектов, в частности к пневматическим подвескам со встроенными направляющим элементом и воздушным демпфером, применяемым для подрессоривания кузова, кабины, сиденья водителя автомобиля или особо чувствительных к колебаниям и вибрациям перевозимых транспортными средствами грузов.The proposed pneumatic elastic element relates to devices for damping vibrations of vibration-insulating objects, in particular, pneumatic suspensions with an integrated guide element and an air damper used to suspend the body, cab, driver's seat, or goods that are particularly sensitive to vibrations and vibrations transported by vehicles.

Известна пневматическая подвеска, содержащая гибкую оболочку, прикрепленную одним концом посредством фланца и кольца к подрессоренной части транспортного средства и связанную другим концом с полым поршнем, прикрепленным к неподрессоренной части транспортного средства, опору и амортизатор, прикрепленный к поверхности поршня, представляющей собой поверхность конуса с углом уклона от 80 до 85°, на которой выполнено более одного отверстия для сообщения полостей оболочки и поршня, а посадочные места кольца и поршня для гибкой оболочки выполнены с уклоном, угол которого равен углу уклона соответствующих мест гибкой оболочки, в вершине конической поверхности поршня выполнено одно отверстие, амортизатор выполнен в виде усеченного конуса, уклон наружной поверхности которого составляет от 44 до 46°, а уклон посадочных мест от 1 до 2° (патент РФ 2044661, МПК B60G 11/26, 1995 г.)Known air suspension, containing a flexible shell attached at one end through a flange and a ring to the sprung part of the vehicle and connected with the other end to a hollow piston attached to the unsprung part of the vehicle, a support and a shock absorber attached to the surface of the piston, which is a cone surface with an angle slope from 80 to 85 °, on which more than one hole is made for the communication of the cavities of the shell and the piston, and the seats of the ring and the piston for the flexible shell are made with a slope whose angle is equal to the slope angle of the corresponding places of the flexible shell, one hole is made at the top of the conical surface of the piston, the shock absorber is made in the form of a truncated cone, the slope of the outer surface is from 44 to 46 °, and the slope of the seats is from 1 to 2 ° (RF patent 2044661, IPC B60G 11/26, 1995)

Недостатком данной пневматической подвески является отсутствие демпфирующих свойств, поэтому она применяется совместно с гидравлическим амортизатором. Кроме того, данная подвеска требует применения направляющих элементов, что усложняет подвеску транспортного средства.The disadvantage of this air suspension is the absence of damping properties, so it is used in conjunction with a hydraulic shock absorber. In addition, this suspension requires the use of guide elements, which complicates the suspension of the vehicle.

Наиболее близким из известных технических решений является пневматический упругий элемент, содержащий резинокордную оболочку, соединенную с корпусом и крышкой и разделенную на верхнюю и нижнюю полости направляющим элементом, выполненным в виде упругого шарнира, в осевом отверстии которого с возможностью осевого перемещения установлен шток с верхним и нижним радиальными отверстиями, соединенный с крышкой и связывающий верхнюю и нижнюю полости между собой. Данный упругий элемент имеет встроенный направляющий элемент и обеспечивает S-образную упругую характеристику, имеющую низкую жесткость в средней части хода и высокую жесткость в конце ходов сжатия и отбоя при перекрытии верхнего и нижнего радиальных отверстий [а.с. СССР 247728, МПК F16f, 1968 г.].The closest of the known technical solutions is a pneumatic elastic element containing a rubber-cord shell connected to the housing and the lid and divided into the upper and lower cavities by a guide element made in the form of an elastic hinge, in the axial hole of which the axle with the upper and lower radial holes connected to the lid and connecting the upper and lower cavities between themselves. This elastic element has a built-in guide element and provides an S-shaped elastic characteristic having low rigidity in the middle part of the stroke and high rigidity at the end of the compression and rebound strokes when the upper and lower radial holes overlap [a.s. USSR 247728, IPC F16f, 1968].

Недостатком данного упругого элемента является относительно низкие его демпфирующие свойства. Поэтому он применяется совместно с гидравлическим амортизатором, что усложняет подвеску кузова, кабины и сиденья водителя транспортного средства.The disadvantage of this elastic element is its relatively low damping properties. Therefore, it is used in conjunction with a hydraulic shock absorber, which complicates the suspension of the body, cab and driver's seat of a vehicle.

