RU2605581C2

RU2605581C2 - Convex resilient element and resilient hinge

Info

Publication number: RU2605581C2
Application number: RU2015116972/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Львович Женко
Original assignee: Владимир Львович Женко
Priority date: 2015-05-05
Filing date: 2015-05-05
Publication date: 2016-12-20
Also published as: RU2015116972A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: group of inventions relates to machine building. Convex resilient element comprises a through hole extending through tops of opposite bulges. Opposite bulges are made symmetrically relative to one of axes of symmetry of element to form combs. Outputs of holes are made on combs of opposite bulges. Resilient hinge comprises supports, between which there are at least two biconvex resilient elements. Resilient elements are interconnected by flexible element fixed on supports. Additional flexible element passes through additional through hole made in all connected resilient elements.

EFFECT: wider range of equipment is achieved.

5 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, которые могут найти широкое применение в машиностроении, медицине, автомобилестроении и других областях народного хозяйства в качестве элементов, имеющих уникальные характеристики на растяжение и сжатие. Упругий элемент может быть использован как сам по себе, так и в составе набора таких же элементов.The invention relates to devices that can be widely used in mechanical engineering, medicine, automotive and other areas of the national economy as elements having unique tensile and compression characteristics. An elastic element can be used both by itself and as part of a set of the same elements.

Известен амортизатор, содержащий два основания, обращенные друг к другу поверхности которых выполнены вогнутыми, и установленный между ними резиновый элемент в виде двояковыпуклой линзы (аналог - патент Франции №1239990, МПК ⁷F16F 1/00, 1988 г.).Known shock absorber containing two bases facing each other whose surfaces are made concave, and a rubber element installed between them in the form of a biconvex lens (analogue - French patent No. 1239990, IPC ⁷ F16F 1/00, 1988).

Недостатком является то, что выполнение резинового элемента только в виде линзы сужает его функциональные возможности.The disadvantage is that the execution of the rubber element only in the form of a lens narrows its functionality.

Известен амортизатор, содержащий два основания, обращенные друг к другу поверхности которых выполнены вогнутыми, и установленный между ними резиновый элемент в виде двояковыпуклой линзы, причем он снабжен крепежной арматурой, жестко связанной с резиновым элементом по его периферии, а центральные части оснований жестко связаны между собой цилиндрическим элементом (аналог - см. а.с. СССР №848798, МПК ⁶F16F 3/08, 1981 г.).Known shock absorber containing two bases, facing each other whose surfaces are made concave, and a rubber element mounted between them in the form of a biconvex lens, and it is equipped with fasteners rigidly connected to the rubber element at its periphery, and the central parts of the bases are rigidly connected a cylindrical element (analog - see AS USSR No. 848798, IPC ⁶ F16F 3/08, 1981).

Недостатком указанного решения является сужение его функциональных возможностей за счет того, что резиновый элемент выполнен в виде диска (линзы).The disadvantage of this solution is the narrowing of its functionality due to the fact that the rubber element is made in the form of a disk (lens).

Известно накладное сиденье, включающее балансировочный элемент и опору, в котором балансировочный элемент соединен с упругими дисками (упругий шарнир), которые соединены между собой и с опорой гибким центрирующим элементом крепежа. Причем каждый упругий диск имеет форму двояковыпуклой линзы, так что каждая из сторон диска образована сегментом шара (см. патент РФ на изобретениую модель №125828, МПК А47С 7/02 (2006.01), 2013 г.). Данное решение принято за прототип.A patch seat is known including a balancing element and a support, in which the balancing element is connected to elastic discs (elastic hinge), which are interconnected and supported by a flexible centering fastener element. Moreover, each elastic disk has the shape of a biconvex lens, so that each side of the disk is formed by a ball segment (see RF patent for the invention model No. 125828, IPC А47С 7/02 (2006.01), 2013). This decision was made as a prototype.

Недостатком является то, что выполнение упругого элемента только в виде диска сужает его функциональные возможности, а центрирующий гибкий элемент крепежа не может предотвратить проворачивание дисков относительно друг друга вокруг оси и их возврат в исходное положение.The disadvantage is that the execution of the elastic element only in the form of a disk narrows its functionality, and the centering flexible fastener cannot prevent the disks from turning relative to each other around the axis and returning them to their original position.

