Пневмоэлемент со штуцером для пружинной подвески

Полезная модель относится к пневматическим подвескам транспортных средств, в частности, к пневмоэлементам для пружинной подвески.
Известно из уровня техники изобретение «Пневмобаллонная пружина (пневматическая рессора) с пневматическим штуцером» (Патент US 4621796 (А1), B60G 11/58; F16F 9/04, опубликован 1986-11-11), имеющая, по меньшей мере, один пластиковый жесткий элемент, содержащий: верхний фиксатор 14; нижний фиксатор 12, расположенный на расстоянии от верхнего фиксатора; гибкую оболочку 16, герметично прикрепленную к указанным верхним и нижним фиксаторам, с образованием полости 18 между ними, в которой, по меньшей мере, один из указанных фиксаторов выполнен из пластмассы и включает в себя отверстие, соединенное с полостью, причем указанное отверстие имеет первую, вторую, третью, четвертую и пятые концентрические отверстия; соединительный элемент 26 состоит, по меньшей мере, из трех коаксиальных частей, включая кольцо 30, которое герметично входит в отверстия 40 и 42. Кольцо содержит дополнительный фланец 31, который соответствует диаметру отверстия 40. Кольцевая втулка 32 расположена коаксиально внутри кольца 30 и включает в себя множество губок 33, приспособленных для приема трубки 28 внутри губок. Кольцевая втулка 32 выполняет функцию центрирования трубки в муфте 24. Челюсти 33 часть втулки 32 выполняет функцию фиксации трубки в муфте 24 после зацепления. Кольцо 30 снабжено расширяющейся частью 34, для того, чтобы зажать челюсти 33 вместе, когда втулка 32 перемещается в осевом направлении наружу. Муфта дополнительно содержит средство для герметизации трубки 28. Например, уплотнительное кольцо 36, которое имеет средний внутренний диаметр, немного меньший, чем наружный диаметр трубки.
Недостатком данного изобретения является сложность всей конструкции, а также недостаточно высокая надежность сформированного соединения оболочки пневмоэлемента с соединителем, повышающая вероятность разрушения пневмоэлемента, приводящая к уменьшению ресурса работы при высоких давлениях в баллоне и утечку воздуха в системе.
Известно из уровня техники изобретение «Пневмопружина с двухтактным соединителем», являющееся ближайшим аналогом заявляемой полезной модели, т.е. прототипом, (Патент WO 0023726 (A1), B60G 11/58; F16F 9/04, опубликован 2000-04-27), в котором пневмопружина, содержащая гибкую оболочку (6, 7, 8), установленную между парой подвижных опорных компонентов (2, 3) для удержания компонентов на заданном расстоянии друг от друга. Оболочка образует внутреннюю камеру для воздушной среды. В соединителе 10 размещают трубу 14 для впуска и выпуска потока воздуха в камеру. Соединитель 10 включает основной корпус 16 в виде единого элемента или конструкции из двух частей, установленный в одном из концов оболочки 7, и штуцер 32, телескопически установленный в полой внутренней части 22 основного корпуса 16. Основной корпус включает в себя наружную кольцевую стенку 43, имеющую множество кольцевых ребер или зазубрин 19, сформированных на ней, для закрепления соединителя 10 с гибкой оболочкой 7 пневмопружины. Корпус дополнительно включает в себя внутреннюю или нижнюю стенку и имеет цилиндрическую трубчатую опорную втулку с плечом 29, проходящую в осевом направлении от нее и расположенную в верхней части корпуса 16. Внутри корпуса установлено эластомерное уплотнение 30 для обеспечения уплотнения соединения между трубой и внутренней частью корпуса и верхней частью штуцера с плечом втулки. Основной корпус монтируется в отверстии торцевой стенки оболочки и фиксируется в ней герметичным клеем. Предпочтительно корпус 16 предварительно нагревают и затем помещают в форму для литья под давлением, в которой оболочка формируется вокруг корпуса соединителя. Штуцер 32 выполнен с выступами и телескопически установлен в полой внутренней части и вдавливается в отверстие основного корпуса при внутреннем изгибе гибких фиксаторов 33. Как только они вставлены внутри полого корпуса 16, пальцы 33 становятся согнутыми наружу и таким образом удерживают в нем штуцер 32. Конечные выступы пальцев 38 будут скользить вдоль конической поверхности 47, сформированной внутри корпуса 16, когда трубка 14 перемещается во внешнем осевом направлении, как показано стрелкой А (фиг. 2), которая предотвращает продвижение пальцев 33 наружу, чтобы обеспечить захватное действие заушников 37, которые слегка внедрены в наружную поверхность трубы. Штуцер 32 установлен с возможностью скольжения с возможностью вращения в полой внутренней части 22 корпуса 16. Штуцер 32 включает в себя множество гибких пальцев 33. Пальцы отделены друг от друга осевыми выступами 36. Каждый гибкий палец 33 имеет выступающий внутрь выступ 37 и выступающий наружу выступ 38, сформированный на свободном конце пальца. Штуцер 32 вставляется в полость 22 основного корпуса 16 с помощью слегка сжимающих пальцев 33 внутрь, так что плоские наружные поверхности 39 выступов 38 пальцев упираются и прижимаются к кольцевой поверхности 43, которая образует торцевое отверстие 31 корпуса 16 вместе с конической секцией 44, пальцы 33 имеют плоские торцевые поверхности 45, которые сжимают уплотнительное кольцо 30 против плеча 29. Нижний конец штуцера 32 выполнен в виде кольцевого выступа.