В этой связи важнейшей задачей является создание новой простой и надежной конструкции пневматического упругого элемента со встроенным направляющим элементом, разделяющим его на две полости, соединенные между собой через воздушный демпфер в виде дросселя и обратного клапана, открытого на ходе сжатия, обеспечивающий повышение демпфирующих свойств подвески.In this regard, the most important task is to create a new simple and reliable design of a pneumatic elastic element with a built-in guide element dividing it into two cavities interconnected through an air damper in the form of a throttle and non-return valve opened during the compression course, ensuring an increase in the damping properties of the suspension.

Техническим результатом заявленного пневматического упругого элемента со встроенным направляющим элементом и повышенными демпфирующими свойствами является значительное улучшение его виброзащитных свойств, что позволит при подрессоривании, например кузова, кабины, сиденья водителя или особо чувствительных к колебаниям и вибрациям перевозимых грузов, существенно упростить подвеску этих узлов и повысить плавность хода транспортного средства и виброзащиту перевозимых грузов.The technical result of the claimed pneumatic elastic element with a built-in guide element and enhanced damping properties is a significant improvement in its vibration-protective properties, which will make it possible to significantly simplify the suspension of these nodes and increase the suspension, for example, body, cab, driver's seat or especially sensitive to vibrations and vibrations of the transported goods. smooth running of the vehicle and vibration protection of the transported goods.

Технический результат достигается тем, что в пневматическом упругом элементе, содержащем резинокордную оболочку, соединенную с корпусом и крышкой и разделенную на верхнюю и нижнюю полости направляющим элементом, выполненным в виде упругого шарнира, в осевом отверстии которого с возможностью осевого перемещения установлен шток, соединенный с крышкой и связывающий верхнюю и нижнюю полости между собой через выполненные в штоке осевой канал и верхнее и нижнее радиальные отверстия, нижнее радиальное отверстие выполнено в виде воздушного дросселя, а пневматический упругий элемент дополнительно снабжен обратным клапаном, установленным на нижнем конце штока ниже воздушного дросселя и соединяющим нижнюю полость с верхней полостью на ходе сжатия через осевой канал и верхнее радиальное отверстие.The technical result is achieved in that in a pneumatic elastic element containing a rubber-cord shell connected to the housing and the lid and divided into the upper and lower cavities by a guide element made in the form of an elastic hinge, in the axial hole of which the shaft is connected with the possibility of axial movement and connecting the upper and lower cavities between each other through the axial channel made in the rod and the upper and lower radial holes, the lower radial hole made in the form of an air duct Rossel, and the pneumatic elastic element is additionally equipped with a check valve installed at the lower end of the rod below the air throttle and connecting the lower cavity with the upper cavity during compression through the axial channel and the upper radial hole.

Указанная полезная модель отличается тем, что нижнее радиальное отверстие выполнено в виде воздушного дросселя, а пневматический упругий элемент дополнительно снабжен обратным клапаном, установленным на нижнем конце штока ниже воздушного дросселя и соединяющим нижнюю полость с верхней полостью на ходе сжатия через осевой канал и верхнее радиальное отверстие. Вследствие этого обеспечивается существенное повышение демпфирующих свойств пневматического упругого элемента, который может применяться в подвесках кузова, кабины и сиденья водителя автомобиля без дополнительных гидравлических амортизаторов и направляющих элементов, что приведет к упрощению подвесок указанных систем и повышению плавности хода транспортного средства при движении по любым типам дорог.This utility model differs in that the lower radial hole is made in the form of an air throttle, and the pneumatic elastic element is additionally equipped with a check valve installed at the lower end of the rod below the air throttle and connecting the lower cavity to the upper cavity during compression through the axial channel and the upper radial hole . As a result, a significant increase in the damping properties of the pneumatic elastic element is provided, which can be used in car body suspensions, cab and driver's seat without additional hydraulic shock absorbers and guide elements, which will simplify the suspension of these systems and improve the smoothness of the vehicle when driving on any type of road .

На фиг. 1 изображен предлагаемый пневматический упругий элемент, продольный разрез; на фиг. 2 - его упругая характеристика (рабочая диаграмма).FIG. 1 shows the proposed pneumatic elastic element, a longitudinal section; in fig. 2 - its elastic characteristic (working diagram).

