PL221543B1

PL221543B1 - Mechanizm zwłaszcza zderzaka samochodowego

Info

Publication number: PL221543B1
Application number: PL394444A
Authority: PL
Inventors: Piotr Mitre Radowski
Original assignee: Piotr Mitre Radowski
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2016-04-29
Also published as: PL394444A1; WO2012138237A1; PL2712344T3; EP2712344A1; EP2712344B1; US20140325970A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm zwłaszcza zderzaka samochodowego, mogącego także pełnić funkcję mechanizmu hamulca.

Znany jest z opisu patentowego US 5,593,195 mechanizm łagodzący zderzenia pojazdów, składający się z identycznych par urządzeń pochłaniających i przekazujących energię zderzenia, zamontowanych odpowiednio po dwóch stronach podwozia samochodowego, z których każde posiada zewnętrzny zderzak oraz dwie pary hydraulicznych cylindrów połączonych między sobą licznymi przewodami. Urządzenia po jednej stronie pojazdu mogą wchłonąć pewną ilość energii zderzenia a następnie przekazać dużą część energii do urządzeń po drugiej stronie pojazdu, gdzie jest elim inowana.

Znany jest z opisu patentowego PL 196362 B1 bezpieczny zderzak samochodowy, który zawiera zespół sprężynowy oraz hydrauliczny układ cylindrów z tłokami, zespolony z zaworami bezpieczeństwa i zapadkowym urządzeniem, dzięki którym układ sprężyn zderzaka pochłania i zarazem blokuje natychmiastowe odbicie pochłoniętej energii.

Znany jest także z opisu zgłoszenia wynalazku P.358597, hydrauliczny zderzak odbicia mający cylinder roboczy wypełniony płynem roboczym, w którym umieszczony jest przesuwnie tłok z zaworem odbicia połączony z tłoczyskiem wychodzącym na zewnątrz amortyzatora przez prowadnice tłoczyska. W cylindrze roboczym umieszczona jest wkładka, której co najmniej jedna powierzchnia współpracuje ze stroną wlotową kanałów przelotowych zaworu odbicia tłoka, przy czym wkładka przymocowana jest do elementu sprężystego, którego drugi koniec zamocowany jest przy prowadnicy tłoczyska,

Z niemieckiego opisu patentowego DE3506001 znane jest urządzenie pochłaniające energię powstałą w wyniku uderzenia, zwłaszcza z uderzenia pojazdu, montowane w przedniej części poja zdu. Urządzenie zaopatrzone jest w cylinder otwarty z jednej strony, w którym umieszczony jest przesuwnie cylindryczny tłok otwarty po jednej stronie. Wewnątrz cylindrycznego tłoka usytuowany jest przesuwny tłok oddzielający część pneumatyczną usytuowaną pomiędzy nim a dnem cylindrycznego tłoka od części hydraulicznej usytuowanej pomiędzy nim a dnem cylindra. Cylindryczny tłok od zamkniętej strony zakończony jest zderzakiem, zaś od strony otwartego końca zaopatrzony jest w kołnierz, który połączony jest z cylindrem z obwodowymi szczelinami i dnem skierowanym do środka rurowego tłoka. Cylinder zaopatrzony jest w sprężynowy zawór sterujący w postaci suwakowego tłoka pozostającego pod działaniem sprężyny, którego ruch ograniczony jest od strony kołnierza przez ograniczniki.

Znane rozwiązania nie łagodzą w stopniu zadowalającym skutków zderzeń pojazdów poruszających się z dużą prędkością.

Wynalazek rozwiązuje problem natychmiastowego pochłonięcia energii powstałej w wyniku uderzenia w przeszkodę obiektu, zwłaszcza pojazdu poruszającego się z dużą prędkością lub nagłego hamowania, w wyniku czego w znacznym stopniu zmniejsza się oddziaływanie siły bezwładności.

Problem ten rozwiązano przez zaprojektowanie mechanizmu, w którym energię powstałą w wyniku uderzenia pędzącego obiektu w przeszkodę lub nagłego hamowania przejmuje czynnik roboczy i przekazuje tę energię do pochłaniacza, gdzie zostaje zakumulowana a następnie rozproszona.

