RU2673433C2 - Hybrid pneumatic cylinder - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to machine building. Hybrid pneumatic cylinder is installed inside the coil spring. Cylinder is a corrugated flexible branch pipe of variable diameter, hermetically sealed end cap with a nozzle to adjust the pressure inside the cylinder. Branch pipe is turned out with a smaller diameter inside and is attached to the end cover. Each part of the branch pipe is reinforced with rings. Part of the branch pipe of a larger diameter is resistant to internal pressure, and a smaller diameter to the outside. Inside the spring, there is free space to accommodate the rods, shock absorbers, bumpers, shafts and drives.EFFECT: increase in reliability and comfort level of suspension of vehicles at a minimal cost is achieved.1 cl, 7 dwg

Description

Использование:Using:

в подвесках транспортных средств и конструкциях включающих спиральные пружины.in vehicle suspensions and designs including coil springs.

Сущность изобретения: Внутрь спиральной пружины устанавливается пневматический картридж особой формы.The essence of the invention: Inside the spiral spring is installed pneumatic cartridge of a special shape.

Настоящее изобретение относится к области машиностроения и может применяться в подвесках автомобильного, железнодорожного, авиационного транспорта, строительной технике, мототехнике, велотехнике и пр. для оперативного изменения параметров упругости и геометрии подвесок и иных конструкций использующих спиральные пружины.The present invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in the suspension of automobile, railway, air transport, construction equipment, motor vehicles, cycle equipment, etc. for the rapid change of elasticity parameters and geometry of suspensions and other structures using coil springs.

Аналоги изобретения неизвестны.Analogs of the invention are unknown.

Целью изобретения является повышение надежности и уровня комфорта работы подвесок транспортных средств, расширение их эксплуатационных свойств с минимальным усложнением конструкции, минимальными затратами и возможностью модификации уже эксплуатируемых машин и механизмов.The aim of the invention is to increase the reliability and comfort level of the suspension of vehicles, expanding their operational properties with minimal complication of construction, minimal cost and the ability to modify existing machines and mechanisms.

Указанная цель достигается установкой внутрь спиральной пружины специального пневматического картриджа, имеющего переменное сопротивление сжатию.This goal is achieved by installing a special pneumatic cartridge with a variable compression resistance inside the spiral spring.

На фиг. 1 изображена простейшая модификация гибридного пневматического баллона вставленного в пружину 2. Конструкция представляет собой гофрированную, эластичную трубу 1 устойчивую к высокому внутреннему давлению, усиленную армированием и обхватывающими кольцами 3. С торцов трубы установлены торцевые крышки 4, в которые могут устанавливаться штуцеры 5 для регулировки давления газа внутри баллона. На фиг. 2 отдельно изображена пружина. На фиг. 3 отдельно изображен баллон (упрощенно).In FIG. 1 shows the simplest modification of a hybrid pneumatic cylinder inserted in a spring 2. The design is a corrugated, elastic pipe 1 resistant to high internal pressure, reinforced by reinforcement and girth rings 3. End caps 4 are installed at the ends of the pipe, into which pressure control fittings 5 can be mounted gas inside the cylinder. In FIG. 2, the spring is shown separately. In FIG. 3 shows a balloon separately (simplified).

На фиг. 4 изображена более сложная модификация для подвесок типа "Мак-Ферсон" и прочих подвесок, где внутреннее пространство пружины занято амортизатором, его штоком или другими препятствиями для установки простой модификации гибридного пневматического баллона. Конструкция представляет собой две гофрированных, эластичных трубы разного диаметра, вставленных друг в друга. Труба большего диаметра 1 устойчива к внутреннему давлению, армирована и усилена обхватывающими кольцами 3. Труба меньшего диаметра 6 представляет собой армированный патрубок устойчивый к внешнему давлению и усиленный распорными кольцами 7. Обе трубы удерживаются торцевыми крышками 11. Таким образом, при повышении давлении газа в пространстве между трубами - сдавливания штока амортизатора 8 не происходит. Так же, возможно построение гибридных пневматических баллонов с использованием трех и более труб установленных внутри одной внешней трубы. Поднимая давление газа только в одном контуре можно сделать подвеску жесткой и короткоходной, что может быть полезно при активном маневрировании, особенно тяжелых автомобилей с высоким центром тяжести. Поднимая давление во всем объеме баллона - можно существенно увеличить клиренс транспортного средства - при этом многократно увеличив энергоемкость подвесок.In FIG. Figure 4 shows a more complex modification for McPherson-type suspensions and other suspensions, where the internal space of the spring is occupied by a shock absorber, its rod or other obstacles for installing a simple modification of a hybrid pneumatic cylinder. The design consists of two corrugated, flexible pipes of different diameters inserted into each other. A pipe of a larger diameter 1 is resistant to internal pressure, reinforced and reinforced by the girth rings 3. A pipe of a smaller diameter 6 is a reinforced pipe that is resistant to external pressure and reinforced by spacer rings 7. Both pipes are held by end caps 11. Thus, with increasing gas pressure in space between pipes - there is no compression of the shock absorber rod 8. It is also possible to build hybrid pneumatic cylinders using three or more pipes installed inside one external pipe. By raising the gas pressure in only one circuit, the suspension can be stiff and short-stroke, which can be useful for active maneuvering, especially in heavy vehicles with a high center of gravity. By raising the pressure in the entire volume of the cylinder, you can significantly increase the clearance of the vehicle, while repeatedly increasing the energy consumption of the suspensions.

