RU2350798C1

RU2350798C1 - Elastomeric shock absorber

Info

Publication number: RU2350798C1
Application number: RU2007127524/11A
Authority: RU
Inventors: Елена Витальевна Баринова (RU); Елена Витальевна Баринова
Original assignee: Елена Витальевна Баринова
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2009-03-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: shock absorber consists of hollow body filled with elastomer, of rod and of movable packing of rod. The rod is designed to perform axial movements. The movable packing of the rod is made in form of successively arranged sections separated with circular grooves. Step plungers are installed in the body. The steps of the plungers of smaller diameter are conjugated with the cavity of the body. The steps of the plungers of bigger diameter are conjugated with circular grooves separating the sections of the movable packing of the rod.

EFFECT: there is achieved increased reliability and increased service life of shock absorber.

5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности может быть использовано в буферах на железнодорожном транспорте.The invention relates to the field of engineering, in particular, can be used in buffers in railway transport.

Известен поглощающий аппарат (Патент RU 2078706 С1, 6 F16F 5/00. Поглощающий аппарат / Долгов В.И.; Горюнов Н.Н. - №95105306/11; Заявлено 1995.05.10), содержащий двухполостной цилиндр, шток с поршнем и уплотнения. При работе устройства импульсы давления рабочей среды, возникающие в полостях цилиндра, воздействуют непосредственно на подвижные уплотнения штока, что приводит к их ускоренному износу и снижению надежности и ресурса устройства.Known absorbing apparatus (Patent RU 2078706 C1, 6 F16F 5/00. Absorbing apparatus / Dolgov V.I .; Goryunov NN - No. 95105306/11; Stated 1995.05.10), containing a two-cavity cylinder, a piston rod and seals . During operation of the device, pressure pulses of the working medium arising in the cavities of the cylinder act directly on the movable stem seals, which leads to their accelerated wear and lower reliability and service life of the device.

Наиболее близким по технической сущности является эластомерный амортизатор (Патент RU 2150620 С1, 7 F16F 5/00. Эластомерный амортизатор / Анджей Хмелевский и д.р. (PL) - №98103295/28; Заявлено 1998.02.26; Опубликовано 2000.06.10), содержащий полый корпус, заполненный эластомером, шток с поршнем и подвижное уплотнение штока. При работе устройства импульсы давления эластомера, возникающие в полости корпуса при сжатии амортизатора, воздействуют непосредственно на подвижное уплотнение штока, что приводит к его ускоренному износу и снижению надежности и ресурса амортизатора.The closest in technical essence is an elastomeric shock absorber (Patent RU 2150620 C1, 7 F16F 5/00. Elastomeric shock absorber / Andrzej Khmelevsky et al. (PL) - No. 98103295/28; Stated 1998.02.26; Published 2000.06.10), comprising a hollow body filled with an elastomer, a piston rod and a movable rod seal. During operation of the device, the pressure pulses of the elastomer arising in the cavity of the housing during compression of the shock absorber act directly on the movable stem seal, which leads to its accelerated wear and a decrease in the reliability and life of the shock absorber.

Заявленное изобретение направлено на повышение надежности и увеличение ресурса амортизатора за счет уменьшения нагрузок, воздействующих на подвижное уплотнение штока и шток.The claimed invention is aimed at improving reliability and increasing the life of the shock absorber by reducing the loads acting on the movable stem seal and rod.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в амортизаторе, содержащем полый корпус, заполненный эластомером, шток, установленный с возможностью осевого перемещения, и подвижное уплотнение штока, подвижное уплотнение штока выполнено в виде последовательно расположенных секций, разделенных кольцевыми канавками, а в корпусе установлены ступенчатые плунжеры, причем ступени плунжеров меньшего диаметра сообщаются с полостью корпуса, а ступени большего диаметра сообщаются с кольцевыми канавками, разделяющими секции подвижного уплотнения штока. Ступенчатые плунжеры снабжены пружинами. Плунжеры выполнены составными таким образом, что оси их ступеней могут быть смещены друг относительно друга. Корпус в областях, прилегающих к ступеням плунжеров, снабжен камерами, заполненными эластомером. В камерах установлены высокосжимаемые, например газонаполненные, упругие элементы.The solution to this problem is achieved by the fact that in a shock absorber containing a hollow body filled with an elastomer, a rod mounted with axial movement, and a movable rod seal, a movable rod seal is made in the form of consecutive sections separated by annular grooves, and step plungers are installed in the housing moreover, the steps of the plungers of a smaller diameter communicate with the cavity of the housing, and the steps of a larger diameter communicate with the annular grooves separating the sections of the rolling seal eniya rod. Step plungers are equipped with springs. The plungers are made integral so that the axis of their steps can be offset relative to each other. The housing in the areas adjacent to the steps of the plungers is equipped with chambers filled with elastomer. Highly compressible, for example gas-filled, elastic elements are installed in the chambers.

