RU2031272C1

RU2031272C1 - Telescopic air-operated shock-absorber

Info

Publication number: RU2031272C1
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Васильевич Горбулин
Original assignee: Вячеслав Васильевич Горбулин
Priority date: 1991-02-04
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: shock-absorber has housing, hollow rod with a piston, hollow piston, commutating-valving systems received in both pistons, and guide member secured in the hollow piston. The commutating-valving system discharges gas when pistons change the direction of movement. The guide member is mounted for permitting movement inside the hollow rod. Each system can be made up as through passages and plates with tags. The plates can close the passages and are spring-loaded in the axial and lateral directions. The tags of the plates interact with corresponding teeth made on the hollow rod and guide member. In addition, the guide member can be made as hollow one for operation in vertical position. In this case, the hollow piston is partially filled with lubricant, and a spring-loaded check valve is mounted at the bottom part of the hollow guide member. The valve provides supplying lubricant into the space of the guide member. EFFECT: improved design. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области техники, где применяется гашение механических колебаний, в частности предназначено для использования в подвесках транспортных средств в качестве несущего элемента. The invention relates to the field of technology where damping of mechanical vibrations is used, in particular, it is intended for use in vehicle suspensions as a load-bearing element.

Известны пневматические упругие элементы подвески транспоpтных средств, содержащие несколько объемов газа, между которыми имеются клапанные системы с дроссельными отверстиями [1]. Known pneumatic elastic suspension elements of vehicles, containing several volumes of gas, between which there are valve systems with throttle holes [1].

Наиболее близким к изобретению является пневматический упругий элемент подвески транспортного средства, содержащий корпус с закрепленным в нем лотком с поршнем на свободном конце, установленный в корпусе полый поршень, в днище и крышке которого имеются клапанные системы и дроссельные отверстия [2]. Closest to the invention is a pneumatic elastic suspension element of a vehicle, comprising a housing with a tray fixed therein with a piston at its free end, a hollow piston mounted in the housing, in the bottom and cover of which there are valve systems and throttle holes [2].

У известных амортизаторов достаточно большая отдача при ходе отбоя, снижающая эффективность гашения колебаний, и во многих случаях не удобная для применения конструкция. The well-known shock absorbers have a sufficiently large return during the rebound, which reduces the damping efficiency of the oscillations, and in many cases is not suitable for use in construction.

Целью изобретения является повышение эффективности демпфирования, в частности получение телескопической конструкции, удобной для широкого применения. The aim of the invention is to increase the efficiency of damping, in particular obtaining a telescopic structure suitable for widespread use.

Это достигается тем, что в пневмоамортизаторе, содержащем корпус с закрепленным в нем штоком с поршнем на свободном конце, установленный в корпусе полый поршень, один конец которого предназначен для крепления к объекту, а другой имеет клапанную систему и дроссельное отверстие. Клапанная система выполнена коммутационной для обеспечения свободного истечения газа между полостями от момента перемены знака движения полого поршня, что совпадает во времени с пиковым значением величины полученной пружиной энергии, до момента выравнивания давления газа в них, и для оказания сопротивления движению полого поршня к его первоисходному положению за счет количественного перераспределенного газа. Шток выполнен полым с радиальным отверстием у места крепления к корпусу для выхода газа из внутриштоковой полости. Пневмоамортизатор для получения удобной для широкого использования телескопической конструкции содержит в качестве корпуса вместо резинокордной оболочки с основанием крышку с направляющей и герметизирующую диафрагму рукавного типа и снабжен жестко закрепленным в полом поршне направляющим элементом, свободный конец которого имеет возможность перемещаться внутри полого штока, и установленной в поршне для повышения эффективности демпфирования дополнительной коммутационно-клапанной системой (ККС), аналогичной основной. This is achieved by the fact that in a pneumatic shock absorber containing a housing with a rod fixed to it with a piston at its free end, a hollow piston is installed in the housing, one end of which is designed to be attached to the object, and the other has a valve system and a throttle hole. The valve system is made switching to ensure free flow of gas between the cavities from the moment of changing the sign of the movement of the hollow piston, which coincides in time with the peak value of the energy received by the spring, until the gas pressure in them is equalized, and to resist the movement of the hollow piston to its original position due to the quantitative redistributed gas. The rod is made hollow with a radial hole at the place of attachment to the housing for the exit of gas from the intra-cavity. To obtain a telescopic design that is convenient for wide use, the pneumatic shock absorber contains, instead of a rubber-cord shell with a base, a cover with a guide and a sleeve-type sealing diaphragm as a body and is equipped with a guide element rigidly fixed in the hollow piston, the free end of which can be moved inside the hollow rod and installed in the piston to increase the damping efficiency of an additional switching valve system (KKS), similar to the main one.