Недостатком данного изобретения является сложность конструкции соединителя со штуцером (множества вставных элементов), а также недостаточно высокая надежность штуцера с корпусом соединителя и недостаточная надежность сформированного соединения оболочки пневмоэлемента с соединителем. Наличие относительного большого числа соединительных элементов, обеспечивающих герметичность конструкции, повышает вероятность и разрушения пневмоэлемента при высоких давлениях в баллоне и утечки воздуха в системе.
Задачей заявленной полезной модели является упрощение конструкции соединения пневматического элемента со штуцером, повышения ресурса работы.
Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение конструкции соединения пневматического элемента со штуцером, повышения его ресурса работы, герметичности пневмоэлемента за счет применения узла соединения (штуцер - герметичная оболочка), использующего цельнолитой штуцер с выступами, который зафиксирован с помощью вулканизации в теле гибкой оболочки. Как следствие, повышение прочности пневмоэлемента и, соответственно, повышение надежности и ресурса работы пневмоэлемента.
Для достижения заявленного технического результата в известном пневмоэлементе со штуцером для пружинной подвески, содержащим гибкую оболочку, образующую камеру для воздушной среды, штуцер с выступами, выполненный с возможностью присоединения к нему трубы для впуска и выпуска потока воздуха в камеру, штуцер выполнен в виде цельнолитого корпуса, включающего первую часть, зафиксированную вулканизацией в теле гибкой оболочки и содержащую резьбовые выступы и кольцевой выступ в ее основании, и вторую часть, содержащую выступающую часть в виде гайки и концевую часть для присоединения трубы для впуска и выпуска потока воздуха в камеру.
Кроме того, резьбовые выступы выполнены в виде резьбы-елочки.
Кроме того, выступающая часть выполнена в виде шестигранной гайки.
Кроме того, концевая часть выполнена с возможностью установки на ней цанговой гайки для присоединения трубы для впуска и выпуска потока воздуха в камеру.
Кроме того, гибкая оболочка выполнена из резины или резиновой смеси.
Кроме того, пневмоэлемент со штуцером формируют вулканизацией в одном технологическом цикле.
Полезная модель поясняется чертежами.
На Фиг. 1 показан общий вид пневмоэлемента со штуцером для пружинной подвески.
На Фиг. 2 показано схематичное соединение штуцера с гибкой оболочкой пневмоэлемента.
На Фиг. 3 показан чертеж штуцера.