Амортизатор показан на фиг.1, на фиг.2 показан выносной элемент А с фиг.1, на фиг.3 показан выносной элемент Б с фиг.2, где 1 - корпус с крышками; 2 - шток; 3, 4 и 5 - секции подвижного уплотнения штока; 6 и 7 - ступенчатые плунжеры; 8 и 9 - пружины, 10 - камеры; 11 - упругие элементы; 12 - полость корпуса.The shock absorber is shown in figure 1, figure 2 shows a remote element A from figure 1, figure 3 shows a remote element B from figure 2, where 1 is a housing with covers; 2 - stock; 3, 4 and 5 - sections of the movable stem seal; 6 and 7 - step plungers; 8 and 9 - springs, 10 - chambers; 11 - elastic elements; 12 - body cavity.

Шток 2 установлен в корпусе 1 с возможностью осевого перемещения. В передней крышке корпуса 1 установлены секции 3, 4 и 5 подвижного уплотнения штока. Ступенчатые плунжеры 6 и 7 установлены с возможностью осевого перемещения в обе стороны в передней крышке корпуса 1 и удерживаются в средних положениях пружинами 8 и 9. Ступени меньшего диаметра ступенчатых плунжеров 6 и 7 сообщаются с полостью 12 корпуса 1. Ступенчатый плунжер 6 имеет меньшее отношение диаметра большей ступени к диаметру меньшей ступени, и его ступень большего диаметра сообщается с канавкой, разделяющей секции 3 и 4 подвижного уплотнения штока. Ступень большего диаметра ступенчатого плунжера 7, имеющего большее отношение диаметров ступеней, сообщается с канавкой, разделяющей секции 4 и 5 подвижного уплотнения штока. Для обеспечения возможности самоустановки ступеней плунжеров 6 и 7 в отверстиях корпуса 1 плунжеры 6 и 7 выполнены составными. В областях корпуса 1, прилегающих к стыкам ступеней плунжеров 6 и 7, выполнены камеры 10, снабженные высокосжимаемыми упругими элементами 11.The rod 2 is mounted in the housing 1 with the possibility of axial movement. In the front cover of the housing 1, sections 3, 4 and 5 of the movable stem seal are installed. The stepped plungers 6 and 7 are mounted axially movable in both directions in the front cover of the housing 1 and are held in middle positions by the springs 8 and 9. The smaller steps of the stepped plungers 6 and 7 communicate with the cavity 12 of the housing 1. The stepped plunger 6 has a smaller diameter ratio a larger step to the diameter of a smaller step, and its step of a larger diameter communicates with a groove separating sections 3 and 4 of the movable stem seal. The step of a larger diameter of the stepped plunger 7, having a larger ratio of the diameters of the steps, communicates with the groove separating sections 4 and 5 of the movable stem seal. To enable self-installation of the stages of the plungers 6 and 7 in the holes of the housing 1, the plungers 6 and 7 are made integral. In the areas of the housing 1 adjacent to the joints of the steps of the plungers 6 and 7, chambers 10 are provided, equipped with highly compressible elastic elements 11.

