CS258852B1

CS258852B1 - Pneumatic damped spring

Info

Publication number: CS258852B1
Application number: CS864154A
Authority: CS
Inventors: Kvetoslav Mastnik
Original assignee: Kvetoslav Mastnik
Priority date: 1986-06-05
Filing date: 1986-06-05
Publication date: 1988-09-16
Also published as: CS415486A1

Abstract

Pneumatická tlumená pružina, sestávající z telesa, jehož celkový objem je rozdělen do expanzního prostoru, kde objem zcela volně expanduje, a do základního prostoru, kde je objem uzavřen v pevné nádobě, má v pevne nádobě vytvořeny pře-' pouětěcí otvory pro proudění mezi expanzním prostorem a základním prostorem a k těmto přepouštěoím otvorům je umístěn řídící přepouětěcí prvek s dorazem, spojený s poddajným členem, který jě svým druhým koncem spojen š horním víkem tělesa. Poddajný člen může být tvořen malým hydraulickým tlumičem, jednoduchou třecí spojkou nebo elektromagnetem, který je spojen s čidlem, citlivým na změnu směru pohybu pružiny v krajních úvratích. Poddajný člen může dále tvořit třeoí posuvný člen, který sestává z čelistí, na híŽ jsou z jedná strany uložena frikční obložení a z druhé strany Uloženy pružiny. Pneumatická tlumivá pružina je využitelná zejména při ukládání strojů pracujících velkými rázy jako jsou buchary či drtiče a velkým Chvěním jako jsou‘odstředivky či kulové mlýny a pro stroje pohybující ae po nerovné vozovce a v terénu.A pneumatic damped spring, consisting of a body, the total volume of which is divided into an expansion space, where the volume expands completely freely, and into a base space, where the volume is enclosed in a solid container, has transfer openings formed in the solid container for flow between the expansion space and the base space, and a control transfer element with a stop is placed at these transfer openings, connected to a flexible member, which is connected with its other end to the upper cover of the body. The flexible member may be formed by a small hydraulic damper, a simple friction clutch or an electromagnet, which is connected to a sensor sensitive to a change in the direction of movement of the spring in the extreme dead centers. The flexible member may further form a third sliding member, which consists of jaws, on which friction linings are placed on one side and springs are placed on the other side. The pneumatic shock absorber spring is particularly useful for placing machines operating with large impacts, such as hammers or crushers, and large vibrations, such as centrifuges or ball mills, and for machines moving on uneven roads and in terrain.

Description

Vynález řeší pneumatickou pružinu, které mó zvýšený účinek vlastního tlumení.The invention solves a pneumatic spring which has an increased self-damping effect.

V současné době se tlumení kmitajících soustav opatřených pneumatickými pružinami zajišíuje hydraulickými tlumiči. Ty se nemohou přizpůsobovat změně zátěže, jako vlastní pneumatická pružina, která toto řeší změnou přetlaku vzduchu v pružině a . navíc mohou zajišlovat i konstantní střední výšku této kmitající soustavy nad základnou. Proto byla snaha vyrábět regulovatelné hydraulické tlumiče. Zatím se však vcelku neprosadily,· nebol jejich cena je značně vyšší a výsledky tomu nejsou úměrné. Tento problém se snažil částečně řešit vynálezem podle československého autorského osvědčení č. 252 208 s názvem Pneumatická pružina s vlastním tlumením. V této pružině je celkový objem plynu rozdělen na objem, který expanduje zcela volně a na objem, který je uzavřen v pevné nádobě a při jejím plnění, tedy stlačování pružiny, a při jejím vypouštění, tedy roztahování pružiny, se vzduch škrtí. Účinek tlumení je úměrný poměru obou objemů a intenzitě škrcení a tedy rozdílu tlaků v obou objemech. Přitom dobrá činnost této pružiny závisí na tom, aby se v krajních úvratích tlaky plynů v obou objemech pokud možno vyrovnávaly. To však omezuje tlumící účinek této pružiny. Na druhé'straně je tato pneumatická pružina výrobně velmi jednoduchá a tedy i levná.Currently, damping of oscillating systems equipped with air springs is provided by hydraulic dampers. They cannot adapt to load changes, such as the air spring itself, which solves this by changing the air pressure in the spring a. moreover, they can provide a constant mean height of the oscillating system above the base. Therefore, efforts have been made to produce adjustable hydraulic shock absorbers. However, they have not succeeded so far, because their price is considerably higher and the results are not proportional. He tried to solve this problem in part by the invention according to the Czechoslovakian author's certificate No. 252 208 entitled Pneumatic spring with self-damping. In this spring, the total volume of gas is divided into a volume that expands completely freely and into a volume that is enclosed in a fixed vessel and when it is filled, ie compressing the spring, and discharging it, ie expanding the spring, throttles the air. The damping effect is proportional to the ratio of the two volumes to the throttling intensity and thus the pressure difference in the two volumes. At the same time, the good operation of this spring depends on the equalizing of the gas pressures in both volumes at extreme dead centers. However, this limits the damping effect of this spring. On the other hand, this pneumatic spring is very simple to manufacture and hence cheap.

