АМОРТИЗАТОР
SHOCK ABSORBER

Изобретение касается амортизатора, в частности фрикционного демпфера, например, для стиральных машин с центрифугой.
Из патента ЕР 0697539 В1 известен фрикционный демпфер с прямоугольным корпусом. Шток имеет фрикционные накладки на противолежащих сторонах. Поэтому изготовление корпуса является крайне дорогостоящим.
Задачей изобретения является создание фрикционного демпфера, производство которого просто и малозатратно.
Данная задача решается за счет признаков п.1. Суть изобретения состоит в том, чтобы предусмотреть на внутренней стороне конца проходящего через корпус штока сквозное окно, в котором размещается фрикционная накладка. Эта фрикционная накладка прилегает с трением к противолежащим внутренним стенкам корпуса.
Характеристика демпфирования амортизатора может свободно устанавливаться за счет оформления окна - выемки для размещения фрикционной накладки и самой фрикционной накладки. Кроме того, данное расположение имеет то преимущество, что для обеспечения трения по двум поверхностям требуется лишь одна единственная фрикционная накладка.
Остальные преимущества изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Дополнительные признаки и подробности изобретения поясняются описанием нескольких примеров исполнения с помощью прилагаемых чертежей.
На чертежах показано:
на Фиг.1 - вид амортизатора снаружи в соответствии с первым примером исполнения;
на Фиг.2 - разрез по линии II-II на Фиг.1;
на Фиг.3 - корпус амортизатора в соответствии с Фиг.1;
на Фиг.4 - шток амортизатора в соответствии с Фиг.1;
на Фиг.5 - фрикционная накладка амортизатора в соответствии с Фиг.1;
на Фиг.6 - фрикционная накладка амортизатора в соответствии со вторым примером исполнения;
на Фиг.7 - шток амортизатора в соответствии с третьим примером исполнения;
на Фиг.8 - шток амортизатора в соответствии с четвертым примером исполнения;
на Фиг.9 - корпус амортизатора в соответствии с пятым примером исполнения;
на Фиг.10 - одна часть корпуса в соответствии с Фиг.9;
на Фиг.11 - корпус амортизатора в соответствии с шестым примером исполнения;
на Фиг.12 - часть корпуса в соответствии с Фиг.11;
на Фиг.13 - шток амортизатора в соответствии с седьмым примером исполнения;
на Фиг.14 - поперечный разрез в районе выемки для фрикционной накладки амортизатора в соответствии с восьмым примером исполнения.
Ниже, со ссылкой на фиг.1-5, описывается первый пример исполнения изобретения. Амортизатор 1 содержит корпус 2 с центральной продольной осью 3, в котором подвижно размещен шток 4. Корпус 2 выполнен зацело, в виде одной детали. Возможно также выполнение корпуса 2 состоящим из нескольких частей, преимущественно из двух. Корпус 2 имеет наружный аксиальный конец 5, а также обращенный к штоку 4 противоположный конец 6. В районе конца 5 корпус 2 снабжен элементом закрепления 7, преимущественно в форме ушка, т.е. отверстия, через которое корпус 2 крепится в стиральной машине и соединяется шарниром. Шток 4 вдвигается в корпус 2 вдоль направления движения 8, которое проходит параллельно центральной продольной оси 3. На расположенном в противоположном направлению 8 внешнем конце 9 штока 4 выполнен элемент закрепления 10 в форме ушка, через которое шток 4 соединяется шарнирно в стиральной машине и закрепляется. С помощью приспособлений по ограничению выхода штока (не показаны) можно предотвратить то, чтобы шток 4 был полностью вытянут из корпуса 2.