Mechanizm zwłaszcza zderzaka samochodowego zawierający główny cylinder hydrauliczny, c ylinder hydrauliczno-pneumatyczny, w którym część hydrauliczna oddzielona jest od części pneumatycznej ruchomym separatorem oraz zawór zwrotny umożliwiający przepływ cieczy z głównego cyli ndra hydraulicznego do części hydraulicznej cylindra hydrauliczno-pneumatycznego, oddziaływującej na ruchomy separator, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera co najmniej jeden konfuzor, przy czym każdy konfuzor połączony jest na wlocie z głównym cylindrem hydraulicznym, w którym ułożyskowane jest tłoczysko główne odbierające impuls ze zderzenia lub z nagłego hamowania, a na wylocie jest połączony z częścią hydrauliczną cylindra hydrauliczno-pneumatycznego poprzez zawór zwrotny.

Korzystnie separator stanowi tłoczysko ułożyskowane w cylindrze hydrauliczno-pneumatycznym pomiędzy jego częścią hydrauliczną a pneumatyczną.

Korzystnie tłoczysko główne i/lub tłoczysko separatora ma postać kubka, W innym wariancie rozwiązania w tłoczysku głównym dodatkowo osadzony jest ruchowo tłok, korzystnie za pośrednictwem środka sprężynującego zwłaszcza sprężyny mechanicznej lub gazowej.

W jednym wariancie wynalazku konfuzor oraz główny cylinder hydrauliczny usytuowane są względem siebie współosiowo.

PL 221 543 B1

W innym wariancie wynalazku oś konfuzora usytuowana jest pod kątem α względem osi głównego cylindra hydraulicznego, korzystnie pod kątem prostym.

W przypadku zastosowania dwóch lub większej ilości konfuzorów są one połączone na wejściu z głównym cylindrem hydraulicznym korzystnie poprzez kanał.

Korzystnie mechanizm zawiera dwa konfuzory, które usytuowane są względem siebie współosiowo.

W jednym wykonaniu wynalazku konfuzor oraz cylinder hydrauliczno-pneumatyczny usytuowane są względem siebie współosiowo.

W innym wykonaniu wynalazku oś konfuzora usytuowana jest pod kątem β względem osi cylindra hydrauliczno-pneumatycznego, korzystnie pod kątem prostym.

W przypadku usytuowania konfuzora pod kątem α względem osi głównego cylindra hydraulicznego, tłoczysko główne wyposażone jest w pomocnicze tłoczysko prowadzące.

Korzystnie zbieżność ścian konfuzora wynosi od 8° do 16° i/lub stosunek pola powierzchni przekroju poprzecznego konfuzora na wejściu do pola powierzchni przekroju poprzecznego na jego wyjściu wynosi od 1:5 do 1:12, korzystnie 1:10.

Korzystnie tłoczysko główne i/lub tłoczysko będące separatorem w cylindrze hydrauliczno-pneumatycznym uszczelnione jest w łożyskach za pomocą sprężystej metalowej uszczelki w kształcie cylindrycznego pierścienia o przekroju poprzecznym o kształcie podobnym do litery „L”, zakończonego na wewnętrznym obrzeżu wargą uszczelniającą, na który wywierany jest nacisk od przeciwnej strony względem wargi uszczelniającej, regulujący wielkość szczeliny pomiędzy powierzchniami uszczelni anymi.

Korzystnie tłok osadzony w tłoczysku głównym i/lub tłok będący separatorem w cylindrze h ydrauliczno-pneumatycznym, uszczelniony jest w cylindrze za pomocą sprężystej metalowej uszczelki w kształcie cylindrycznego pierścienia o przekroju poprzecznym o kształcie podobnym do litery „L”, zakończonego na zewnętrznym obrzeżu wargą uszczelniającą, na który wywierany jest nacisk od strony wargi uszczelniającej, regulujący wielkość szczeliny pomiędzy powierzchniami uszczelnianymi.

Mechanizm według wynalazku dzięki natychmiastowej akumulacji energii ze zderzenia lub nagłego hamowania, zapewnia zminimalizowanie oddziaływania siły bezwładności na pasażerów, samochód oraz obiektów znajdujących się wewnątrz samochodu.

Mechanizm według wynalazku może pełnić funkcję mechanizmu hamulca samochodowego, odbierającego impuls z nagłego hamowania.