Пневматический упругий элемент содержит резинокордную оболочку 1, соединенную с корпусом 2 и крышкой 3 и разделенную направляющим элементом 4 на верхнюю 5 и нижнюю 6 полости, заправленные воздухом. Направляющий элемент 4 выполнен в виде упругого шарнира, включающего закрепленный на крышке 3 шток 7 с упором 8, установленный с возможностью осевого перемещения во втулке 9 сайлентблока 10, который установлен на корпусе 2. В штоке 7 выполнен осевой канал 11, соединенный с верхним 12 и нижним 13 радиальными отверстиями, выполненными ближе к концам штока 7 симметрично относительно среднего положения штока 7 во втулке 9, соответствующего нагружению пневматического упругого элемента статической нагрузкой Р_ст (фиг. 2). При этом нижнее радиальное отверстие 13 выполнено в виде воздушного дросселя 13 с малым проходным сечением, а верхнее радиальное отверстие 12 и осевой канал 11 имеют большие проходные сечения. На нижнем конце штока 7 ниже воздушного дросселя 13 установлен обратный клапан 14, соединяющий нижнюю полость 6 с верхней полостью 5 на ходе сжатия через осевой канал 11 и верхнее радиальное отверстие 12. Снизу крышки 3 на верхнем конце штока 7 закреплен резиновый буфер 15 максимального хода сжатия.The pneumatic elastic element contains a rubber-cord shell 1 connected to the housing 2 and the lid 3 and divided by the guiding element 4 into the upper 5 and lower 6 cavities filled with air. The guide element 4 is made in the form of an elastic hinge, including a rod 7 fixed to the lid 3 with a stop 8, mounted for axial movement in the sleeve 9 of the silent block 10 which is mounted on the housing 2. The axial channel 11 is connected to the rod 7 and connected to the upper 12 13, the lower radial holes, made close to the ends of the rod 7, symmetrically with respect to the middle position the rod 7 in the sleeve 9, the respective loading of the air spring static load P _o (FIG. 2). While the lower radial hole 13 is made in the form of an air throttle 13 with a small flow area, and the upper radial hole 12 and the axial channel 11 have large flow sections. At the lower end of the rod 7 below the air throttle 13 is installed a check valve 14 connecting the lower cavity 6 with the upper cavity 5 during the compression through the axial channel 11 and the upper radial hole 12. The rubber buffer 15 of the maximum compression stroke is fixed at the lower end of the cover 3 .

Предлагаемый пневматический упругий элемент работает следующим образом.The proposed pneumatic elastic element works as follows.

На ходе сжатия пневматического упругого элемента от статического положения резинокордная оболочки 1 сжимается и воздух из верхней полости 5 свободно перетекает в нижнюю полость 6 корпуса 2 через верхнее радиальное отверстие 12, осевой канал 11, обратный клапан 14 и нижнее радиальное отверстие 13, что обеспечивает мягкую упругую характеристику (кривая I).During the compression of the pneumatic elastic element from the static position, the rubber-cord shell 1 is compressed and the air from the upper cavity 5 flows freely into the lower cavity 6 of the housing 2 through the upper radial hole 12, the axial channel 11, the check valve 14 and the lower radial hole 13, which provides a soft elastic characteristic (curve I).

На последующем ходе отбоя обратный клапан 14 закрывается, давление воздуха в верхней полости 5 резко уменьшается и под действием перепада давлений воздух из нижней полости 6 перетекает в верхнюю полость 5 через нижнее радиальное отверстие 13, осевой канал 11 и верхнее радиальное отверстие 12. Поскольку нижнее радиальное отверстие 13 является воздушным дросселем, то через него воздух течет с большим сопротивлением, что обеспечивает жесткую упругую характеристику (кривая II).During the subsequent rebound, the check valve 14 closes, the air pressure in the upper cavity 5 decreases sharply and under the effect of the pressure differential, the air from the lower cavity 6 flows into the upper cavity 5 through the lower radial hole 13, the axial channel 11 and the upper radial hole 12. Since the lower radial hole 13 is an air throttle, then the air flows through it with great resistance, which provides a rigid elastic characteristic (curve II).