ККС в торце полого поршня выполнена в виде сквозных каналов для обеспечения свободного истечения газа между полостями и постоянно, кроме отмеченного выше промежутка времени, находящихся в закрытом положении запирающих, одни из которых с одной стороны торца, а другие - с другой, подпружиненных в осевом и поперечном направлениях, для обеспечения возвращения в удерживающие их пазы, пластин с языками для взаимодействия с соответствующими зубьями, нанесенными на наружной поверхности полого штока. Аналогичная ККС установлена в поршне, а зубьям нанесены на наружной поверхности направляющего элемента. KKS in the end face of the hollow piston is made in the form of through channels to ensure free flow of gas between the cavities and constantly, in addition to the time interval mentioned above, they are locked in the closed position, some of which are on one side of the end face and others are on the other side, spring loaded in the axial and transverse directions, to ensure return to their holding grooves, plates with tongues for interaction with the corresponding teeth deposited on the outer surface of the hollow rod. A similar KKS is installed in the piston, and the teeth are applied on the outer surface of the guide element.

Для обеспечения смазкой внутренних трущихся поверхностей при вертикальном положении пневмоамортизатора полый поршень частично заполнен смазкой, направляющий элемент выполнен полым, а нижняя часть его имеет подпружиненный в осевом направлении обратный клапан для подачи смазки в полость направляющего элемента за счет создаваемой конструктивно необходимой разности давлений между крайними полостями. To provide lubrication for the internal friction surfaces in the vertical position of the pneumatic shock absorber, the hollow piston is partially filled with grease, the guide element is hollow, and its lower part has an axially spring-loaded check valve for lubricating the cavity of the guide element due to the constructively necessary pressure difference between the extreme cavities.

На фиг.1-4 изображены виды ККС без зубьев соответственно снизу, справа, спереди и сверху; на фиг.1 и 2 запирающие пластины находятся в положении закрытых сквозных каналов; на фиг.3 - открытых; на фиг.4 - конструкция ККС без запорных пластин с язычками и пружин; на фиг.5 - телескопический пневмоамортизатор Горбулина (ТПГ), где для более наглядного пояснения работы ККС использован сложный ломанный вертикальный разрез секущими плоскостями, расположенными под углом 90^о, которые условно повернуты до совмещения в одну плоскость.Figure 1-4 shows the types of KKS without teeth, respectively, bottom, right, front and top; 1 and 2, the locking plates are in the position of closed through channels; figure 3 - open; figure 4 - design KKS without locking plates with reeds and springs; figure 5 - telescopic pneumatic shock absorber Gorbulin (TPG), where for a more visual explanation of the work of the KKS used a complex broken vertical section secant planes located at an angle of 90 ^about , which are conditionally rotated to align in one plane.

ТПГ содержит корпус в виде крышки 13 с направляющей 14, герметизирующую диафрагму 15 рукавного типа, свободно перемещающийся в корпусе полый поршень 16, у которого торец 19 предназначен для крепления к объекту, а другой - имеет ККС, состоящую из клапанной системы, дроссельного отверстия и коммутирующего устройства, жестко закрепленный к крышке 13, имеющий отверстие 20, полый шток 8 с поршнем 17, имеющем ККС, аналогичную выполненной в торце полого поршня 16. TPG contains a housing in the form of a cover 13 with a guide 14, a sleeve-type sealing diaphragm 15, a hollow piston 16 freely moving in the housing, in which the end face 19 is intended for attachment to an object, and the other has a KKS consisting of a valve system, a throttle hole and a switching devices rigidly fixed to the cover 13, having an opening 20, a hollow rod 8 with a piston 17 having a KKS similar to that made at the end face of the hollow piston 16.

