пневматический упругий элемент

Формула изобретения

Пневматический упругий элемент, содержащий герметично закрытый с одного конца цилиндр, заполненный сжатым газом и жидкостью, размещенные в цилиндре поршень, стакан и ограничительную шайбу, установленные на штоке, выходящем из второго конца цилиндра через узел уплотнения, в зоне которого в цилиндре закреплена втулка с осевым выступом с возможностью вхождения его в полость стакана при вытянутом из цилиндра положении штока, отличающийся тем, что стакан выполнен за одно целое с поршнем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к пневматическим упругим элементам (газовым пружинам), и может быть использовано для открывания и удерживания в открытом положении задних дверей, крышек капота, люков автомобиля.

Известны пневматические упругие элементы, благодаря которым происходит мягкое ограничение хода открывания двери задка автомобиля за счет дополнительного поршневого узла (второго), размещенного на штоке внутри цилиндра упругого элемента, который, входя в контакт с участком цилиндра уменьшенного диаметра, создает дополнительное сопротивление перетеканию рабочей среды (жидкости) из полости, ограниченной узлом уплотнения и поршнем, в полость за поршнем [1]

Недостатком данной конструкции является ее высокая сложность.

Известна пневматическая пружина, содержащая герметично закрытый с одного конца цилиндр, заполненный сжатым газом и некоторым количеством жидкости, размещенные в цилиндре поршень, распределительное кольцо и ограничительную шайбу, закрепленные на штоке, имеющем возможность осевого перемещения и выходящем из цилиндра через узел уплотнения, в зоне которого расположена втулка с осевым выступом, внутри которого располагается участок штока с осевым и радиальным каналом в конце хода выдвижения штока из цилиндра. При этом кольцевой зазор между втулкой и штоком является дополнительным сопротивлением для перетекания жидкости, чем достигается мягкое ограничение хода открывания двери задка автомобиля. Причем шток поршня при всех положениях двери задка должен быть направлен вниз относительно корпуса пружины [2]

Недостатком данного устройства является нетехнологичность изготовления и жесткое ограничение хода открывания двери при расположении устройства штоком вверх, при котором происходит перетекание жидкости из зоны работы зазора до момента ограничения хода открывания двери.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является пневматическая рессора, содержащая герметично закрытый с одного конца цилиндр, заполненный сжатым газом и жидкостью, размещенные в цилиндре поршень, стакан и ограничительную шайбу, установленные на штоке, выходящем из второго конца цилиндра через узел уплотнителя, в зоне которого в цилиндре закреплена втулка с осевым выступом с возможностью вхождения его в полость стакана при вытянутом из цилиндра положении штока [3]

Недостатком данного устройства является нетехнологичность изготовления.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационных качеств пневматического элемента путем обеспечения мягкого ограничения хода открывания двери независимо от положения штока элемента, а также повышение технологичности изготовления деталей элемента.

Для решения поставленной задачи в пневматическом упругом элементе, содержащем герметично закрытый с одного конца цилиндр, заполненный сжатым газом и жидкостью, размещенные в цилиндре поршень, стакан и ограничительную шайбу, закрепленные на штоке, имеющем возможность осевого перемещения и выходящем из цилиндра через узел уплотнения, в зоне которого расположена втулка с осевым выступом, согласно изобретению, на штоке между поршнем и втулкой закреплен стакан, выполненный заодно с поршнем, с возможностью вхождения осевого выступа втулки в полость стакана в положении штока, вытянутым из цилиндра.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический результат, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

На фиг. 1 показан пневматический упругий элемент с положением штока вверх, продольный разрез; на фиг.2 выполнение поршневого узла пневматического элемента.

