Пневматический демпфер

 

Использование: машиностроение, виброзащитная техника, а именно сиденья различных машин. Сущность изобретения: пневматический демпфер содержит два основания , размещенную между ними рабочую камеру, рейку, одним концом закрепленную на первом основании и имеющую зацеп на другом конце, закрепленный на втором основании корпус с двумя каналами и сообщенными с ними двумя боковыми каналами, закрепленную на корпусе трубу с дросселирующим элементом, сообщенную посредством каналов и отверстия во втором основании с полостью рабочей Предлагаемый пневматический демпфер относится к виброзащитной технике, предназначен для установки совместно с упругими элементами амортизатораи может использоваться в сиденьях транспортных средств для защиты оператора от действия случайных колебаний. Целью изобретения является повышение эффективности демпфирования за счет камеры, запорный элемент, размещенный в корпусе и предназначенный для периодического покрытия каналов, и четыре клапана. Первый и четвертый клапаны установлены соответственно в первом канале и боковом канале, сообщенном с вторым каналом, и предназначены для пропускания воздуха в рабочую камеру, а второй и третий клапаны - соответственно во втором канале и боковом канале, сообщенном с первым каналом, и предназначенным для пропускания воздуха из рабочей камеры. Запорный элемент выполнен в виде неподвижной и поворотной втулок, имеющих продольные прорези напротив каждого канала. Один конец поворотной втулки выведен из корпуса и имеет выступ, расположённый между упорами, размещенными на втором основании, и радиально установленную упругую пластину, периодически взаимодействующую с зацепом рейки. Прорези в поворотной втулке, выполненные напротив соответствующих каналов, взаимно смещены на угол поворота поворотной втулки между упорами. При этом ширина прорезей не превышает величины этого смещения. 6 ил. устранения автоколебательных режимов переключения дросселирующего элемента. На фиг, 1 изображён общий вид пневматического демпфера:; на фиг.2 - вид по стрелке А (зацеп и конец золотника с упругой пластиной и уступом, расположенные между упорами на фиг. 1; на фиг.З и 4 - соответственно сечения Б-Б и В-В (поперечные сечения втулки и золотника соответ (Л С ч ю о 00 о о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st>s F 16 F 9/05

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4929799/28 . (22) 22,04.91 (46) 23.02.93. Бюл, ¹ 7 (71) Орловский филиал Московского института приборостроения (72) В,И.Чернышев (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1455085, кл. F 16 F 9/05, 1986.

Авторское свидетельство СССР ¹ 1649165, кл. F 16 F 9/04, 1988. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДЕМПФЕР (57) Использование: машиностроение, виброзащитная техника, а именно сиденья различных машин. Сущность:изобретения: пневматический демпфер содержит два основания, размещенную между ними рабочую камеру, .рейку, одним концом закрепленную на первом основании и имеющую зацеп на другом конца, закрейленный на втором основании корпус с двумя каналами и сообщенными с ними двумя боковыми каналами, закрепленную на корпусе трубу с дросселирующим элементом. сообщенную посредством каналов и отверстия во втором основании с полостью рабочей

Предлагаемый пневматический демпфер относится к виброзащитной технике, предназначен для установки совместно с упругими элементами амортизатора и может использоваться в сиденьях транспортных средств для защиты оператора от действия случайных. колебаний.

Целью изобретения является повышеwe эффективности демпфирования за счет,, Ц„„1796800 Al камеры, запорный элемент, размещенный в корпусе и предназначенный для периодического покрытия каналов, и четыре клапана.

Первый и четвертый клапаны установлены соответственно в первом канале и боковом канале, сообщенном с вторым каналом, и предназначены для пропускания воздуха в рабочую камеру, а второй и третий клапаны — соответственно во втором канале и боковом канале, сообщенном с первым каналом, и предназначенным для пропускания воздуха из рабочей камеры, Запорный элемент выполнен в виде неподвижной и поворотной втулок, имеющих продольные прорези напротив каждого канала. Один конец поворотной втулки выведен из корпуса и имеет выступ, расположенный между упорами, размещенными на втором основании, и радиально установленную упругую пластину, периодически взаимодействующую с зацепом рейки, Прорези в поворотной втулке, выполненные напротив соответствующих каналов, взаимно смещены на угол поворота поворотной втулки между упорами. При

ыЪ этом ширина прорезей не превышает величины этого смещения. 6 ил, Ю устранения автоколебательных режимов переключения дросселирующего элемента.