К торцу 19 полого поршня 16 жестко закреплен направляющий элемент 18, свободный конец которого перемещается в полом штоке. В крышке 13 для заполнения газом и регулирования жесткостью пружины имеется отверстие 21. Кольцо 22 крепит диафрагму 15. Отверстие 23 предназначено для выхода воздуха. A guide element 18 is rigidly fixed to the end face 19 of the hollow piston 16, the free end of which moves in the hollow rod. In the cover 13 for filling with gas and regulating the stiffness of the spring there is an opening 21. The ring 22 secures the diaphragm 15. The hole 23 is for air outlet.

ТПГ работает следующим образом. После установки пневмоамортизатора весь объем пружины наполняется газом через отверстие 21 в крышке 13 и дроссельные отверстия 12 в обоих ККС до заданного положения полого поршня 16 относительно крышки 13 с направляющей 14. При ходе сжатия клапанная система перекрывает свободное истечение газа между полостями и давлением газа в крайних полостях повышается, а в средней - понижается. При перемене знака движения полого поршня 16 обе ККС обеспечивают истечение газа между полостями до выравнивания давлений его в них, после чего клапанная система возвращается в исходное состояние, а движение полого поршня 16 тормозится сопротивлением газа, количественно перераспределенного между полостями. Диафрагма 15 обеспечивает достаточно высокую герметичность, а телескопическая конструкция ТПГ - жесткость. TPG works as follows. After installing the pneumatic shock absorber, the entire spring volume is filled with gas through the hole 21 in the cover 13 and the throttle holes 12 in both KKS to the specified position of the hollow piston 16 relative to the cover 13 with the guide 14. During compression, the valve system blocks the free flow of gas between the cavities and the gas pressure at the extreme cavities increases, and in the middle - decreases. When the movement sign of the hollow piston 16 is changed, both KKS ensure gas outflow between the cavities until its pressures in them equalize, after which the valve system returns to its original state, and the movement of the hollow piston 16 is inhibited by the resistance of the gas quantitatively redistributed between the cavities. The diaphragm 15 provides a sufficiently high tightness, and the telescopic design TPG - rigidity.

ККС в торце полого поршня 16 состоит из корпуса 1 со сквозными каналами 2, имеющими окна 3, перекрывающимися запирающими пластинами 4 с язычками 5, удерживающими их пружинами 6, зубьев 7 на полом штоке 8, возвращающих в исходное положение запирающие пластины 4, пружин 9 и 10, выступов 11 и дроссельного отверстия 12. Аналогичен состав ККС, установленный в поршне 17. KKS in the end face of the hollow piston 16 consists of a housing 1 with through channels 2 having windows 3, overlapping locking plates 4 with tongues 5 holding them by springs 6, teeth 7 on the hollow stem 8, returning the locking plates 4, springs 9 and 10, the protrusions 11 and the throttle bore 12. The composition of the KKS installed in the piston 17 is similar.

ККС, установленная в полом поршне 16, работает следующим образом. В исходном положении давления в полостях, между которыми установлен корпус 1, одинаковые и все четыре запирающие пластины 4 под воздействием пружин 9 прижмутся, скользя по боковым направляющим выступов 11, к стенкам оснований корпуса 1, и пружинами 10, которые стягивают запирающие пластины 4 попарно, втянутся в пазы, закрыв окна 3 и перекрыв тем самым сквозные каналы 2. KKS installed in the hollow piston 16, operates as follows. In the initial position of the pressure in the cavities between which the housing 1 is installed, the same and all four locking plates 4 under the influence of the springs 9 will be pressed, sliding along the lateral guides of the protrusions 11, to the walls of the bases of the housing 1, and springs 10, which pull the locking plates 4 in pairs, retract into the grooves, closing the window 3 and thereby blocking the through channels 2.