Пневмоэлемент (1) со штуцером (2) для пружинной подвески (например, транспортного средства), содержащим гибкую оболочку (3), образующую камеру (4) для воздушной среды, штуцер с выступами (5), выполненный с возможностью присоединения к нему трубы для впуска и выпуска потока воздуха в камеру, штуцер (2) выполнен в виде цельнолитого корпуса, включающего первую часть (6), зафиксированную вулканизацией в теле гибкой оболочки (3) и содержащую резьбовые выступы (7) и кольцевой выступ (8) в ее основании, и вторую часть (9), содержащую выступающую часть в виде гайки (10) и концевую часть (11) для присоединения трубы для впуска и выпуска потока воздуха в камеру. Резьбовые выступы выполнены в виде резьбы-елочки (7). Выступающая часть выполнена в виде шестигранной гайки (10). Концевая часть (11) выполнена с возможностью установки на ней цанговой гайки (12) для присоединения трубы (не показана) для впуска и выпуска потока воздуха в камеру. Гибкая оболочка (3) выполнена из резины или резиновой смеси. Цельнолитой корпус штуцера (2) имеет резьбовые выступы (7) и кольцевой выступ (8) для надежной фиксации в теле пневмоэлемента для его соединения с гибкой оболочкой (3), выполненного путем вулканизации. За тело пневмоэлемента выходит только выступающая часть штуцера в виде гайки (8), например, шестигранной гайки и концевая часть, выполненная с возможностью установки на ней цанговой гайки (12). Данной гайкой может фиксироваться полиамидная трубка магистрали пневматического управления транспортного средства. Гибкая оболочка (3) пневмоэлемента (1) изготовлена из резины или резиносмеси из трех заготовок - цилиндрического чулка и двух торцевых элементов. В процессе изготовления они соединяются, причем в цилиндрическом чулке (части гибкой оболочки) выполняется отверстие, в котором размещается первая часть штуцера (2). Вместо цилиндрического чулка может использоваться, например сферический или конусообразный чулок. Собранная заготовка закладывается в пресс форму, выполняется термическая обработка (вулканизируется) и формируется монолитное изделие - надежное и завершенное. Штуцер (2) выполнен сквозным цельнолитым и не имеет элементов клапана и/или ниппеля. Штуцер может быть изготовлен из металла, например, латуни. Таким образом, пневмоэлемент со штуцером можно сформировать вулканизацией в одном технологическом цикле (т.е. одновременно).
Устройство работает следующим образом
Упругий пневмоэлемент подвески (1) предназначен для установки в подвеску автомобиля и монтируется в пружины задней и/или передней подвески автомобиля, выполняет функцию пружин амортизаторов, высота пружины которого составляет от 100 мм до 500 мм, а внутренний диаметр от 50 мм до 300 мм. Пневмоэлемент устанавливается и постоянно располагается применительно к подвеске автомобиля, например, с пружинами малого диаметра. Нижнее расположение штуцера позволяет использовать пневмоэлемент в пружинах с малым шагом витков. Пневмоэлемент становится дополнительной опорой между кузовом и подвеской автомобиля, значительно снижая нагрузку на пружину.
Пневмоэлемент подходит ко всем видам подвесок пружинного типа, используемого во многих автомобилях. При установки пневмоэлемента на автомобиль, возможна установка дополнительного оборудования в виде компрессора, датчиков, пневматической разводки и клапанов, что позволит имитировать полноценную пневмоподвеску при регулировании клиренса из салона автомобиля.
Были проведены стендовые испытания с использованием стенда, который имитировал подвеску автомобиля. Стенд представляет собой пружины с перекрытиями по торцам. В данные перекрытия упирается пневмоэлемент и тем самым полностью имитируется конструкция деталей автомобиля, в которой работает пневмоэлемент. Тест включал испытание на максимальное давление до разрушения. При размещении пневмоэлемента в стенд повышалось давление шагом в 0,2 атм до полного разрушения пневмоэлемента. При превышении 2,5 атм (максимальное рабочее давление 2 атм) пневмоэлемент чрезмерно увеличивается в размерах (применяемая резиносмесь имела коэффициент растяжения 500%), гибкая оболочка пневмоэлемента начинает выступать за габариты пружины. В испытании визуально контролировались штуцер и область пневмоэлемента вокруг штуцера на наличие признаков разрушения. Разрушения пневмоэлемента всегда происходило в корпусе пневмоэлемента. При демонтаже области со штуцером проверялась остаточная адгезия и возможные отслоения. При испытаниях каких-либо дефектов не обнаружено - разрушений и отслоений нет. Данные испытания показали высокую адгезию штуцера с телом пневмоэлемента в данной конструкции. Разрушение происходило при давление от 7 до 10 атмосфер, при этом разрывало корпус пневмоэлемента, а штуцер сохранял герметичность и полностью выполнял свои функции. Этим самым достигается результат повышения прочности пневмоэлемента и соответственно повышает надежность и ресурс работы.