Решаемая задача - расширение диапазона применения двояковыпуклого упругого элемента как одного, так и в наборе с подобными элементами с возможностью возврата в исходное положение по окончанию воздействия нагрузки.The problem to be solved is the expansion of the range of application of a biconvex elastic element, both single and in a set with similar elements, with the possibility of returning to its original position at the end of the load.

Поставленная задача достигается тем, что в известном двояковыпуклом упругом элементе, имеющем сквозное отверстие, проходящее через вершины противолежащих выпуклостей, согласно изобретению противолежащие выпуклости выполнены симметрично относительно одной из осей симметрии элемента с образованием гребней, при этом элемент снабжен не менее чем одним дополнительным сквозным отверстием, а выходы отверстий расположены на гребнях противолежащих выпуклостей.The problem is achieved in that in the known biconvex elastic element having a through hole passing through the vertices of opposite convexities, according to the invention, opposite convexities are made symmetrically with respect to one of the axis of symmetry of the element with the formation of ridges, while the element is provided with at least one additional through hole, and the outlets are located on the ridges of opposite bulges.

Причем на виде в плане двояковыпуклый упругий элемент может быть выполнен или квадратным, или прямоугольным, или круглым, или овальным, или имеющим сложную симметричную форму.Moreover, in the plan view, the biconvex elastic element can be made either square, or rectangular, or round, or oval, or having a complex symmetrical shape.

Гребни выпуклостей, расположенные по одной из осей симметрии упругого элемента, выполнены по всей длине соответствующей поверхности элемента.The ridges of the bulges located along one of the axes of symmetry of the elastic element are made along the entire length of the corresponding surface of the element.

Причем двояковыпуклый упругий элемент образован двумя элементами, имеющими выпуклость с одной стороны.Moreover, the biconvex elastic element is formed by two elements having a convexity on one side.

Технический результат от использования всех существенных признаков изобретения заключается в расширении диапазона применения двояковыпуклого упругого элемента, а также в обеспечении различной жесткости элемента, т.к. в зависимости от направления прилагаемой нагрузки его жесткость будет значительно различаться, что, в свою очередь, расширяет диапазон его применения.The technical result from the use of all the essential features of the invention is to expand the range of application of the biconvex elastic element, as well as to provide different stiffness of the element, because depending on the direction of the applied load, its rigidity will vary significantly, which, in turn, expands the range of its application.

Выполнение противолежащих выпуклостей симметрично относительно одной из осей симметрии элемента с образованием гребней позволяет расширить диапазон применения двояковыпуклого упругого элемента за счет получения различной его жесткости в разных направления приложения сил к упругому элементу. Наличие дополнительного сквозного отверстия, не снижая жесткости элемента, позволяет расширить диапазон применения двояковыпуклого упругого элемента.Performing opposite convexities symmetrically with respect to one of the axes of symmetry of the element with the formation of ridges allows you to expand the range of application of a biconvex elastic element by obtaining its different stiffness in different directions of application of forces to the elastic element. The presence of an additional through hole, without reducing the stiffness of the element, allows you to expand the range of applications of the biconvex elastic element.

Расположение выходов отверстий на гребнях противолежащих выпуклостей обеспечивает сохранение свойств упругого элемента и при этом расширяет диапазон применения двояковыпуклого упругого элемента.The location of the outlets of the holes on the ridges of opposite convexities ensures the preservation of the properties of the elastic element and at the same time expands the range of application of the biconvex elastic element.

Поставленная задача достигается тем, что в упругом шарнире, содержащем опоры, между которыми размещены, по крайней мере, два двояковыпуклых упругих элемента, имеющих сквозное отверстие и соединенных между собой гибким элементом, закрепленным на опорах, согласно изобретения, шарнир снабжен, по крайней мере, одним дополнительным гибким элементом, проходящим через дополнительное сквозное отверстие, выполненное во всех соединяемых упругих элементах, причем в упругих элементах выходы отверстий расположены на гребнях противолежащих выпуклостей, выпуклости упругих элементов выполнены симметрично относительно одной из осей симметрии соответствующего элемента с образованием гребней, а дополнительный гибкий элемент закреплен на опорах.The problem is achieved in that in an elastic hinge containing supports, between which at least two biconvex elastic elements are placed, having a through hole and interconnected by a flexible element mounted on supports, according to the invention, the hinge is provided with at least one additional flexible element passing through an additional through hole made in all connected elastic elements, and in the elastic elements, the outlets of the holes are located on the ridges of opposite convex The convexity of the elastic elements is made symmetrically with respect to one of the axes of symmetry of the corresponding element with the formation of ridges, and an additional flexible element is fixed on the supports.