При перемещении корпуса 1 ККС вдоль штока 8 язычки 5 свободно перемещаются по зубьям 7 полого штока 8. При перемене знака движения полого поршня 16 язычки 5, упираясь в зубья 7, выталкивают из пазов запирающие пластины 4. Под напором разности давлений газа две запирающие пластины 4 остаются прижатыми, а две других отбрасываются, открывая окна 3, через которые по сквозным каналам 2 истекут сжатые газы до момента выравнивания давлений, при которых все запирающие пластины 4 под воздействием пружин 9 и 10 опять станут в пазы, перекрыв сквозные каналы 2, ККС, установленная в поршне 17, работает аналогично. When moving the housing 1 KKS along the rod 8, the reeds 5 move freely along the teeth 7 of the hollow rod 8. When changing the sign of the movement of the hollow piston 16, the reeds 5, resting on the teeth 7, push the locking plates out of the grooves 4. Under the pressure of the gas pressure difference, two locking plates 4 remain pressed, and the other two are discarded, opening the windows 3 through which compressed gases will flow out through the through channels 2 until the pressure is equal, at which all the locking plates 4 will again become in the grooves under the influence of the springs 9 and 10, blocking the through channels 2, KK C installed in the piston 17, works similarly.

Устройство подачи смазки к трущимся поверхностям внутри ТПГ для работы его в вертикальном положении состоит из полости в направляющем элементе 18, в нижней части которого установлен подпружиненный в осевом направлении обратный клапан 24, сообщающийся со смазкой 25, частично заполняющей полый поршень 16, и отверстия 26 для выхода смазки в верхней части полого штока 8. The device for supplying lubricant to the rubbing surfaces inside the TPG for its vertical operation consists of a cavity in the guide element 18, in the lower part of which there is installed an axially spring-loaded check valve 24, which communicates with the lubricant 25 partially filling the hollow piston 16, and openings 26 for grease outlet at the top of the hollow stem 8.

Устройство подачи смазки работает следующим образом. Конструктивно верхняя полость по объему выполняется больше нижней таким образом, что имеется разность давлений между крайними полостями, за счет которой при ходе сжатия смазка 25 нагнетается через обратный клапан 24 внутрь направляющего элемента 18, далее по полому штоку 8 и его отверстие 26 самотеком к трущимся поверхностям. The lubricant supply device operates as follows. Structurally, the upper cavity is larger in volume than the lower one in such a way that there is a pressure difference between the extreme cavities, due to which, during compression, the lubricant 25 is pumped through the check valve 24 into the guide element 18, then along the hollow rod 8 and its hole 26 by gravity to the rubbing surfaces .

Claims

TELESCOPIC PNEUMO-SHOCK ABSORBER GORBULIN.

1. A telescopic pneumatic shock absorber comprising a housing with a rod fixed to it with a piston at its free end, a hollow piston installed in the housing, one end of which is designed to be attached to the object, and the other has a valve system and a throttle hole, characterized in that, in order to increase damping efficiency, the valve system is made switching to ensure gas outflow when the movement of the hollow piston changes, the stem is hollow with radial holes at the attachment point to the body, and the pneumatic The casing is equipped with a guiding element rigidly fixed in the hollow piston, the free end of which can be moved in the hollow stem, and an additional switching-valve system installed in the piston, similar to the main one.

2. The pneumatic shock absorber according to claim 1, characterized in that the teeth are made on the outer surface of the hollow rod and on the guide element, and each switching-valve system is made in the form of through channels and locking ones, one of which is on one side of the end face and the other on the other, axially and transversally spring-loaded tabs with tongues for interacting with corresponding teeth.

3. The pneumatic shock absorber according to claims 1 and 2, characterized in that, in order to increase reliability when working in an upright position, the guide element is hollow, the hollow piston is partially filled with grease, and the pneumatic shock absorber is equipped with an axial spring-loaded reverse spring valve for supplying lubricant to the cavity of the guide element.