Шток 4, начиная за элементом закрепления 10 в направлении 8, имеет профиль в виде двутавра, т.е. двойной буквы Т или соответственно буквы Н в поперечном сечении, образованный двумя перемычками 11, 12, которые проходят параллельно друг к другу, и расположенной между ними перемычкой 13, которая соединяет боковые перемычки 11, 12 друг с другом. Соединительная перемычка 13 проходит практически перпендикулярно к боковым перемычкам 11, 12. В районе расположенного в направлении 8 конца штока 4 в соединительной перемычке 13 выполнена выемка 14 для фрикционной накладки, которая проходит насквозь через соединительную перемычку 13, то есть с двух сторон - сверху и снизу - она открыта. Выемка 14 ограничена с боковых сторон, т.е. в плоскости соединительной перемычки 13, со всех сторон соединительной перемычкой 13. Выемка 14 имеет прямоугольную форму с расположенными вдоль направления 8 параллельными торцами 15 и связывающими их параллельными между собой продольными сторонами 16. В выемке 14 расположена фрикционная накладка 17, форма которой в самом простом случае соответствует в основном форме выемки 14. Фрикционная накладка 17 имеет, таким образом, форму прямоугольного параллелепипеда, причем ее торцы 18 прилегают к торцам 15 выемки 14, а ее продольные стороны 19 - к продольным сторонам 16 выемки 14. Фрикционная накладка 17 имеет две проходящие практически параллельно друг к другу и образующие верхнюю сторону и нижнюю сторону прямоугольного параллелепипеда поверхности трения 20.
Фрикционная накладка 17 выполнена, например, из подходящего пенопласта. Фрикционная накладка 17, которая сама выполнена преимущественно цельно, т.е. в виде одной детали, непосредственно прилегает к краю выемки 14 выполненного также преимущественно зацело штока 4.
Корпус 2 охватывает внутреннее пространство, форма поперечного сечения которого соответствует наружному контуру штока 4, т.е. корпус 2 имеет также поперечное сечение в форме двутавра, т.е. двойной буквы Т. В корпусе 2 образованы два проходящие вдоль центральной продольной оси 3 и соответствующие боковым перемычкам 11, 12 продольные канала 22, которые соединены друг с другом связующим каналом 23, соответствующим соединительной перемычке. Продольные каналы 22 ограничены стенками продольного канала 24. Связующий канал 23 ограничен двумя противоположными друг другу и проходящими параллельно друг другу стенками связующего канала 25. На стенках связующего канала 25 укреплены выполненные из жести фрикционные вставки 26. Они фиксируются в районе перехода к элементу закрепления 10 с помощью L-образных обратных выступов 27, которые предусмотрены в соответствующих продольных канавках в стенке связующего канала 25. Фрикционные вставки 26 простираются на полную длину внутреннего пространства корпуса 21 и располагаются каждая соответственно между стенками связующего канала 25 и соединительной перемычкой 13 штока 4.
Корпус 2 в преимущественном исполнении изготовлен из пластмассы. Фрикционные вставки 26 могут быть выполнены, например, из листовой стали.
R
R
Z
Далее описывается принцип действия фрикционного демпфера. Желаемая сила трения может устанавливаться, например, выбором толщины D фрикционной накладки 17. Преимущественно, фрикционная накладка 17 может иметь такую толщину D, которая больше, чем ширина B связующего канала 23. Фрикционная накладка 17 прилегает таким образом плотно, с натягом, к поверхностям трения 28 фрикционных вставок 26. В направлении 8 и перпендикулярно к нему в образованном в соединительной перемычке 13 пространстве фрикционная накладка 17 удерживается торцами 15 и продольными сторонами 16. Одна фрикционная накладка 17 непосредственно прилегает к двум противолежащим поверхностям трения 28. Таким образом, требуется только одна единственная фрикционная накладка 17 для создания трения на двух противолежащих поверхностях трения 28. Характеристика свойств для амортизатора 1 может свободно и в широком диапазоне устанавливаться за счет формы выемки 14 и оформления объема фрикционной накладки 17.