Uvedené nedostatky odstraňuje pneumatická tlumená pružina, sestóvající z tělesa, jehož celkový objem je rozdělen do expanzního prostoru, kde objem zcela volně expanduje, a do základního prostoru, kde je objem uzavřen v pevné nádobě, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že v pevné nádobě jsou vytvořeny otvory pro proudění mezi expanzním prostorem a základním prostorem a k těmto otvorům je umístěn řídicí přepouštěcí prvek s dorazem, spojený s poddajným členem, který je svým druhým koncem spojen s tělesem. Poddajný člen může být tvořen malým hydraulický® tlumičem, nebo třecím posuvným členem, který sestává z čelisti, na něž jsou z jedné strany uloženu frikční obložení a z druhé strany pružiny. Dále může být poddajný člen tvořen jednoduchou třecí spojkou nebo elektromagnetem, který je spojen s Čidlem, citlivým na změnu směru pohybu pružiny v krajních Úvratich.These drawbacks are overcome by a pneumatic damped spring consisting of a body whose total volume is divided into an expansion space where the volume expands freely and into a base space where the volume is enclosed in a fixed container according to the invention. It is based on the fact that in the fixed vessel, openings are provided for flow between the expansion space and the base space, and to these openings there is a control transfer element with a stop, connected to a flexible member which is connected to the body by its other end. The flexible member may be a small hydraulic damper, or a friction sliding member consisting of a jaw on which a friction lining is mounted on one side and a spring on the other side. Further, the flexible member may be formed by a simple friction clutch or electromagnet which is coupled to a sensor sensitive to a change in the direction of movement of the spring at the extreme dead center.

Pneumatické tlumená pružina podle vynálezu je konstruována tak, že v krajních úvratich jsou tlaky plynů v obou objemech vyrovnané, což umožňuje dobrou činnost a kladný účinek tlumení. Pružina je také výrobně velmi jednoduchá a levná.The pneumatic cushioning spring according to the invention is designed such that at extreme dead centers the gas pressures in both volumes are balanced, allowing good operation and a positive cushioning effect. The spring is also very simple to manufacture and inexpensive.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v popise příkladů jeho provedení podle přiložených výkresů, kde obr. 1 znázorňuje v náryse v řezu pneumatickou tlumenou pružinu podle vynálezu, u níž poddajný člen tvoří hydraulický tlumič a přepouštěcí otvory jsou během stlačování pružiny zavřeny. Obr. 2 znázorňuje v náryse v řezu pneumatickou tlumenou pružinu podle vynálezu, u níž poddajný člen tvoří třecí posuvný Člen a přepouštěcí otvory jsou během stlačování pružiny otevřeny a obr. 3 znázorňuje v náryse v řezu pneumatickou tlumenou pružinu podle vynálezu, u níž poddajný člen tvoří třecí posuvný člen a přepouštěcí otvory jsou během stlačování pružiny zavřeny.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention and its effects are explained in more detail in the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a cross-sectional front view of a pneumatic damped spring according to the invention, wherein the flexible member is a hydraulic damper; Giant. 2 is a cross-sectional front view of a pneumatic damped spring of the invention in which the flexible member is a friction sliding member and the through holes are open during compression of the spring; and FIG. 3 is a cross-sectional front view of a pneumatic damped spring of the invention; the member and the through holes are closed during compression of the spring.