На фиг.1 изображен общий вид пневматического демпфера, на фиг.2 — вид по стрелке А (зацеп и конец золотника с упругой пластиной и уступом, расположенные между упорами на фиг.1; на фиг.3 и 4— соответственно сечения Б — Б и В-В (поперечные сечения втулки и золотника соответ1796800 ственно по первому и второму каналам); на фиг.5 — схема установки пневматического демпферэ совместно с упругими элементами амортизатора; на фиг.6- осциллограммы смещений и скоростей объекта виброзащиты (первого основания) и источника вибрации (второго основания) при кинематическом возмущении, Пневматический демпфер содержит первое основание 1; второе основание 2 с отверстием 3, размещенную между ними рабочую камеру 4, закрепленный на основании 2 корпус 5 с каналами 6,7 и боковыми отводами 8, 9, а также с пересекающим каналы,6 и 7 отверстием 10, закрепленную на корпусе 5 трубу 11 с дросселирующим элементом 12, клапаны 13,14,15 и 16, установ- ленные соответственно в каналах 6,7 и боковых отводах 8,9; установленные в отверстии 10 втулку 17 и золотник 18, уступ 19 и упругую пластину 20, которые закреплены на конце золотника 18; закрепленную на основании 1 рейку 21, на конце которой имеется зацеп 22, периодически входящий в контакт с упругой пластиной 20, и закреп- 25 ленные на основании 2 упоры 23 и 24, между которыми располагается уступ 19, Втулка 17 и золотник 18 имеют сквозные прорези 25 и 26 напротив каналов 6 и 7.

Прорези 25 и 26 на золотнике 18 взаимно 30 смещены на угол его поворота между упорами 23 и 24. Клапаны 13,14,15,16 имеют форму стаканов в днищах которых выполнены отверстия 27,28,29,30, перекрываемые диафрагмы 31,32,33,34. Диэфрагмь| 32 и ЗЗ 35 закреплены с внешней стороны днищ клапанов 14 и 15, а диафрагмы 31 и 34 — с внутренней стороны днищ клапанов 13 и 16, Дросселирующий элемент 12 представляет собой полость, заполненную пористым 40 материалом 35. Эта полость располагается в трубе 11 между двух перегородок 36 и 37, имеющих отверстия 38 и 39. Рабочая камера

4 выполнена из прорезиненной ткани в форме гофрированного цилиндра, э диафрагмы 45

31,32,33,34 выполнены в виде кольцевых пластин из упругого материала, например, резины, и закреплены по периметру днищ клапанов 13,14,15,16 при помощи шайб. В качестве пористого материала 35 принят по- 50 ролон.

Зацеп 22 на рейке 21 устанавливается в таком месте, чтобы при положении статического равновесия обьекта виброэащиты 40 на упругих элементах 41 амортизатора 55 (фиг.5), т.е. когда источник вибрации 42 неподвижен и х — у = О, он переводил упругую пластину 20 в горизонтальное положение.

В процессе работы пневматического демпферэ, кэк видно из осциллограмм смещений оснований 1 и 2 (фиг,б), восстанавливающая сила упругих элементов амортизатора периодически в тт, э,b,c и т.д, изменяет направление на противоположное, В промежутке а„,b она действует вверх (у — х > О), а в промежутке b...с — вниз (у — х < О), Расстояние между основаниями 1 и 2 в точках а, Ь и с такое же, как и при положении статического равновесия объекта виброзащиты 40 . на упругих элементах 41 амортизатора (х — у

= Î), Поэтому при сближении оснований 1 и

2 в окрестностях точки а или с зацеп 22 надавливает на упругую пластину 20 и поворачивает золотник 18 до тех пор, пока уступ

19 не прижмется к упору 23. В этом положении прорези 25 втулки 17 и золотника 18 совмещены и канал 6 открыт, а соответствующие прорези 26 взаимно смещены и канал

7 перекрыт. При дальнейшем сближении оснований 1 и 2 упругая пластина 20 прогибается и выскальзывает из-под зацепа.22.

