амортизатор эластомерный

Формула изобретения

1. Амортизатор эластомерный, содержащий полый корпус, шток, установленный с возможностью осевого перемещения, и подвижное уплотнение штока, отличающийся тем, что в него введена перегородка с отверстием для штока, отделяющая от полости корпуса буферную камеру, расположенную между подвижным уплотнением и полостью корпуса, причем отверстие в перегородке и соответствующая часть штока выполнены ступенчатыми таким образом, что уступы перегородки и штока образуют компрессионную камеру, а в штоке выполнен канал, сообщающий буферную камеру, компрессионную камеру и полость корпуса и снабженный на участке между компрессионной камерой и полостью корпуса клапаном, пропускающим эластомер только в полость корпуса.

2. Амортизатор по п.1, отличающийся тем, что в буферную камеру введен высокосжимаемый упругий элемент, например кольцо из газонаполненного эластичного материала, удаленный от штока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности может быть использовано в буферах на железнодорожном транспорте.

Известен поглощающий аппарат (Патент РФ №2078706, опубл. 10.05.97), содержащий двухполостной цилиндр, шток с поршнем и уплотнения. При работе устройства импульсы давления рабочей среды, возникающие в полостях цилиндра, воздействуют непосредственно на подвижные уплотнения штока, что приводит к их ускоренному износу и снижению надежности и ресурса устройства.

Наиболее близким по технической сущности является эластомерный амортизатор (Патент РФ №2150620, опубл. 10.06.2000), содержащий полый корпус, заполненный эластомером, шток с поршнем и подвижное уплотнение. При работе устройства импульсы давления эластомера, возникающие в полости корпуса при сжатии амортизатора, воздействуют непосредственно на подвижное уплотнение штока, что приводит к его ускоренному износу и снижению надежности и ресурса амортизатора.

Заявленное изобретение направлено на повышение надежности и увеличение ресурса амортизатора за счет уменьшения давления рабочей среды (эластомера), воздействующего непосредственно на подвижное уплотнение штока.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в амортизатор, содержащий полый корпус, шток, установленный с возможностью осевого перемещения, и подвижное уплотнение штока, введена перегородка с отверстием для штока, отделяющая от полости корпуса буферную камеру, расположенную между подвижным уплотнением и полостью корпуса, причем отверстие в перегородке и соответствующая часть штока выполнены ступенчатыми таким образом, что уступы перегородки и штока образуют компрессионную камеру, а в штоке выполнен канал, сообщающий буферную камеру, компрессионную камеру и полость корпуса и снабженный на участке между компрессионной камерой и полостью корпуса клапаном, пропускающим эластомер только в полость корпуса. Кроме того, в буферной камере установлен высокосжимаемый упругий элемент, например кольцо из газонаполненного эластичного материала.

Амортизатор показан на чертеже, где 1 - корпус с крышками, 2 - шток, 3 - подвижное уплотнение штока, 4 - клапан, 5 - буферная камера, 6 - компрессионная камера, 7 - полость корпуса, 8 - канал, 9 - упругий элемент. Верхняя часть чертежа соответствует свободному состоянию амортизатора, нижняя - моменту размыкания компрессионной камеры 6. Состояние клапана 4 показано для прямого хода штока 2, т.е. закрытое.

Шток 2 установлен в корпусе 1 с возможностью осевого перемещения. В передней крышке корпуса 1 установлено подвижное уплотнение 3. В передней крышке корпуса 1 вблизи уплотнения 3 выполнена буферная камера 5, расположенная между уплотнением 3 и полостью 7 корпуса 1. Ступенчатое отверстие в перегородке, отделяющей буферную камеру 5 от полости 7 корпуса 1, и соответствующая часть штока 2 образуют компрессионную камеру 6. Канал 8 соединяет буферную камеру 5, компрессионную камеру 6 и полость 7 корпуса 1. Клапан 4 установлен в канале 8 на участке между компрессионной камерой 6 и полостью 7 корпуса 1. В буферной камере 5 установлен высокосжимаемый упругий элемент 9 - кольцо из газонаполненного эластичного материала.

При работе амортизатора шток 2 перемещается, сжимая эластомер в полости 7 корпуса 1. В начале прямого хода штока 2 объем компрессионной камеры 6 увеличивается, а поскольку она сообщается с буферной камерой 5, происходит перераспределение эластомера, и давление, воздействующее на подвижное уплотнение 3, уменьшается. Соотношение объемов буферной камеры 5, компрессионной камеры 6 и упругого элемента 9 выбрано таким образом, что в момент перекрытия канала 8 давление в буферной камере 5 уменьшается до величины, немного превышающей атмосферное давление для предотвращения подсоса воздуха в амортизатор. После размыкания компрессионной камеры 6 начинается перетекание эластомера из полости 7 корпуса 1, максимальное давление в которой может достигать нескольких сотен МПа, через кольцевой зазор между перегородкой корпуса 1 и штоком 2 в буферную камеру 5.

Учитывая малую толщину зазора, высокую вязкость эластомера и высокую сжимаемость упругого элемента 9, во время двойного хода штока 2 давление в буферной камере 5 сохраняется низким, т.е. во время движения штока 2 условия работы подвижного уплотнения 3 легкие и его износ мал.

В конце обратного хода штока 2 уступы отверстия в перегородке и штока 2 вновь образуют компрессионную камеру 6 и эластомер в ней сжимается. Избыток эластомера выходит в полость 7 корпуса 1, давление в которой в конце обратного хода штока 2 близко к зарядному, и в буферную камеру 5. Давления во всех полостях амортизатора выравниваются и в конце обратного хода штока 2 достигают зарядного давления.

В предлагаемом амортизаторе уплотнение 3 штока 2 защищено от воздействия импульсов давления, возникающих в полости 7 корпуса 1 при ударах. Давление, действующее на подвижное уплотнение 3, существенно ниже зарядного во время почти всего цикла работы, за исключением начала прямого и конца обратного хода штока 2, когда давление эластомера в буферной камере 5 близко к зарядному давлению, что по сравнению с аналогами существенно повышает надежность амортизатора и увеличивает ресурс его работы.