Pneumatická tlumená pružina podle vynálezu sestává z tělesa 1, tvořeného například pryžokordovým dvouvlnovcem a opatřeného horním víkem 13 a dolním víkem 12. Celkový objem tělesa 1 je rozdělen do expanzního prostoru 2, kde objem zcela volně expanduje a do základního prostoru 3, kde je objem uzavřen v pěné nádobě 11. V pevné nádobě 11 jsou vytvořeny přepouštěcí otvory 7 pro proudění mezi expanzním prostorem 2 a základním prostorem K těmto přepouŠtěcím otvorům 7je umístěn řídicí přepouštěcí prvek 4 s dorazem 6. Řídící přepouštěcí prvek 4 je spojen s poddajným členem 5, který je svým druhým koncem spojen s horním víkem 13 tělesa 1*The pneumatic cushioning spring according to the invention consists of a body 1 formed, for example, by a rubber-cord double-bellows and provided with an upper lid 13 and a lower lid 12. The total volume of the body 1 is divided into expansion space 2 where the volume expands freely and into the base space 3 where the volume is closed In the rigid vessel 11, there are discharge openings 7 for flow between the expansion space 2 and the base space. These discharge openings 7 are provided with a control transfer element 4 with a stop 6. The control transfer element 4 is connected to a flexible member 5 which is its other end connected to the upper lid 13 of the body 1 *

Pneumatická tlumená pružina s řídícím přepouštěcím prvkem podle vynálezu, tedy stejně jako vynález AO č. 232 2O8₍vyctxózí ze dvou objemů plynů, z nichž jeden expanduje volně a přepouš— tění druhého je řízené. U této pružiny je však pomocí řídícího přepouštěcího prvku £ účelněji nakládáno s objemem vzduchu, který je uzavřen v pevné nádobě 11. Oba objemy jsou propojeny jedním velikým přepouštěcím otvorem 7 nebo řadou menších přepouštěcích otvorů. 7, jejichž celkový průřez je daleko větší, než u pneumatické pružiny podle vynálezu AO č. 232 208. Účelné je, aby na jejich zakryti nebo odkrytí bylo třeba co nejmenšího zdvihu řídícího přepouštěcího prvku 4, protože tento prvek nesmí být příliš zatížen proti pohybu přetlakem plynů. Proto je jako řídící přepouštěcí prvek vhodné válcové posuvné šoupátko, rotační šoupátko, kohout, případně.silově vyvážená uzavírací klapka. Ovládání těchto zařízení se provádí poddajným členem který vyvozuje potřebnou sílu, například za pomoci hydraulického nebo pasivního odporu. Uzavírací zařízení posuvné, respektive řídící přepouštěcí prvek 4 posuvný, může být ovládáno například malým hydraulickým tlumičem nebo přes třecí posuvný Člen.14 a uzavírací zařízení rotační, respektive řídící přepouštěcí prvek 4 rotační, přes jednoduchou třecí spojku. Oboje třecí elementy by se nechaly seřizovat změnou přítlaku na třecí plochy. Kromě toho by šla posuvná i rotační šoupátka ovládat pomocí elektromagnetu. Tlumení lze řešit v podstatě dvěma způsoby. V prvém případě v provedení podle obr. 1 a 3 je přepouštěcí otvor 7 během stlačování pružiny zavřený, pružina má.tedy menší pružící objem a jeví se jako tužší, jako by jí hydraulický tlumič svým odporem posiloval. Při roztahování pružiny se přepouštěcí otvor 7 otevře a vyšší tlak v proměnlivém^ expansním prostoru poklesne, neboi se tlak v něm vyrovná s tlakem v pevné nádobě 11, síla vyvozovaná pružinou se zmenší, jako by ji zmenšil vysouvající se tlumič. Během dalších zdvihů by se děj opakoval. V druhém případě v provedení podle obr. 2 jejpři stlačování pružiny přepouštěcí otvor 7 otevřen. Stlačují se oba objemy stejně. Při roztahování pru258852A pneumatic cushioning spring with a control overflow element according to the invention, i.e. like AO No. 232208 ₍ based on two volumes of gas, one of which expands freely, and the overflow of the other is controlled. The two volumes are interconnected by a single large orifice 7 or a series of smaller orifices 7, the overall cross section of which is much larger than that of the pneumatic spring of the present invention AO No. 232 208. It is necessary to cover or expose the smallest possible stroke of the control bypass element 4, since this element must not be overloaded against the overpressure of the gas, therefore a cylindrical slide valve, a rotary valve, a valve or a force balance closing The control of these devices is performed by a flexible member which exerts the necessary force, for example by means of hydraulic or passive resistance. The shut-off device of the sliding or controlling transfer member 4 can be actuated, for example, by a small hydraulic damper or via a friction slide member 14 and the shut-off device rotating or controlling the transfer member 4 can be rotated via a simple friction clutch. Both friction elements could be adjusted by changing the pressure on the friction surfaces. In addition, the sliding and rotary slides could be controlled by an electromagnet. Damping can be solved essentially in two ways. In the first case in the embodiment of FIGS. 1 and 3, the overflow opening 7 is closed during compression of the spring, the spring then having a smaller spring volume and appears more rigid as if the hydraulic damper strengthened it by its resistance. As the spring expands, the overflow aperture 7 opens and the higher pressure in the variable expansion space decreases because the pressure therein equals the pressure in the rigid container 11, the force exerted by the spring decreases as if the protruding damper reduces it. During the next strokes, the plot would repeat. In the second case in the embodiment according to FIG. Both volumes are compressed equally. When stretching pru258852