Технический результат от использования всех существенных признаков изобретения заключается в расширение диапазона применения шарнира, состоящего из двояковыпуклых упругих элементов. Кроме того, технический результат заключается в обеспечении различной жесткости шарнира, т.к. в зависимости от направления прилагаемой нагрузки его жесткость будет значительно различаться, что, в свою очередь, расширяет диапазон его применения и обеспечивает возможность возврата шарнира в исходное положение по окончанию воздействия нагрузки.The technical result from the use of all the essential features of the invention is to expand the range of application of the hinge, consisting of biconvex elastic elements. In addition, the technical result consists in providing different stiffness of the hinge, because depending on the direction of the applied load, its rigidity will vary significantly, which, in turn, expands the range of its application and provides the ability to return the hinge to its original position at the end of the load.

Наличие дополнительного гибкого элемента, проходящего через дополнительное сквозное отверстие, выполненное во всех соединяемых упругих элементах и опорах, и закрепленного на опорах, обеспечивает расширение диапазона применения шарнира.The presence of an additional flexible element passing through an additional through hole, made in all connected elastic elements and supports, and fixed on the supports, provides an extension of the range of application of the hinge.

Выполнение в упругих элементах выходов отверстий на гребнях противолежащих выпуклостей, а выпуклостей упругих элементов симметрично относительно одной из осей симметрии соответствующего элемента и шарнира в целом с образованием гребней обеспечивает расширение диапазона применения шарнира.The implementation in the elastic elements of the exits of the openings on the ridges of opposite convexities, and the convexity of the elastic elements symmetrically with respect to one of the axis of symmetry of the corresponding element and the hinge as a whole with the formation of ridges provides an extension of the range of application of the hinge.

Не менее чем два сквозных отверстия позволяют скрепить между собой упругие элементы гибкими элементами, например, тросами и обеспечивают возврат упругих элементов в исходное положение после приложения нагрузки.At least two through holes allow the elastic elements to be fastened together by flexible elements, for example, cables, and ensure the elastic elements return to their original position after application of the load.

То, что только одно из сечений (продольное либо поперечное) упругого элемента имеет двояковыпуклую форму, позволяет расширить функциональные возможности элемента, т.к. в зависимости от направления прилагаемой нагрузки его жесткость будет значительно различаться, что, в свою очередь, расширяет диапазон его применения.The fact that only one of the sections (longitudinal or transverse) of the elastic element has a biconvex shape, allows you to expand the functionality of the element, because depending on the direction of the applied load, its rigidity will vary significantly, which, in turn, expands the range of its application.

Упругий элемент должен быть симметричным, т.к. это позволяет оптимально распределять внутренние напряжения под воздействием нагрузки.The elastic element must be symmetrical, because this allows you to optimally distribute the internal stresses under the influence of the load.

Фиг. 1 - общий вид двояковыпуклого упругого элемента;FIG. 1 is a general view of a biconvex elastic element;

Фиг. 2 - вид сверху двояковыпуклого упругого элемента;FIG. 2 is a top view of a biconvex elastic element;

Фиг. 3 - сечение А-А фиг. 2;FIG. 3 is a section AA of FIG. 2;

Фиг. 4 - упругий элемент с выпуклостью с одной стороны;FIG. 4 - an elastic element with a bulge on one side;

Фиг. 5 - двояковыпуклый упругий элемент, составленный из двух частей;FIG. 5 - biconvex elastic element made up of two parts;

Фиг. 6 - общий вид упругого шарнира;FIG. 6 is a general view of an elastic joint;

Фиг. 7 - вид спереди упругого шарнира;FIG. 7 is a front view of an elastic joint;

Фиг. 8 - сечение В-В фиг. 7.FIG. 8 is a section BB of FIG. 7.