На последующем ходе сжатия после выравнивания давлений в верхней 5 и нижней 6 полостях обратный клапан 14 открывается и воздух из верхней полости 5 свободно перетекает в нижнюю полость 6 через верхнее радиальное отверстие 12, осевой канал 11, обратный клапан 14 и нижнее радиальное отверстие 13, что обеспечивает мягкую упругую характеристику (кривая I). В результате за цикл колебаний формируется рабочая диаграмма, площадь S которой зависит от амплитуды деформаций пневматического упругого элемента, увеличиваясь с ее ростом.During the subsequent compression after equalizing the pressures in the upper 5 and lower 6 cavities, the check valve 14 opens and the air from the upper cavity 5 freely flows into the lower cavity 6 through the upper radial hole 12, the axial channel 11, the check valve 14 and the lower radial hole 13, which provides a soft elastic characteristic (curve I). As a result, a working pattern is formed during the oscillation cycle, the area S of which depends on the amplitude of deformations of the pneumatic elastic element, increasing with its growth.

В конце ходов сжатия и отбоя верхнее радиальное отверстие 12 и нижнее радиальное отверстие 13 штока 7, закрепленного на крышке 3, перекрываются втулкой 9 сайлентблока 10 направляющего элемента 4, что разобщает верхнюю 5 и нижнюю 6 полости, увеличивая жесткость упругой характеристики (штриховые линии на фиг. 2). При этом в конце хода сжатия буфер 15 взаимодействует с сайлентблоком 10, а в конце хода отбоя упор 8 взаимодействует с втулкой 9 сайлентблока 10, что дополнительно увеличивает жесткость упругой характеристики. В результате происходит упругое ограничение максимальных ходов сжатия и отбоя и снижается вероятность пробоя подвески. Наличие сайлентблока 10 обеспечивает также возможность небольших поперечных и угловых перемещений штока 7 относительно корпуса 2, что дополнительно повышает виброзащитные свойства пневматического упругого элемента.At the end of the compression and rebound moves, the upper radial hole 12 and the lower radial hole 13 of the stem 7 fixed to the lid 3 overlap with the sleeve 9 of the silent block 10 of the guide element 4, which separates the upper 5 and lower 6 cavities, increasing the rigidity of the elastic characteristic (dashed lines in FIG. 2). At the end of the compression stroke, the buffer 15 interacts with the silentblock 10, and at the end of the rebound stroke, the stop 8 interacts with the sleeve 9 of the silentblock 10, which further increases the stiffness of the elastic characteristic. As a result, an elastic limitation of the maximum compression and rebound moves occurs and the probability of suspension breakdown is reduced. The presence of the silent block 10 also provides the possibility of small transverse and angular movements of the rod 7 relative to the housing 2, which further enhances the vibration-protective properties of the pneumatic elastic element.

В зависимости от требуемых ходов в пневматическом упругом элементе может применяться односекционная или двухсекционная резинокордная оболочка баллонного типа, возможно также применение резинокордной оболочки рукавного типа.Depending on the required moves in a pneumatic elastic element, a single-section or two-section rubber-cord shell of a balloon type can be used, it is also possible to use a rubber-cord shell of the hose type.

Применение заявленного пневматического упругого элемента со встроенным направляющим элементом и повышенными демпфирующими свойствами в подрессоривании, например кузова, кабины, сиденья водителя или особо чувствительных к колебаниям и вибрациям перевозимых грузов, позволит существенно упростить подвеску этих узлов и повысить плавность хода транспортного средства.The use of the claimed pneumatic elastic element with a built-in guide element and enhanced damping properties in cushioning, such as a body, cab, driver's seat or particularly sensitive to vibrations and vibrations of the cargo being carried, will significantly simplify the suspension of these nodes and improve the smoothness of the vehicle.

Claims

A pneumatic elastic element containing a rubber-cord shell connected to the housing and the lid and divided into the upper and lower cavities by a guiding element made in the form of an elastic hinge, in the axial hole of which the shaft is connected with the lid and can connect the upper and lower cavities between through the axial channel and the upper and lower radial holes, made in the rod, characterized in that the lower radial hole is made in the form of an air throttle, and pneumatically The elastic element is additionally provided with a check valve installed at the lower end of the rod below the air throttle and connecting the lower cavity with the upper cavity during compression through the axial channel and the upper radial hole.