- 4 žiny se však přepouštěcí otvor 7 zavře>a tím se účinný objem zmenší jen na objem proměnlivý, tlak v něm při expansi poklesává daleko rychleji, pružina se dříve pod účinkem hmot zastaví a při opětném stlačování otevře přepouštěcí otvor 7· Z pevné nádoby 11 neproměnlivého objemu unikne plyn, který má vyšší tlak a způsobí zvýšení tlaku v proměnlivém objemu pružiny, čímž ji brzdí. Je třeba, aby se přepouštěcí otvor 7 otevíral v obou případech co nejdříve při změně smyslu harmonického pohybu, což by šlo nejlépe zajistit právě elektrickou cestou. Proto řídící přepouštěcí prvek 4 musí konat poměrně malý pohyb a přepouštěcí otvor 7 musí tedy mít veliký průřez. Aby se eliminoval rozdíl mezi velkým pohybem pružiny a malým pohybem řídícího přepouštěcího prvku 4, je mezi ně vložen poddajný člen £, tedy například malý hydraulický tlumič, třecí posuvný člen 14 nebo třecí rotační člen. Dále se pohyb řídícího přepouštěcí prvku £ může zajišíovat elektromagneticky. Impuls pro něj by byl odvozen od změny směru pohybu pružiny v krajních úvratích.4, however, the overflow opening 7 is closed, thus reducing the effective volume only to a variable volume, the pressure in it decreases much faster upon expansion, the spring stops earlier under the effect of the masses and opens the overflow opening 7 again from compression. of a fixed volume, the gas having a higher pressure escapes and causes an increase in the pressure in the variable volume of the spring, thereby braking it. In both cases, the overflow opening 7 needs to be opened as soon as possible when the sense of harmonic movement changes, which is best ensured by the electrical path. Therefore, the control transfer element 4 has to make a relatively small movement and the transfer opening 7 must therefore have a large cross-section. In order to eliminate the difference between the large movement of the spring and the small movement of the control transfer member 4, a flexible member 6, i.e. a small hydraulic damper, a friction slide 14 or a friction rotary member, is interposed therebetween. Further, the movement of the control transfer element 8 can be provided electromagnetically. The impulse for this would be derived from a change in the direction of spring movement at extreme dead centers.