R
A
R
A
Если шток 4 движется вдоль направления 8, то фрикционная накладка 17 из-за сил сцепления между поверхностями трения 20 и поверхностями трения 28 сначала частично обжимается, вследствие чего достигается небольшой эффект холостого хода. Затем происходит возрастающее образование силы трения скольжения. То же самое происходит при последующем вытягивании штока 4 из корпуса 2 в направлении, противоположном направлению 8. Если длина L фрикционной накладки 17 меньше в аксиальном направлении, чем аксиальная длина L выемки 14, то при вдвижении и соответственно выдвижении штока 3 происходит более сильное обжатие фрикционной накладки 17. Тем самым возникает более выраженный эффект холостого хода. Если длина L фрикционной накладки 17 больше, чем длина L выемки 14, то есть фрикционная накладка 17 предварительно напряжена в выемке 14 аксиально, то возникает более незначительный или соответственно не возникает вообще эффекта холостого хода. Тем самым образование силы трения более резкое. В такой конструкции преимущественным является поддающаяся регулированию характеристика, т.е., например, холостой ход или мягкое образование силы трения. Соответствующие характеристики отражаются положительно на ходовых свойствах стиральной машины. Например, усилия на основание уменьшаются и акустика улучшается.
R
A
R
A
Ниже, со ссылкой на Фиг.6, описывается второй пример осуществления изобретения. Конструктивно идентичные детали имеют такие же обозначения, как и в первом примере исполнения, на описание которого здесь указывается. Конструктивно различные, однако функционально однотипные детали имеют такое же обозначение с добавлением буквы «а». Существенное различие по сравнению с первым примером исполнения состоит в исполнении фрикционной накладки 17а. Фрикционная накладка 17а имеет в основном тоже форму прямоугольного параллелепипеда с продольными сторонами 19 и торцами 18а. Тем не менее, аксиальные концы выполнены не в виде плоского торца, а в виде зубчатого наружного контура с многочисленными остриями 29. Фрикционная накладка 17а имеет, таким образом, в поперечном разрезе торцы извилистой формы 18а. Здесь вновь необходимо различать три варианта. Если L приблизительно равно L, то возникает более сильный эффект холостого хода, так как острия 29 легче обжимаются. Происходит, таким образом, очень мягкое, прогрессирующее образование силы трения. Если L меньше чем L, то возникает еще более выраженный эффект холостого хода из-за смещения фрикционной накладки 17а в выемке 14.
R
A
Если L больше чем L, то плавное образование силы трения устраняется еще больше за счет того, что уже в исходном состоянии сжаты острия 29.
Ниже, со ссылкой на Фиг.7, описывается третий пример исполнения изобретения. Конструктивно идентичные детали имеют такие же обозначения, как и в первом примере исполнения, на описание которого здесь указывается. Конструктивно различные, однако функционально однотипные детали имеют те же обозначения с добавлением буквы «b». Существенное различие по сравнению с первым примером исполнения состоит в том, что продольные стороны 16b, ограничивающие сбоку выемку 14b, выполнены не гладкими, а зубчатыми или соответственно волнистыми. Острия 30 продольных сторон 16b вдавливаются во фрикционную накладку 17 сбоку так, что она лучше фиксируется вдоль направления 8. Благодаря аксиальной фиксации не возникает эффект холостого хода. Образование силы трения в начале вдвижения и соответственно выдвижения штока 4 не мягкое, а более резкое.
Фрикционная накладка 17 может иметь на своих продольных сторонах 19 дополнительные зубцы, которые примыкают к продольной стороне 16b.
R
Ниже, со ссылкой на Фиг.8, описывается четвертый пример исполнения изобретения. Конструктивно идентичные детали имеют такие же обозначения, как и в первом примере исполнения, на описание которого здесь указывается. Конструктивно различные, но функционально однотипные детали имеют те же обозначения с добавлением буквы «с». Существенное различие по сравнению с первым примером исполнения состоит в том, что торцы 15с не плоские, а оснащены выступающими в выемку 14с выступами 31, преимущественно двумя выступами. Если фрикционная накладка 17 имеет длину L, которая соответствует расстоянию между противолежащими остриями выступов 31, то возникает легкий эффект холостого хода из-за осаживания (обжатия) фрикционной накладки 17. Происходит плавно возрастающее образование силы трения. Сначала выступы 31 погружаются во фрикционную накладку 17. Только тогда соответствующий торец 18 фрикционной накладки 17 наталкивается на торец 15с выемки 14с. Если фрикционная накладка 17 короче, чем расстояние между остриями выступов 31, то образуется более выраженный эффект холостого хода из-за смещения фрикционной накладки 17 в выемке 14с. Таким образом происходит плавно прогрессирующее образование силы трения.