При работе амортизатора шток 2 перемещается, сжимая эластомер в полости 12 корпуса 1. Возрастающее давление эластомера воздействует на ступени меньшего диаметра плунжеров 6 и 7 и секцию 3 подвижного уплотнения штока. Упругие деформации секций 3 и 4 подвижного уплотнения штока, а также возможные утечки эластомера через секции 3 и 4 подвижного уплотнения штока приводят к сжатию эластомера в канавках, разделяющих секции 3, 4 и 5 подвижного уплотнения штока. Поскольку канавки сообщаются со ступенями большего диаметра плунжеров 6 и 7, а плунжеры 6 и 7 имеют возможность осевого перемещения в обе стороны, в канавках установится давление, определяемое в долях от давления в полости 12 главным образом отношением площадей ступеней сообщающихся с ними плунжеров. Влияние пружин 8 и 9 при давлениях в сотни мегапаскалей, имеющих место в эластомерных амортизаторах при ударах, носит второстепенный характер. Влияние сил в месте стыков ступеней плунжеров 6 и 7 также невелико, поскольку относительное изменение объема камер 10, вызываемое смещением плунжеров 6 и 7, незначительно. Кроме того, изменение объема камер 10 не приводит к существенному изменению давления за счет наличия в них высокосжимаемых упругих элементов 11. При возврате штока 2 в исходное положение давление в полости корпуса 1 уменьшается до зарядного, и ступенчатые плунжеры 6 и 7 под воздействием пружин 8 и 9 стремятся вернуться в среднее положение. Поскольку за время двойного хода штока 2 эластомер за счет утечек через секции уплотнения 3 и 4 и зазоры в посадках ступенчатых плунжеров 6 и 7 перераспределяется между полостями, возврат ступенчатых плунжеров 6 и 7 в среднее положение происходит постепенно по мере восстановления исходного распределения эластомера. Так как восстановление исходного распределения эластомера происходит значительно медленнее, чем его нарушение, для обеспечения нормальной работы амортизатора необходим запас хода плунжеров 6 и 7, достаточный для восприятия давления при нескольких двойных ходах штока 2 (ударах).During the operation of the shock absorber, the rod 2 moves, compressing the elastomer in the cavity 12 of the housing 1. The increasing pressure of the elastomer affects the steps of the smaller diameter of the plungers 6 and 7 and section 3 of the movable rod seal. Elastic deformations of sections 3 and 4 of the movable stem seal, as well as possible leakage of elastomer through sections 3 and 4 of the movable stem seal, lead to compression of the elastomer in the grooves separating sections 3, 4 and 5 of the movable stem seal. Since the grooves communicate with the steps of a larger diameter of the plungers 6 and 7, and the plungers 6 and 7 have the possibility of axial movement in both directions, the pressure is established in the grooves, determined in fractions of the pressure in the cavity 12 mainly by the ratio of the areas of the steps of the plungers communicating with them. The influence of springs 8 and 9 at pressures of hundreds of megapascals, which occur in elastomeric shock absorbers during impacts, is of a secondary nature. The influence of forces at the junction of the steps of the plungers 6 and 7 is also small, since the relative change in the volume of the chambers 10 caused by the displacement of the plungers 6 and 7 is insignificant. In addition, the change in the volume of the chambers 10 does not lead to a significant change in pressure due to the presence of highly compressible elastic elements 11. When the rod 2 returns to its original position, the pressure in the cavity of the housing 1 decreases to the charging one, and step plungers 6 and 7 under the influence of the springs 8 and 9 tend to return to a middle position. Since during the double stroke of the rod 2 the elastomer due to leaks through the seal sections 3 and 4 and the gaps in the fittings of the stepped plungers 6 and 7 are redistributed between the cavities, the stepped plungers 6 and 7 return to the middle position gradually as the initial elastomer distribution is restored. Since the restoration of the initial distribution of the elastomer is much slower than its violation, to ensure the normal operation of the shock absorber, a power reserve of the plungers 6 and 7 is necessary, sufficient to absorb pressure with several double strokes of the rod 2 (impacts).

В предлагаемом амортизаторе импульсы давления, возникающие в полости корпуса при ударах, распределяются между секциями 3, 4 и 5 подвижного уплотнения штока 2 в долях от давления в полости корпуса 1, определяемых соотношениями площадей ступеней соответствующих плунжеров. Выбором соотношения между площадями ступеней плунжеров 6 и 7 можно, например, разгрузить наружную секцию уплотнения 5, определяющую утечки эластомера из амортизатора, а остаток давления равномерно распределить между остальными секциями.In the proposed shock absorber, pressure pulses arising in the body cavity during impacts are distributed between sections 3, 4 and 5 of the movable stem seal 2 in fractions of the pressure in the body cavity 1, determined by the ratio of the step areas of the corresponding plungers. The choice of the ratio between the areas of the stages of the plungers 6 and 7 can, for example, relieve the outer section of the seal 5, which determines the leakage of the elastomer from the shock absorber, and evenly distribute the remaining pressure between the remaining sections.

Claims

1. An elastomeric shock absorber comprising a hollow body filled with an elastomer, a rod mounted for axial movement, and a movable stem seal, characterized in that the movable stem seal is made in the form of consecutive sections separated by annular grooves, and step plungers are installed in the housing, moreover, the steps of the plungers of a smaller diameter communicate with the cavity of the housing, and the steps of the plungers of a larger diameter communicate with the annular grooves separating the sections of the rolling seal stock.

2. The shock absorber according to claim 1, characterized in that the stepped plungers are equipped with springs.

3. The shock absorber according to claim 1, characterized in that the plungers are made integral so that the axis of their steps can be offset from each other.

4. The shock absorber according to claim 1, characterized in that the housing in the areas adjacent to the joints of the steps of the plungers is equipped with chambers filled with an elastomer.

5. The shock absorber according to claim 4, characterized in that highly compressible, for example gas-filled, elastic elements are installed in the chambers.