PřepouŠtění plynu mezi expanzním prostorem 2 a základním prostorem 2 je tedy umožněno přepouštěcími otvory 7, které jsou podle obr. 1 otevírány a uzavírány řídicím přepouštěcím prvkem 4, tvořeným posuvným šoupátkem. Jeho omezený posuv zajištuje poddajný člen 5 tvořený malým hydraulickým tlumičem svou tlakovou nebo tahovou silou. Délka zdvihu řídicího přepouštěcího prvku 4, respektive posuvného šoupátka je vymezena dorazem 6. Na obr.The gas passage between the expansion space 2 and the base space 2 is thus made possible by the through-openings 7, which according to FIG. 1 are opened and closed by a control-through through-flow control element 4 formed by a sliding slide. Its limited displacement is provided by a flexible member 5 formed by a small hydraulic damper by its compressive or tensile force. The stroke length of the control transfer member 4 or the slide is defined by a stop 6. In FIG.

je obdobná pružina, která však má přepouštěcí otvor 7 při stlačování pružiny otevřený, z čehož vyplývá jiný mechanismus tlumení. Obr. 5 znázorňuje pneumatickou pružinu, u které jsou přepouštěcí otvory 7 při stlačování uzavřené posuvným šoupátkem poněkud delším, neboí po jeho vnitřní válcové ploše se smyká třecí posuvný člen 14, sestávající z čelistí 8, na kterých je frikční obložení 9 a které jsou na třecí plochy přitlačovány pružinami 10.is a similar spring, however, the overflow opening 7 is open when the spring is compressed, resulting in a different damping mechanism. Giant. 5 shows a pneumatic spring in which the overflow openings 7 are somewhat longer when compressed by the slider, since a frictional sliding member 14, consisting of jaws 8 on which the friction lining 9 is pressed and which is pressed against the friction surfaces, slides along its inner cylindrical surface. springs 10.

Pneumatická tlumená pružina s řídicím přepouštěcím prvkem podle vynálezu najde uplatnění všude tam, kde se k odpružení kmitajících hmot užívá pneumatických pružin a kde jde o utlu258852The pneumatic damped spring with a control overflow element according to the invention finds its application wherever pneumatic springs are used to cushion vibrating masses and where it is necessary to

- 5 mění těchto soustav, tedy například při ukládání strojů pracujících s velkými rázy jako jsou buchary či drtiče, velkým chvěním jako jsou odstředivky či kulové mlýny a pro stroje' nohvbující se po nerovné vozovce a v terénu.5 changes these systems, for example when storing machines working with large shocks such as hammers or crushers, with large vibrations such as centrifuges or ball mills and for machines moving on uneven roads and in the field.

Claims

SUBJECT. OF THE INVENTION

A pneumatic damped spring comprising a body, the total volume of which is divided into an expansion space where oljpm expands freely and into a base space where the volume is enclosed in a fixed vessel, 11), there are formed orifices (7) for flowing between the expansion space (2) and the base space (5) and to these orifices (7) is located a control transfer element (4) with a stop (6) connected to the flexible member (5) /, which is connected with its upper end to the upper lid / 13 / of the body A / ·

Pneumatic suspension spring according to claim 1, characterized in that the flexible member (5) is formed by a small hydraulic damper.

A pneumatic spring according to claim 1, characterized in that the flexible member (5) is formed by a friction sliding member A4 />

• which consists of jaws (8), friction lining (9) is placed on one side and the springs AO / are placed on the other side

Pneumatic damped spring according to claim 1, characterized in that the flexible member (5) is formed by a simple friction clutch.

Pneumatic damped spring according to claim 1, characterized in that the flexible member (5) is formed by an electromagnet which is connected to a sensor sensitive to a change in the direction of movement of the spring at extreme dead centers.