Przykłady realizacji wynalazku przedstawiono na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia przekrój osiowy mechanizmu w wariancie wykonania, który zawiera jeden konfuzor usytuowany współosiowo z cylindrem głównym oraz cylindrem hydrauliczno-pneumatycznym w pozycji wyjściowej, przed zderzeniem,

Fig. 2 przedstawia przekrój osiowy mechanizmu według Fig. 1, w pozycji końcowej, po zderzeniu,

Fig. 3 przedstawia przekrój osiowy mechanizmu w wariancie wykonania, który zawiera dwa konfuzory usytuowane współosiowo względem siebie oraz pod kątem prostym względem cylindra głównego i pod kątem prostym względem cylindra hydrauliczno-pneumatycznego, współpracującego z danym konfuzorem,

Fig. 4 przedstawia widok z góry mechanizmu przedstawionego na Fig. 3,

Fig. 5 przedstawia przekrój poprzeczny uszczelki, uszczelniającej tłoczyska według wariantu przedstawionego na Fig. 4,

Fig. 6 przedstawia przekrój osiowy mechanizmu w wariancie wykonania w pozycji wyjściowej, który zawiera jeden konfuzor usytuowany współosiowo z cylindrem głównym oraz cylindrem hydrauliczno-pneumatycznym. W tłoczysku głównym osadzony jest ruchowo tłok za pośrednictwem sprężyny, a separator w cylindrze hydrauliczno-pneumatycznym stanowi tłok,

Fig. 7 przedstawia przekrój poprzeczny uszczelki, uszczelniającej tłoki w cylindrach według wariantu przedstawionego na Fig. 6.

Zgodnie z przykładem realizacji wynalazku, przedstawionym na fig. 1 i fig. 2, mechanizm zderzaka lub hamulca zawiera jeden konfuzor 4, który połączony jest na wlocie z głównym cylindrem hydraulicznym 6, w którym ułożyskowane jest tłoczysko główne 7, z wybranym wnętrzem, w celu zmniejszenia jego masy, odbierające impuls ze zderzenia lub z nagłego hamowania, a na wylocie konfuzor 4 jest połączony poprzez zawór zwrotny 3 z cylindrem hydrauliczno-pneumatycznym 8, 10, w którym pomiędzy jego częścią hydrauliczną 8 a jego częścią pneumatyczną 10, ułożyskowane jest tłoczysko 9

PL 221 543 B1 w postaci kubka, w celu zmniejszenia jego masy, współpracujące z czynnikiem przepływającym przez konfuzor 4. Główny cylinder hydrauliczny 6, konfuzor 4 oraz cylinder hydrauliczno-pneumatyczny 8, 10 usytuowane są względem siebie współosiowo.

Zgodnie z przykładem realizacji wynalazku, przedstawionym na fig. 3 i fig. 4, mechanizm zderzaka lub hamulca zawiera dwa konfuzory 4 usytuowane względem siebie współosiowo, które połączone są na wejściu z głównym cylindrem hydraulicznym 6 poprzez kanał 15 a na wylocie każdy konfuzor 4 jest połączony poprzez zawór zwrotny 3 z cylindrem hydrauliczno-pneumatycznym 8, 10. Osie konfuzorów 4 usytuowane są względem osi cylindra głównego 6 oraz względem osi cylindrów hydrauliczno-pneumatycznych 8, 10 pod kątem prostym. W cylindrze głównym 6 ułożyskowane jest tłoczysko główne 7 z wybranym wnętrzem w celu zmniejszenia jego masy, odbierające impuls ze zderzenia lub z nagłego hamowania, a w cylindrze hydrauliczno-pneumatycznym 8, 10, pomiędzy częścią hydrauliczną 8 a częścią pneumatyczną 10 ułożyskowane jest tłoczysko 9 z wybranym wnętrzem w postaci kubka, w celu zmniejszenia jego masy, współpracujące z czynnikiem przepływającym przez dany konfuzor 4, Tłoczysko główne 7, wyposażone jest w pomocnicze tłoczysko prowadzące 5 w celu zapewnienia poosiowego przemieszczenia.

