PL207185B1 - Hydromechaniczny zderzak odbicia - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hydromechaniczny zderzak odbicia do amortyzatora mającego cylinder roboczy wypełniony płynem roboczym, w którym umieszczony jest przesuwnie tłok z zaworami tłokowymi, połączony z tłoczyskiem wychodzącym na zewnątrz amortyzatora przez prowadnicę tłoczyska, przy czym do tłoczyska, poniżej tłoka, przymocowany jest zderzak, a w przestrzeni pomiędzy zderzakiem i prowadnicą tłoczyska, umieszczona jest sprężyna odbicia, której oddalony od prowadnicy tłoczyska koniec opiera się o podstawę skierowanego w kierunku prowadnicy tłoczyska cylindra pomocniczego, w którego górnej powierzchni znajdują się osiowe otwory.

Amortyzatory bardzo często konstruowane są tak, aby siła tłumienia amortyzatora była wyższa na krańcach suwu odbicia. Dodatkowe tłumienie jest konieczne, aby zapobiec nagłemu zatrzymaniu tłoka, czemu towarzyszy hałas i naprężenia mogące doprowadzić do uszkodzenia elementów amortyzatora.

W znanych amortyzatorach zwykle stosuje się w tym celu zderzaki mechaniczne i/lub hydrauliczne zawierające sprężyny lub dodatkowe elementy umieszczone na tłoczysku i współpracujące ze specjalnymi kształtkami lub elementami połączonymi z cylindrem roboczym. Urządzenia te zwiększają jednak martwą długość amortyzatora.

Ponieważ długość skoku amortyzatora jest istotną właściwością, która determinuje jego wymiary, istnieje potrzeba konstrukcji urządzenia, które zapewniałoby wymagane zwiększenie tłumienia, a jednocześnie zajmowałoby moż liwie najmniejszą przestrzeń.

W opisie patentowym US 5 024 301 przedstawiono hydrauliczny zderzaka odbicia zamocowany do tłoczyska i zawierający kielichowaty, zewnętrzny element obudowy umieszczony przesuwnie w cylindrze roboczym i kielichowaty, wewnętrzny element obudowy przymocowany do tłoczyska i umieszczony przesuwnie w elemencie zewnętrznym, pomiędzy którymi znajduje się komora tłumienia.

Celem wynalazku jest konstrukcja hydromechanicznego zderzaka odbicia, składającego się z niewielu elementów i nadającego się do zastosowania w istniejących) amortyzatorach) bez konieczności modyfikacji ich elementów.

Istotą wynalazku jest hydromechaniczny zderzak odbicia, charakteryzujący się tym, że w cylindrze roboczym, u nasady prowadnicy tłoczyska zamocowano wkładkę cylindryczną, której wewnętrzna średnica jest mniejsza od wewnętrznej średnicy cylindra roboczego i większa od zewnętrznej średnicy cylindra pomocniczego, zaś cylinder pomocniczy zamocowany jest przesuwnie na tłoczysku, a wysokość cylindra pomocniczego jest mniejsza lub równa wysokości wkładki cylindrycznej.

Konstrukcja ta umożliwia dodanie do siły wytwarzanej przez wewnętrzną sprężynę odbicia, hydraulicznej siły tłumiącej pochłaniającej energię odbicia w najwyższej fazie suwu. Ponieważ zewnętrzna średnica cylindra pomocniczego jest mniejsza od wewnętrznej średnicy cylindra roboczego, nie stwarza on dodatkowych oporów hydraulicznych w środkowej fazie suwu tłoczyska.

Nie jest przy tym istotne, czy sprężyna jest trwale przymocowana do prowadnicy tłoczyska. Cylinder pomocniczy może się więc swobodnie przesuwać po tłoczysku. Opory tarcia są na tyle małe, że podczas suwu odbicia zostanie on przesunięty w kierunku prowadnicy tłoczyska, aż do chwili, w której sprężyna odbicia oprze się o prowadnicę tł oczyska. Dalszy przesuw tł oczyska spowoduje zagłębienie cylindra we wkładkę cylindryczną, przez co ograniczy się kanał przepływu płynu roboczego, pomiędzy pobocznicą cylindra pomocniczego, a wewnętrzną powierzchnią wkładki cylindrycznej, a w konsekwencji wzrosną opory hydrauliczne przepł ywu.