Упругий двояковыпуклый элемент 1 имеет две противоположные стороны 2, 3, выполненные выпуклыми. В двояковыпуклом упругом элементе противолежащие выпуклости 2, 3 выполнены симметрично относительно одной из осей (X или Y) симметрии элемента с образованием гребней 4, 5. Гребни 4, 5 выпуклостей расположены на оси симметрии, например, Y, как показано на представленных фигурах. Двояковыпуклый упругий элемент 1 снабжен двумя сквозными отверстиями 6, 7 (см. фиг. 1, 2, 3). Выходы отверстий расположены на гребнях 4, 5 противолежащих выпуклостей.The elastic biconvex element 1 has two opposite sides 2, 3, made convex. In a biconvex elastic element, opposite convexities 2, 3 are made symmetrically with respect to one of the axis of symmetry (X or Y) of the element with the formation of ridges 4, 5. The ridges 4, 5 of the convexes are located on the axis of symmetry, for example, Y, as shown in the figures. The biconvex elastic element 1 is provided with two through holes 6, 7 (see Fig. 1, 2, 3). The outlets of the holes are located on the ridges 4, 5 of the opposite bulges.

На виде в плане двояковыпуклый упругий элемент может быть выполнен или квадратным, или прямоугольным, или круглым, или овальным, или имеющим сложную симметричную форму. В приведенном на фиг. 1, 2 примере двояковыпуклый элемент имеет прямоугольную форму в плане.In the plan view, the biconvex elastic element can be made either square, or rectangular, or round, or oval, or having a complex symmetrical shape. In the FIG. 1, 2, an example of a biconvex element has a rectangular shape in plan.

Гребни 4, 5 выпуклостей 2, 3, расположенные по одной из осей симметрии упругого элемента, выполнены по всей длине соответствующей стороны элемента.The ridges 4, 5 of the bulges 2, 3, located along one of the axes of symmetry of the elastic element, are made along the entire length of the corresponding side of the element.

Двояковыпуклый упругий элемент может быть образован из двух элементов 8, 9, имеющих выпуклость с одной стороны, вторая сторона каждого из таких элементов 8, 9 выполнена плоской (см. фиг. 4).A biconvex elastic element can be formed from two elements 8, 9 having a convexity on one side, the second side of each of such elements 8, 9 is made flat (see Fig. 4).

Упругий шарнир 10 содержит опоры 11, 12, между которыми размещены, по крайней мере, два двояковыпуклых упругих элемента 1, описанных выше (см. фиг. 6). Двояковыпуклые упругие элементы 1 соединены между собой двумя гибкими элементами 13, 14, закрепленными на опорах 11, 12 (см. фиг. 6, 7, 8).The elastic hinge 10 contains supports 11, 12, between which at least two biconvex elastic elements 1 are described above (see Fig. 6). Biconvex elastic elements 1 are interconnected by two flexible elements 13, 14, mounted on supports 11, 12 (see Fig. 6, 7, 8).

Гибкие элементы 13, 14 могут быть выполнены, например, в виде металлических тросов, Каждый из двояковыпуклых упругих элементов 1 упругого шарнира 10 может быть образован двумя одновыпуклыми элементами 8, 9, соединенными плоскими сторонами 15, 16 (как показано на фиг. 5). Гибкие элементы 13, 14 крепятся с помощью известных устройств 17 на опорах 11, 12 (см. фиг. 6, 7, 8).Flexible elements 13, 14 can be made, for example, in the form of metal cables. Each of the biconvex elastic elements 1 of the elastic joint 10 can be formed by two single-convex elements 8, 9 connected by flat sides 15, 16 (as shown in Fig. 5). Flexible elements 13, 14 are mounted using known devices 17 on supports 11, 12 (see Fig. 6, 7, 8).

Используемой маркой резины при изготовлении упругих элементов 1 может быть, например 7-1847, 7-ИРП-1346 и другие, в зависимости от требуемых характеристик.The rubber grade used in the manufacture of the elastic elements 1 can be, for example, 7-1847, 7-IRP-1346 and others, depending on the required characteristics.

Резина обладает характерными свойствами, существенно влияющими на параметры ее работы. Основной физико-механический показатель резины, от которого зависят параметры упругого элемента, - твердость. Кроме того, на параметры упругого элемента оказывают влияние его форма и размеры, вид деформации (сжатие, сдвиг) и характер нагружения (статический, динамический).Rubber has characteristic properties that significantly affect its performance. The main physical and mechanical indicator of rubber, on which the parameters of the elastic element depend, is hardness. In addition, the parameters of the elastic element are influenced by its shape and dimensions, the type of deformation (compression, shear) and the nature of loading (static, dynamic).