Korzystnie tłoczyska 7, 9 ułożyskowane są w odpowiednich cylindrach 6, 8, 10 za pomocą łożysk liniowych oraz korzystnie uszczelnione są w nich za pomocą sprężystej metalowej uszczelki w kształcie cylindrycznego pierścienia 13 o przekroju poprzecznym o kształcie podobnym do litery „L”, zakończonym na wewnętrznej krawędzi wargą uszczelniającą 14, jak przedstawiono na fig. 5. W celu regulacji wielkości szczeliny pomiędzy powierzchniami uszczelnianymi, na pierścień 13 wywierany jest nacisk od strony przeciwnej względem wargi uszczelniającej 14. Korzystnie zbieżność ścian konfuzora 4 wynosi od 8° do 16° a stosunek pola powierzchni przekroju poprzecznego konfuzora 4 na wlocie do poła powierzchni przekroju poprzecznego na jego wylocie wynosi od 1:5 do 1:12, korzystnie 1:10.

Zgodnie z przykładem realizacji wynalazku, przedstawionym na fig. 6, mechanizm zderzaka zawiera jeden konfuzor 4, który połączony jest na wlocie z głównym cylindrem hydraulicznym 6, w którym ułożyskowane jest tłoczysko główne 7 odbierające impuls ze zderzenia lub z nagłego hamowania, a na wylocie konfuzor 4 jest połączony poprzez zawór zwrotny 3 z cylindrem hydrauliczno-pneumatycznym 8, 10. W tłoczysku głównym 7 osadzony jest ruchowo za pośrednictwem sprężyny 12 tłok 11. W cylindrze pneumatyczno-hydraulicznym 8, 10 rolę separatora pełni tłok 9, dla którego tłoczysko stanowi czynnik przepływający przez konfuzor. Główny cylinder hydrauliczny 6, konfuzor 4 oraz cylinder hydrauliczno-pneumatyczny 8, 10 usytuowane są względem siebie współosiowo.

Korzystnie tłok 11, oraz tłok 9 będący separatorem w cylindrze hydrauliczno-pneumatycznym, uszczelnione są w odpowiednich cylindrach 6 oraz 8, 10 za pomocą sprężystej metalowej uszczelki w kształcie cylindrycznego pierścienia 13 o przekroju poprzecznym o kształcie podobnym do litery „L”, zakończonym na zewnętrznej krawędzi wargą uszczelniającą 14, jak przedstawiono na fig. 7. W celu regulacji wielkości szczeliny pomiędzy powierzchniami uszczelnianymi, na pierścień 13 wywierany jest nacisk od strony wargi uszczelniającej 14. Korzystnie zbieżność ścian konfuzora 4 wynosi od 8° do 16° a stosunek pola powierzchni przekroju poprzecznego konfuzora 4 na wlocie do pola powierzchni przekroju poprzecznego na jego wylocie wynosi od 1:5 do 1:12, korzystnie 1:10.

W każdym przypadku realizacji wynalazku według zastrzeżeń patentowych, w momencie zderzenia lub nagłego hamowania, tłoczysko główne 7 odbiera impuls ze zderzenia lub z nagłego hamowania, który przekazywany jest do czynnika hydraulicznego powodując jego nagłe przemieszczenie w kierunku konfuzora/konfuzorów 4. W konfuzorze 4 wskutek wysokiego ciśnienia czynnika hydraulicznego otwiera się zawór zwrotny 3 i czynnik wpływa do hydraulicznej części 8 cylindra hydrauliczno-pneumatycznego wywołując przemieszczenie tłoczyska 9 do części pneumatycznej 10 tego cylindra lub w innej wersji wynalazku, przemieszczenie tłoka 9, powodując zakumulowanie energii ze zderzenia lub nagłego hamowania, w części pneumatycznej 10 cylindra, która następnie zostaje rozproszona.