Ниже, со ссылкой на Фиг.9 и 10, описывается пятый пример исполнения изобретения. Конструктивно идентичные детали имеют такие же обозначения, как и в первом примере исполнения, на описание которого здесь указывается. Конструктивно различные, но функционально однотипные детали имеют те же обозначения с добавлением буквы «d». Существенное различие по сравнению с первым примером исполнения состоит в том, что корпус 2d выполнен не цельно, а состоит из двух, преимущественно идентичных деталей корпуса 32, которые, к примеру, вклинены в друг друга. Говоря о связующем механизме для соединения обеих деталей корпуса 32, речь идет о линейном байонетном соединении, т.е. штыке, который на последнем участке движения стопорения заклинивается. Принципиально также возможно вклинивание обеих деталей 32. Часть корпуса 32 имеет фундаментную плиту 33, на аксиальном конце 5 которой предусмотрен элемент закрепления 7. На внутренней стороне фундаментной плиты 33 выполнена соответственно половина продольных каналов 22 в виде продольных канавок. Между ними размещена выступающая вверх стенка связующего канала 25, на которой расположена состоящая из металлического листа фрикционная вставка 26. Фундаментная плита 33 имеет 2 простирающиеся вдоль оси внешние продольные боковые стороны 34, 35. Вдоль продольной боковой стороны 35 предусмотрены сбоку, т.е. выступающие наружу, зубья 36 с выступающими вниз выступами 37 по типу зубчатой рейки. Верхняя сторона зубьев 36 определяет первую плоскую поверхность скольжения 38.
В районе продольной боковой стороны 34 выполнена шина 39, имеющая в поперечном разрезе форму буквы U, простирающаяся вдоль оси, открытая к фундаментной плите 33 и состоящая из нижней планки 40, поперечно к ней проходящей средней планки 41, а также верхней планки 42, расположенной параллельно нижней планке 40 и связанной со средней планкой 41. Верхняя сторона нижней планки 40 определяет вторую поверхность скольжения 43, причем поверхности скольжения 38 и 43 лежат в одной и той же плоскости. Верхняя планка 42 снабжена рядом зубьев 44 с выступами 45, которые соответствуют зубьям 36 и соответственно выступам 37 и располагаются на той же аксиальной высоте. В нижней планке 40 в районе зубьев 44 предусмотрены выемки 46, предназначенные для упрощения вынимания деталей из формы при изготовлении части корпуса 32 литьем под давлением. Для монтажа две детали корпуса 32 накладываются друг на друга со смещением в одну позицию зуба и затем смещаются аксиально на одну позицию зуба, так что обе детали корпуса 32 накрывают друг друга и вклиниваются друг с другом. Для этого в выступах 37 предусмотрены выступы вклинивания (не показаны), которые предотвращают скольжение деталей корпуса 32 друг относительно друга. Преимуществом в исполнении деталей корпуса 32 является то, что они просты в изготовлении. Также появляется возможность отказаться от интегрированной аксиальной фиксации, которая осуществляется путем вклинивания и осуществлять аксиальную фиксацию обеих деталей корпуса 32 соединением резинового подшипника и дистанционной втулки в отверстии.
Ниже, со ссылкой на Фиг.11 и 12, описывается шестой пример исполнения изобретения. Конструктивно идентичные детали имеют такие же обозначения, как и в первом примере исполнения, на описание которого здесь указывается. Конструктивно различные, но функционально однотипные детали имеют те же обозначения с добавлением буквы «е». Существенное различие по сравнению с пятым примером исполнения в соответствии с Фиг.9 и 10 состоит в выполнении элементов заклинивания и движения вклинивания. На Фиг.12, в правой стороне фундаментной плиты 33, предусмотрена сквозная планка 47 с выступающими наверх выступами 48, причем выступы вклинивания 48 уменьшаются на виде сбоку кнаружи перпендикулярно центральной продольной оси 3. На противолежащей стороне фундаментной плиты 33 выполнена, как в пятом примере исполнения, шина, имеющая в поперечном сечении форму буквы U с планками 40е, 41е, 42е. Планка 42е выполнена с зубьями вклинивания 44е, которые расположены над выемками 46е. При монтаже две детали корпуса 32е насаживаются на одной высоте вдоль оси друг на друга и поперечно к направлению 8 вдоль направления вклинивания 49 вклиниваются друг в друга. При этом выступы вклинивания 48 верхней части корпуса 32е внедряются в выемки 46е нижней части корпуса 32е. То же самое происходит и с соответствующим противолежащим рядом выступов вклинивания 48.