Рабочая камера 4 сжимается и воздух иэ нее через канал 6 и боковой отвод 8 надавливает на диафрагму ЗЗ клапана 15, отжимает ее и через отверстия 29 поступает в атмосферу.

В данном случае сжатый воздух свободно перетекает из рабочей камеры 4 в атмосферу, что сводит к минимуму передачу дополнительных динамических нагрузок (диссипативных сил), увеличивающих скорость х основания 1 при работе пневматического демпфера, Изменение скорости х основания 1 происходит здесь только за счет действия восстанавливающей силы упругих элементов 41 амортизатора, После смены знака скорости х основания 1 на противоположный (для точек а и с с минуса на плюс — x > О) она совпадает по направлению с действием восстанавливающей силы (у — х

> О) и, поэтому, автоколебательный процесс переключения дросселирующего элемента t2 исключается, Когда скорость х основания 1 превысит скорость у основания 2 (точка б), расстояние между ними начнет увеличиваться и давление в рабочей камере 4 падает. Под действием атмосферного давления диафрагма 33 прижимается к днищу клапана 15 и перекрывает отверстия 29 (соответственно и боковой отвод 8). В свою очередь, диафрагма

31 отжимэется от днища клапана 13, открывая отверстия 27, и воздух из атмосферы втягивается через дросселирующий элемент 12 и канал 6 в рабочую камеру 4, В дросселирующем элементе 12 воздух проходит через отверстия 38 и 39 в перегородках 36 и 38 и просачивается через пористый материал 35. При трении воздуха о поверхность пористого материала 35 расходуется энергия и требуется дополнительное усилие

1796800 на деформацию рабочей камеры 4, Соответствующие диссипативные силы при включении в работу дросселирующего элемента 12 направлены против движения основания 1 и скорость х основания 1 и связанного с ним объекта виброзащиты 40 будет уменьшаться. Этому способствует и то, что восстанавливающая сила упругих элементов 41 амортизатора хотя и направлена вверх (у —. х > О); но уменьшается по мере приближения в точке b.

В окрестностях точки Ь зацеп 22 поддевает упругую пластину 20 и поворачивает золотник 18 до тех пор, пока уступ 19 не прижмется к упору 24. В этом положении прорези 25 втулки 17 и золотника 18 взаимно смещены и канал 6 перекрыт, а соответствующие прорези 26 совмещены и канал 7 открыт. При дальнейшем взаимном удалении оснований 1 и 2 упругая пластина 20 прогибается и соскальзывает с зацепа 22, Теперь под действием атмосферного давления диафрагма 34 отжимается от днища клапана 16 и воздух через отверстия 30, боковой отвод 9 и канал 7 поступает в рабочую камеру 4, дросселирующий элемент 12 не работает..

В результате выключения из работы дросселирующего элемента 12 на основание 1 перестают действовать диссипативные силы, а восстанавливающая сила действует вниз (у - х < О) и при смене знака скорости х с плюс на минус (х < О) совпадает с направлением движения основания 1 и связанного с ним объекта виброзащиты 40, т.е. повторного включения дросселирующего элемента 12 не происходит и, тем самым, исключается автоколебательный режим переключения дросселирующего элемента 12.

Если скорости оснований 1 и 2 направлены в них (х < О, у < О), а скорость х основания 1 меньше по абсолютной величине . скорости у основания 2, то рабочая камера

4 растягивается и давление в ней падает. За счет перепада давлений 4 диафрагма 34 отжимается от днища клапана 16 и открывает отверстия 30. Воздух из атмосферы свободно поступает через боковой отвод 9 и канал в полость рабочей камеры 4. Поскольку дросселирующий элемент 12 выключен из работы, то дисспативные силы отсутствуют (в противном случае они увеличивали бы по абсолютной величине скорость основания