Doświadczalnie wykazano, że zastosowanie sprężystej metalowej uszczelki w kształcie cylindrycznego pierścienia 13 o przekroju poprzecznym o kształcie podobnym do litery „L”, zakończonego na zewnętrznym lub wewnętrznym obrzeżu wargą uszczelniającą 14, na który wywierany jest odpowiednio nacisk w celu regulowania wielkości szczeliny pomiędzy powierzchniami uszczelnianymi, zapewnia właściwe uszczelnienie układu podlegającego bardzo wysokim ciśnieniom oraz redukcję sił tarcia.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Mechanizm zwłaszcza zderzaka samochodowego zawierający główny cylinder hydrauliczny, cylinder hydrauliczno-pneumatyczny, w którym część hydrauliczna oddzielona jest od części pneumatycznej ruchomym separatorem oraz zawór zwrotny umożliwiający przepływ cieczy z głównego cyli ndra hydraulicznego do części hydraulicznej cylindra hydrauliczno-pneumatycznego, oddziaływującej na ruchomy separator, znamienny tym, że zawiera co najmniej jeden konfuzor, przy czym każdy konfuzor (4) połączony jest na wlocie z głównym cylindrem hydraulicznym (6), w którym ułożyskowane jest tłoczysko główne (7) odbierające impuls ze zderzenia lub z nagłego hamowania, a na wylocie jest połączony z częścią hydrauliczną cylindra hydrauliczno-pneumatycznego (8, 10) poprzez zawór zwrotny (3).
2. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, że separator stanowi tłoczysko (9) ułożyskowane w cylindrze hydrauliczno-pneumatycznym (8, 10) pomiędzy jego częścią hydrauliczną (8) a pneumatyczną (10).
3. Mechanizm według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że tłoczysko główne (7) i/lub tłoczysko (9) separatora, ma postać kubka.
4. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, że separator stanowi tłok (9) ułożyskowany w cylindrze hydrauliczno-pneumatycznym.
5. Mechanizm według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że w tłoczysku głównym (7) osadzony jest ruchowo tłok (11).
6. Mechanizm według zastrz. 5, znamienny tym, że tłok (11) osadzony jest w tłoczysku głównym (7) za pośrednictwem środka sprężynującego (12), korzystnie sprężyny mechanicznej lub gazowej.
7. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, że konfuzor (4) oraz główny cylinder hydrauliczny (6) usytuowane są względem siebie współosiowo.
8. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, że oś konfuzora (4) usytuowana jest pod kątem α względem osi głównego cylindra hydraulicznego (6), korzystnie pod kątem prostym.
9. Mechanizm według zastrz. 8, znamienny tym, że konfuzory (4) połączone są na wejściu z głównym cylindrem hydraulicznym (6) poprzez kanał (15).
10. Mechanizm według zastrz. 9, znamienny tym, że zawiera dwa konfuzory (4) usytuowane względem siebie współosiowo.
11. Mechanizm według zastrz. 1, 7, 8, 9, 10, znamienny tym, że konfuzor (4) oraz cylinder hydrauliczno-pneumatyczny (8, 10) usytuowane są względem siebie współosiowo.
12. Mechanizm według zastrz. 1, 7, 8, 9, 10, znamienny tym, że oś konfuzora (4) usytuowana jest pod kątem β względem osi cylindra hydrauliczno-pneumatycznego (8, 10), korzystnie pod kątem prostym.
13. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, że tłoczysko główne (7) wyposażone jest w pomocnicze tłoczysko prowadzące (5).
14. Mechanizm według zastrz. 1, 7, 8, 9, 10, 11, 12, znamienny tym, że zbieżność ścian konfuzora (4) wynosi od 8° do 16°.
15. Mechanizm według zastrz. 1, 7, 8, 9, 10, 11, 12, znamienny tym, że stosunek pola powierzchni przekroju poprzecznego konfuzora (4) na wejściu do pola powierzchni przekroju poprzecznego na jego wyjściu wynosi od 1: 5 do 1:12, korzystnie 1:10.
16. Mechanizm według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że tłoczysko główne (7) i/lub tłoczysko (9) pełniące rolę separatora uszczelnione jest w łożyskach (1, 2) za pomocą sprężystej metalowej uszczelki w kształcie cylindrycznego pierścienia (13) o przekroju poprzecznym o kształcie podobnym do litery „L”, zakończonego na wewnętrznym obrzeżu wargą uszczelniającą (14), na który wywierany jest nacisk od strony przeciwnej względem wargi uszczelniającej (14), regulujący wielkość szczeliny pomiędzy powierzchniami uszczelnianymi.
17. Mechanizm według zastrz. 4 do 6, znamienny tym, że tłok (11) i/lub tłok (9) pełniący funkcję separatora, uszczelniony jest w cylindrze za pomocą sprężystej metalowej uszczelki w kształcie cylindrycznego pierścienia (13) o przekroju poprzecznym o kształcie podobnym do litery „L”, zakończonego na zewnętrznym obrzeżu wargą uszczelniającą (14), na który wywierany jest nacisk od strony wargi uszczelniającej (14), regulujący wielkość szczeliny pomiędzy powierzchniami uszczelnianymi.