Элемент содержит цилиндр 1, заполненный сжатым газом и жидкостью, герметично закрытый с одного конца. В цилиндре с возможностью перемещения расположен шток 2, выходящий из него через узел уплотнения 3. На конце штока, размещенном в цилиндре, закреплен поршневой узел, состоящий из поршня 4 с дроссельным каналом 5 и пазом 6, распределительного кольца 7 и ограничительной шайбы 8 с пазами 9. Поршневой узел делит цилиндр 1 на полости А и Б.

На штоке 2 рядом с поршневым узлом установлена деталь в виде стакана 10, а в цилиндре рядом с узлом уплотнения 3 закреплена втулка 11, имеющая осевой выступ 12, выполненный в направлении поршневого узла. Стакан 10 при подвижном или неподвижном закреплении на штоке 2 и втулка 11 могут быть выполнены с получением кольцевых дроссельных зазоров между внутренним диаметром цилиндра 1 и наружным диаметром стакана 10 и между внутренним диаметром стакана 10 и наружным диаметром выступа 12 втулки 11, или с получением дроссельных зазоров только в одном из упомянутых мест, или с получением зазоров, не являющихся дроссельными в обоих местах.

Наиболее распространенная схема установки элемента для открывания, например двери задка автомобиля, такая, что в процессе открывания двери происходит переворот элемента. При закрытой двери преимущественное положение элемента штоком вниз для повышения герметичности узла уплотнения, поскольку в этом случае он работает по жидкости. В конце открывания двери элемент занимает положение штоком вверх. Ниже описана работа пневматического упругого элемента для такой схемы установки.

При снятии или уменьшении внешней осевой нагрузки, действующей на шток 2 сжатого элемента в начале открывания двери, шток под действием давления газа начинает выдвигаться из цилиндра 1. При этом происходит поджатие стакана 10; в случае его подвижного закрепления на штоке 2, к шайбе 8 газ из полости А через кольцевой зазор между стаканом 10 и цилиндром 1, пазы 9, дроссельный канал 5 и паз 6 перетекает в полость Б. Жидкость, находящаяся в полости А, при положении элемента штоком 2 вниз в случае переворота элемента штоком 2 вверх перемещается к поршневому узлу и заполняет полость 13 стакана 10, а частично через кольцевой зазор между стаканом 10 и цилиндром 1, пазы 9, канал 5 и паз 6 перетекает в полость Б. При этом скорость выдвижения штока 2 из цилиндра 1 замедляется вследствие большей вязкости жидкости в сравнении с газом. Но при описываемой схеме установки элемента перетекание жидкости осуществляется в момент переворота элемента, задолго до ограничения хода открывания двери. В положении элемента, близком к полностью вытянутому, происходит вытеснение жидкости выступом 12 втулки 11 из полости 13 стакана 10 и она через тот же кольцевой зазор между стаканом 10 и цилиндром 1, через паз 9, канал 5 и паз 6 перетекает в полость Б. При этом происходит еще большее снижение скорости выдвижения штока 2 из цилиндра 1, но уже в требуемый момент и, следовательно, осуществляется мягкое ограничение хода открывания двери.

Даже если элемент по компоновочным соображениям установлен таким образом, что работает без переворота, постоянно штоком вверх, эффективность мягкого ограничения хода открывания двери не снижается, поскольку стакан 10 в сжатом положении элемента (при закрытой двери) будет находиться в жидкости и удержит ее до ограничения хода открывания двери.

При установке элемента постоянно штоком вниз жидкость находится около втулки 11 на всем протяжении хода открывания двери, и при положении элемента, близком к полностью вытянутому, происходит вытеснение жидкости из полости А в полость Б уже описанным путем и обеспечивается мягкое ограничение хода открывания двери.

Стакан 10 и втулка 11 могут быть изготовлены высокопроизводительным методом без специальной механической обработки. Стакан 10 способами штамповки из листового металла или порошковой металлургии. Втулка 11 - методами порошковой металлургии или литьем из пластмассы. Этим достигается повышение технологичности конструкции и снижение стоимости изготовления элемента в условиях массового производства.