1) и скорость х основания 1 изменяется только под действием восстанавливающей силы упругих элементов 41 амортизатора, Когда скорость х основания 1 превысит по абсолютной величине скорость у основания 2 (точка I), расстояние между ними начнет сокращаться и давление в рабочей камере 4 увеличивается, За счет перепада давлений диафрагма

34 прижимается к днищу клапана 16 и пере5 крывает отверстия 30 (соответственно и боковой отвод 9). В свою очередь, диафрагма

32 отжимается от днища клапана 14, открывая отверстия 28 и воздух из рабочей камеры 4 через канал 7 и дросселирующий

10 элемент 12 поступает в атмосферу. Здесь, так же как и после прохождения точки d, диссипативные силы (при включенном в работу дросселирующем элементе 12) цаправлены против движения ocHoBBHMsl 1 и

15 способствуют уменьшению по абсолютнои величине скорости х основания 1 и связанного с ним объекта виброзащиты 40.

При дальнейшем сближении оснований

1 и 2, когда смещение источника вибрации

20 42 становится равной смещению объекта виброзащиты 40 (x — у = Π— точка с). дросселирующий элемент 12 выключается из работы и далее описанная последовательность работы пневматического демпфера повто25 ряется.

Выполнение в корпусе 5 отверстия 10, в котором устанавливаются втулка 17 и золотник 18, имеющие продольные прорези 25 и

26 напротив соответствующих каналов 6 и 7, 30 а также боковых отверстий 8 и 9 с клапанами

15 и 16 и установка нэ конце золотника 18 уступа 19, располагаемого между упорами

23 и 24, и упругой пластины 20, которая периодически входит в контакт с зацепом 22, 35 на рейке 21, позволяет отслеживать момен.ты времени, в которые восстанавливающая сила равна нулю и в эти моменты времени выключить из работы дросселирующий элемент 12.

40 Такое согласование моментов переключений дросселирующего элемента 12 с величиной восстанавливающей силы (с относительным смещением оснований 1 и 2) при последующем движении оснований 1 и

45 2 в одном направлении обеспечивает совпадение направления движения основания 1 (объекта виброзащиты 40) с действием восстанавливающей силы и, тем самым, исключает возможность автоколебательного

50 режима переключений дросселирующего элемента 12.

Формула изобретения

Пневматический демпфер, содержащий первое основание, предназначенное для ус55 тановки объекта виброзэщиты, второе основание с отверстием, связываемое с источником вибрации, размещенную между основаниями рабочую камеру, четыре клапана, закрепленный на втором основании корпус с двумя каналами, выходящими в

1796800 отверстие, закрепленную на корпусе трубу с дросселирующим элементом, сообщенную посредством каналов с полостью рабочей камеры, рейку, одним концом закрепленную на первом основании, два упора, установленных на втором основании, и запорный элемент, размещенный в корпусе и предназначенный для периодического перекрытия каналов, первый клапан установлен s первом канале и предназначен для пропускания воздуха в рабочую камеру, а второй клапан — во втором канале и.предназначен для пропускания воздуха из рабочей камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности демпфирования эа счет устранения автоколебательных режимов переключений дросселирующего элемента, запорный элемент выполнен в виде неподвижной и поворотной втулки, имеющих продольные прорези напротив каждого канала, один конец поворотной втулки выделен из корпуса и имеет выступ, расположенный между упорами, и радиально установленную упругую пластину, в кор5 пусе выполнены два боковых канала, сообщенных каждый с соответствующим каналом, третий клапан установлен в боковом канале, сообщенном с первым каналом, и предназначенным для пропускания воздуха

10 из рабочей камеры, четвертый клапан — в боковом канале, сообщенном со вторым каналом, и предназначен для пропускания воздуха в рабочую камеру, на другом конце рейки выполнен зацеп, периодически взаи15 модействующий с упругой пластиной, прорези в поворотной втулке, выполненные напротив соответствующих каналов, взаимно смещены на угол поворота поворотной втулки между упорами, а ширина прорезей

20 не превышает величины этого смещения.

1796800

1796800

Pop g

Составитель Л.Поландова

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н.Милюкова

Редактор Т.Козлова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 638 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ. СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5