На фиг. 5 изображена модификация гибридного пневматического баллона совместимого с большинством стоек подвески типа "Мак-Ферсон" и в частности со стойками в которых шток амортизатора и пружины не соосны. Баллон изготавливается из единого патрубка 10 с переменным сечением изображенного на фиг. 6. Широкая часть патрубка устойчива к внутреннему давлению, узкая - к внешнему. Каждая часть патрубка усилена соответствующими кольцами 3 и 7. Данная конструкция весьма технологична, так как изготавливается с использованием простой формы. Возможно изготовление по шинным технологиям путем намотки лент разных сортов сырой резины, армирования и последующего спекания. Также, возможно изготовление путем литья, например из полиуретана, силикона и прочих износостойких материалов. Патрубок 10 выворачивается меньшим диаметром внутрь и прикрепляется к единственной торцевой крышке 11.In FIG. 5 shows a modification of a hybrid pneumatic cylinder compatible with most McPherson struts, and in particular with struts in which the shock absorber rod and springs are not aligned. The cylinder is made of a single nozzle 10 with a variable cross-section shown in FIG. 6. The wide part of the nozzle is resistant to internal pressure, the narrow part to external. Each part of the pipe is reinforced with the corresponding rings 3 and 7. This design is very technological, as it is made using a simple form. It is possible to manufacture according to tire technologies by winding tapes of different grades of crude rubber, reinforcing and subsequent sintering. It is also possible to manufacture by casting, for example, from polyurethane, silicone and other wear-resistant materials. The pipe 10 is turned inside out with a smaller diameter and attached to a single end cap 11.

На фиг. 7 отдельно отображен универсальный аналог торцевой крышки 11 с подвижным центральным отверстием под шток амортизатора 12 с использованием эластичной прокладки 13. Этот аналог может применяться в подвесках где пружина и шток амортизатора установлены не соосно друг другу.In FIG. 7, a universal analogue of the end cap 11 with a movable central hole for the shock absorber rod 12 is shown using an elastic gasket 13. This analogue can be used in suspensions where the spring and the shock absorber rod are not aligned with each other.

Важно отметить, что основную нагрузку продолжает нести спиральная пружина. Пользователь стандартного автомобиля может самостоятельно установить пневмобаллон (картридж) в пружины своего автомобиля и получить возможность увеличения клиренса автомобиля на ходу (требуется воздушный компрессор и система управления). Однако установив на автомобиль укороченные пружины - пользователь получает полнофункциональную подвеску с возможностью регулирования клиренса во всем диапазоне доступном для подвески. И в любом случае, при полном разрушении каркаса или разгерметизации всех пневматических камер, подвеска остается работоспособной, приводя автомобиль на уровень штатного клиренса. Возможна эксплуатация изобретения и без централизованной подачи сжатого газа - перед плохим участком дороги, пользователю достаточно вручную, с помощью переносного насоса или компрессора поднять давление в баллонах до необходимого. Также, возможно всего один раз поднять давление до 0.7-1.5 атмосфер и на всегда избавить автомобиль от провисания подвески и ее пробоев.It is important to note that the coil spring continues to bear the main load. The user of a standard car can independently install a pneumatic balloon (cartridge) in the springs of his car and get the opportunity to increase the clearance of the car on the go (requires an air compressor and control system). However, by installing shortened springs on the car, the user receives a fully functional suspension with the ability to control clearance in the entire range available for suspension. And in any case, with the complete destruction of the frame or depressurization of all pneumatic chambers, the suspension remains operational, bringing the car to the standard clearance level. The invention can also be operated without a centralized supply of compressed gas - in front of a bad section of the road, it is enough for the user to manually, using a portable pump or compressor, raise the pressure in the cylinders to the required value. It is also possible to raise the pressure only once to 0.7-1.5 atmospheres and always save the car from sagging the suspension and its breakdowns.

Claims (1)

Гибридный пневматический баллон, устанавливающийся внутри спиральной пружины и представляющий собой герметичный эластичный патрубок переменного диаметра, герметично закрытый торцевой крышкой со штуцером для регулировки давления внутри баллона, отличающийся тем, что патрубок выполнен гофрированным, вывернут меньшим диаметром внутрь и прикреплен к торцевой крышке, каждая часть патрубка усилена кольцами, при этом часть патрубка большего диаметра устойчива к внутреннему давлению, а меньшего диаметра – к внешнему, при этом внутри пружины остается свободное пространство для размещения штоков, амортизаторов, отбойников, валов и приводов.A hybrid pneumatic cylinder mounted inside a spiral spring and consisting of a hermetic flexible pipe of variable diameter, hermetically sealed with an end cap with a fitting for adjusting the pressure inside the cylinder, characterized in that the pipe is corrugated, turned with a smaller diameter inward and attached to the end cap, each part of the pipe reinforced by rings, while part of the larger diameter pipe is resistant to internal pressure, and a smaller diameter to external pressure, while inside the spring s is space to accommodate rods, shock absorbers, bumpers, rollers and drives.

Images