Ниже, со ссылкой на Фиг.13, описывается седьмой пример исполнения изобретения. Конструктивно идентичные детали имеют такие же обозначения, как и в первом примере исполнения, на описание которого здесь указывается. Конструктивно различные, но функционально однотипные детали имеют те же обозначения с добавлением буквы «f». Существенное различие по сравнению с первым примером исполнения состоит в исполнении выемки фрикционной накладки 14f. Она выполнена ромбовидной, т.е. соответственно две противолежащие стороны параллельны друг к другу, не перпендикулярны друг к другу и все стороны одинаковой длины. Два противолежащих острых угла указывают вдоль направления движения 8. В ромбовидной выемке для фрикционной накладки 14f расположена ромбовидная фрикционная накладка (не изображена), подходящая к выемке 14f. Преимущество ромбовидной формы состоит в сокращении пиков трения сцепления в начале процесса трения. Вдоль направления 8 фрикционная накладка выполнена заостренной формы, так что действующие на остриях силы трения сцепления в начале движения более незначительны. Благодаря ромбовидному исполнению выемки и фрикционной накладки обеспечено улучшенное антифрикционное свойство амортизатора. Далее шток имеет в области боковых перемычек 11f и 12f, а также соединительной перемычки 13f форму желоба, преимущество которой поясняется на следующем примере исполнения, на что здесь указывается.
Ниже, со ссылкой на Фиг.14, описывается восьмой пример исполнения изобретения. Конструктивно идентичные детали имеют такие же обозначения, как и в первом примере исполнения, на описание которого здесь указывается. Конструктивно различные, но функционально однотипные детали имеют те же обозначения с добавлением буквы «g». Существенное различие по сравнению с первым примером исполнения состоит в том, что боковыми перемычками 11g и 12g, а также соединительной перемычкой 13g образовано углубление на верхней стороне и нижней стороне штока 4g. В первом примере исполнения шток на верхней стороне и нижней стороне имеет поперечное сечение, соответствующее по форме букве U, или в целом имеет поперечное сечение в форме Н, т.е. наружные стены боковых перемычек стоят перпендикулярно на соединительной перемычке. В данном примере исполнения это по-другому. Здесь верхняя сторона и нижняя сторона штока 4g имеют углубление в форме желоба. Это значит, что внутренние поверхности 50 боковых перемычек 11g и 12g с внешней стороной соединительной перемычки 13g, образующей площадь дна 51, замыкают угол величиной более 90°, т.е. внутренние поверхности 50 проходят наклонно наружу. Корпус 2g имеет соответствующее сужение в форме желоба, которое образуется боковыми перемычками 52 и 53, которые проходят параллельно к внутренним поверхностям 50, и соединительной перемычкой 54, которая проходит параллельно к соединительной перемычке 13g. На внутренней стороне перемычек 52, 53 и 54 предусмотрена соответствующим образом сформированная фрикционная вставка 26g, которая прилегает к внутренней стороне перемычек 52, 53 и 54 и там закреплена. Между сторонами вставки трения 26g и внутренними поверхностями 50 существует лишь незначительный зазор. Иначе говоря, между боковыми перемычками 11g и 12g и внутренней стороной корпуса 2 имеется больший зазор 55, так что при наклонном положении штока 4g в корпусе 2g в районе зазора 55 ни до какого контакта между штоком 4g и внутренней стороной 2g не доходит. Выполнение штока 4g и фрикционной вставки 26g в форме двойного желоба приводит к тому, что шток 4g в пространстве разреза, изображенном на Фиг.14, автоматически центрируется в двух измерениях и вновь приводится в центральное положение. Кроме того, это позволяет избегать жесткого удара между штоком 4g и корпусом 2g.