Po ustaniu nacisku zderzaka na cylinder pomocniczy, podciśnienie w przestrzeni pod cylindrem pomocniczym zapewni niezakłócony przepływ płynu przez otwory w górnej powierzchni cylindra pomocniczego pod zderzakiem.

Poprzez odpowiedni dobór sztywności sprężyny, wysokości wkładki cylindrycznej i cylindra pomocniczego oraz powierzchni kanału między nimi można zdefiniować charakterystykę hydromechaniczną zderzaka według wynalazku i długości jego suwu roboczego.

Można zatem regulować udział tłumienia mechanicznego i hydraulicznego. W przypadku, gdy sztywność sprężyny będzie duża, a cylinder pomocniczy będzie wystawał ponad wkładkę cylindryczną dominować będzie tłumienie mechaniczne sprężyny odbicia. Z kolei, kiedy cylinder pomocniczy będzie w pozycji nieaktywnej zagłębiony we wkładkę cylindryczną, a sztywność sprężyny odbicia będzie mała dominować będzie tłumienie hydrauliczne.

Poprzez odpowiedni dobór wymiarów sprężyny można także zapobiec uderzeniu cylindra pomocniczego o prowadnicę tłoczyska.

PL 207 185 B1

W korzystnej konstrukcji hydromechanicznego zderzaka odbicia według wynalazku, pobocznicą cylindra pomocniczego ma promieniowe otwory dla przepływu płynu roboczego.

Średnica otworów promieniowych i gęstość ich rozmieszczenia umożliwiają dostrojenie układu, zapewniając zmianę wielkości siły tłumiącej wraz ze wzrostem przesuwu tłoczyska.

Ponadto w korzystnej konstrukcji hydromechanicznego zderzaka odbicia według wynalazku, w pozycji nieaktywnej cylinder pomocniczy opierając się o sprężynę odbicia wystaje ponad wkładkę cylindryczną.

Hydromechaniczny zderzak odbicia według wynalazku składa się zaledwie z kilku dodatkowych elementów, jakimi są cylinder pomocniczy i wkładka cylindryczna.

Możliwe jest jego zastosowanie w produkowanych amortyzatorach, zwłaszcza w tych, w których do tej pory stosowano zderzaki wykorzystujące sprężynę odbicia. Zajmuje niewielką przestrzeń i jest łatwy w regulacji poprzez odpowiedni dobór wymiarów cylindra pomocniczego i wkładki cylindrycznej oraz sztywności sprężyny odbicia.

Przedmiot wynalazku przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 i fig. 2 przedstawiają przekrój osiowy amortyzatora, w którym zastosowano zderzak hydromechaniczny, w pozycji nieaktywnej, a fig. 3 przedstawia przekrój osiowy zderzaka w pozycji zamkniętej.

Jak przedstawiono na rysunku fig. 1, w cylindrze roboczym 2 amortyzatora 1 znajduje się tłok 3 zaopatrzony w zawory tłokowe odbicia i kompresji. Tłoczysko 4, do którego przymocowany jest tłok 3 wychodzi na zewnątrz amortyzatora 1 przez prowadnicę tłoczyska 5.

Do tłoczyska 4 przymocowany jest trwale zderzak 7.

U nasady prowadnicy tłoczyska 5 zamocowano wkładkę cylindryczną 8, której wewnętrzna średnica jest nieco mniejsza od wewnętrznej średnicy cylindra roboczego 2.

Na prowadnicy tłoczyska 5 wspiera się sprężyna odbicia 6, której drugi koniec opiera się o cylinder pomocniczy 9. Wysokość cylindra pomocniczego 9 jest bliska wysokości wkładki cylindrycznej 8, zaś długość sprężyny odbicia 6 dobrano tak, aby cały cylinder pomocniczy 9 wystawał ponad wkładkę cylindryczną 8.