Контурная площадь контакта, будучи обусловлена объемной и поверхностной деформациями, в сильной степени зависит от геометрии тела и регулирования степени деформации, для предотвращения вспучивания резины по контуру обычно в этих местах предусматривается свободный объем.The contour area of the contact, being caused by volumetric and surface deformations, strongly depends on the geometry of the body and the regulation of the degree of deformation, to prevent the rubber from expanding along the contour, a free volume is usually provided in these places.

При работе предлагаемый упругий элемент 1 имеет меньшую жесткость при перемещении вокруг оси симметрии, относительно которой образованы выпуклостости и максимальную жесткость при перемещении перпендикулярно ей, что обуславливает соответствующие возможности перемещения при применении в качестве опоры в машиностроении или в составе шарнира, например, накладных сидений.During operation, the proposed elastic element 1 has less rigidity when moving around the axis of symmetry, with respect to which bulges and maximum rigidity are formed when moving perpendicular to it, which determines the corresponding possibilities of movement when used as a support in mechanical engineering or as part of a hinge, for example, overhead seats.

Предлагаемое решение легко реализуемо и может найти широкое применение во многих областях народного хозяйства.The proposed solution is easily implemented and can be widely used in many areas of the national economy.

Claims

1. Двояковыпуклый упругий элемент, имеющий сквозное отверстие, проходящее через вершины противолежащих выпуклостей, отличающийся тем, что противолежащие выпуклости выполнены симметрично относительно одной из осей симметрии элемента с образованием гребней, при этом элемент снабжен не менее чем одним дополнительным сквозным отверстием, а выходы отверстий расположены на гребнях противолежащих выпуклостей.1. A biconvex elastic element having a through hole passing through the vertices of opposite convexities, characterized in that the opposite convexities are made symmetrically about one of the axis of symmetry of the element with the formation of ridges, while the element is equipped with at least one additional through hole, and the outlet outlets are located on the crests of opposite bulges.

2. Двояковыпуклый упругий элемент по п. 1, отличающийся тем, что двояковыпуклый упругий элемент на виде в плане может иметь форму или квадрата, или прямоугольника, или круга, или овала, или сложную симметричную форму.2. The biconvex elastic element according to claim 1, characterized in that the biconvex elastic element in the plan view may have the shape of either a square, or a rectangle, or a circle, or an oval, or a complex symmetrical shape.

3. Двояковыпуклый упругий элемент по п. 1, отличающийся тем, что гребни выпуклостей, расположенные по одной из осей симметрии упругого элемента, выполнены по всей длине соответствующей поверхности элемента.3. Biconvex elastic element according to claim 1, characterized in that the ridges of the bulges located along one of the symmetry axes of the elastic element are made along the entire length of the corresponding surface of the element.

4. Двояковыпуклый упругий элемент по п. 1, отличающийся тем, что образован двумя одновыпуклыми элементами, соединенными плоскими сторонами.4. A biconvex elastic element according to claim 1, characterized in that it is formed by two single-convex elements connected by flat sides.

5. Упругий шарнир, содержащий опоры, между которыми размещены по крайней мере два двояковыпуклых упругих элемента, имеющих сквозное отверстие и соединенных между собой гибким элементом, закрепленным на опорах, отличающийся тем, что шарнир снабжен по крайней мере одним дополнительным гибким элементом, проходящим через дополнительное сквозное отверстие, выполненное во всех соединяемых упругих элементах, причем в упругих элементах выходы отверстий расположены на гребнях противолежащих выпуклостей, выпуклости упругих элементов выполнены симметрично относительно одной из осей симметрии соответствующего элемента с образованием гребней, а дополнительный гибкий элемент закреплен на опорах. 5. An elastic hinge containing supports, between which at least two biconvex elastic elements are placed, having a through hole and interconnected by a flexible element fixed to the supports, characterized in that the hinge is provided with at least one additional flexible element passing through the additional a through hole made in all connected elastic elements, and in the elastic elements, the outlets of the holes are located on the ridges of opposite convexities, the convexity of the elastic elements symmetrically with respect to one of the axes of symmetry of the corresponding element with the formation of ridges, and an additional flexible element is fixed to the supports.