Zewnętrzna średnica cylindra pomocniczego 9 jest mniejsza od wewnętrznej średnicy wkładki cylindrycznej 8. W górnej powierzchni cylindra pomocniczego 9 znajdują się osiowe otwory 10. Otwory 10 oraz przestrzeń pomiędzy zewnętrzną powierzchnią wkładki cylindrycznej 8 a gładzią cylindra roboczego 2 umożliwiają niezakłócony przepływ płynu roboczego w środkowej fazie suwu tłoczyska.

Jak widać na rysunku fig. 2, cylinder pomocniczy 9 może się swobodnie przesuwać po tłoczysku 4 wraz ze sprężyną odbicia 6 i tuleją 12. Opory tarcia pomiędzy cylindrem pomocniczym 9 i tuleją 12 a tłoczyskiem 4 są na tyle małe, że przy suwie odbicia zostanie on przesunięty w kierunku prowadnicy tłoczyska 5.

Jak pokazano na rysunku fig. 3, w górnym zakresie suwu odbicia, zderzak 7 naciska na górną powierzchnię cylindra pomocniczego 9, zamykając osiowe otwory 10. Płyn roboczy wypływa wówczas z przestrzeni pod cylindrem przez promieniowe otwory 11 w pobocznicy cylindra pomocniczego 9.

Podczas dalszego przesuwu tłoczyska 4 rośnie reakcje sprężyny, a cylinder pomocniczy 9 zagłębia się we wkładkę cylindryczną 8. Wraz ze wzrostem głębokości liczba promieniowych otworów 11 dostępnych dla przepływu płynu roboczego maleje, a tym samym opór hydrauliczny i siła tłumienia rośnie.

W alternatywnej konstrukcji zderzaka hydromechanicznego z promieniowych otworów 11 w cylindrze pomocniczym 9 można całkowicie zrezygnować. Należy wówczas dobrać taką średnicę zewnętrzną cylindra pomocniczego 9, aby przestrzeń pomiędzy jego zewnętrzną powierzchnią a wewnętrzną powierzchnią wkładki cylindrycznej 8 była wystarczająca dla przepływu płynu roboczego.

Powyższy przykład wykonania zderzaka hydraulicznego według wynalazku podano jedynie celem zilustrowania jego działania. Możliwe są jego różne modyfikacje, które nie wychodzą poza zakres ochrony określony w zastrzeżeniach patentowych.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Hydromechaniczny zderzak odbicia do amortyzatora mającego cylinder roboczy wypełniony płynem roboczym, w którym umieszczony jest przesuwnie tłok z zaworami tłokowymi połączony z tłoczyskiem wychodzącym na zewnątrz amortyzatora przez prowadnicę tłoczyska, przy czym do tłoczyska, poniżej tłoka, przymocowany jest zderzak, a w przestrzeni pomiędzy zderzakiem i prowadnicą

   PL 207 185 B1 tłoczyska, umieszczona jest sprężyna odbicia, której oddalony od prowadnicy tłoczyska koniec opiera się o podstawę skierowanego w kierunku prowadnicy tłoczyska cylindra pomocniczego, w którego górnej powierzchni znajdują się osiowe otwory, znamienny tym, że w cylindrze roboczym (2), u nasady prowadnicy tłoczyska (5) zamocowano wkładkę cylindryczną (8), której wewnętrzna średnica jest mniejsza od wewnętrznej średnicy cylindra roboczego (2) i większa od zewnętrznej średnicy cylindra pomocniczego (9), zaś cylinder pomocniczy (9) zamocowany jest przesuwnie na tłoczysku (4), a wysokość cylindra pomocniczego (9) jest mniejsza lub równa wysokości wkładki cylindrycznej (8).
2. 2. Hydromechaniczny zderzak odbicia według zastrz. 1, znamienny tym, że pobocznicą cylindra pomocniczego (9) ma promieniowe otwory (11) dla przepływu płynu roboczego.
3. 3. Hydromechaniczny zderzak odbicia według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w pozycji nieaktywnej cylinder pomocniczy (9) opierając się o sprężynę odbicia (6) wystaje ponad wkładkę cylindryczną (8).