АМОРТИЗАТОР ДЛЯ МЕБЕЛИ
SHOCK ABSORBER FOR FURNITURE

Изобретение относится к амортизатору для мебели, в частности для шарниров, с корпусом, в котором с возможностью перемещения расположен поршень, соединенный со штоком, причем текучая среда при движении поршня внутри корпуса течет по проточному каналу на/в поршне, причем при движении поршня в разных направлениях получается различная демпфирующая сила.
Существуют амортизаторы для мебели, в которых в поршне расположено микроотверстие, так что при движении поршня текучая среда может течь с одной стороны поршня к другой, поэтому движение поршня демпфировано текучей средой. При изготовлении таких микроотверстий, чаще всего размером менее 0,15 мм, существует недостаток, заключающийся в том, что процесс изготовления длится долго, так как требуется высокая точность, к тому же при этом сильно изнашиваются инструменты. При незначительных отклонениях от номинального размера могут быть получены совершенно разные демпфирующие силы. К тому же микроотверстия легко засоряются мелкими частицами. Поэтому применение пенопластовых элементов для компенсации объема невозможно, так как оторвавшиеся мелкие частицы могут заблокировать систему. Наконец, при небольших микроотверстиях стенка подвергается эрозии, поэтому диаметр по истечении определенного времени увеличивается. В результате меняются характеристики амортизатора.
Кроме того, известны амортизаторы, в которых текучая среда течет через кольцевой зазор между поршнем и стенкой корпуса. И в этих амортизаторах самые незначительные отклонения от номинального размера диаметра поршня или внутреннего диаметра цилиндра сильно влияют на демпфирующие свойства. Допуски могут суммироваться и, в частности, при изменении внутреннего давления стенка корпуса может разгибаться и увеличивать кольцевой зазор. К тому же и в этих амортизаторах посторонние включения могут отрицательно повлиять на демпфирующие свойства.
Из патентного документа DE 10054904 известен демпфирующий элемент для подвижных деталей мебели. При этом на подвижном поршне предусмотрено клапанное устройство с кольцеобразным эластичным золотником, которое при движении поршня в разных направлениях вызывает различное по величине демпфирование. Однако конструкция такого клапанного устройства сравнительно дорога, кроме того, может возникнуть упомянутая выше проблема засорения проточных каналов.
Из документа DE 20221550 известен амортизатор для подвижных деталей мебели, в котором предусмотрены подвижные кольцевые шайбы, посредством которых пропускные отверстия в поршне могут закрываться полностью или частично. Хотя благодаря этому можно достичь различной демпфирующей силы при движении поршня в противоположных направлениях, величина этой силы регулируется плохо. Если сечения потока становятся слишком малыми, материал подвергается высокой нагрузке и быстрому износу. Если реализуют большие сечения потока, для многих применений демпфирующая сила остается слишком малой.
Поэтому задачей данного изобретения является предложить амортизатор для мебели - надежный в эксплуатации и с возможностью сравнительно точной регулировки в соответствии с целью применения.
Эта задача решена благодаря амортизатору с признаками пункта 1 формулы изобретения.
Согласно изобретению поперечное сечение проточного канала на определенном участке может изменяться благодаря тому, что поршень может быть перемещен относительно пластины, причем пластина и/или поршень имеют радиальные канавки, образующие, по меньшей мере, часть проточного канала. Благодаря этому поперечное сечение проточного канала можно задать сравнительно точно, причем установленную на поршне пластину изготовить несложно, и при необходимости ее можно поменять. К тому же этот амортизатор простым способом можно отрегулировать в соответствии с целью применения, так как демпфирующая сила зависит главным образом от конструкции проточного канала на/в поршне, в частности от сечения потока в радиальных канавках, которые не только образуют дроссель, но и на определенном участке обтекаются текучей средой. Этот участок радиальной канавки можно полностью использовать для создания сил трения, а вместе с тем и для падения давления текучей среды, что вызывает демпфирование.
Кроме того, канавки изготовить значительно проще, чем сделать отверстия при помощи сверлильных инструментов, так как при этом могут возникнуть заусенцы, или посредством литья под давлением, при котором в отверстиях может образоваться литейная корка. Кроме того, благодаря изменению проточного канала между пластиной и поршнем детали не так легко закупориваются, так как из-за изменения поперечного сечения они не могут так легко застревать.
С одной стороны корпуса предпочтительно предусмотрен подвижный уравновешивающий поршень, который плотно установлен между корпусом и штоком. Благодаря уравновешивающему поршню можно компенсировать изменение объема вследствие перемещения штока. При этом уравновешивающий поршень может иметь уплотнение или состоять из него, причем уплотнение наружной уплотняющей кромкой прилегает к корпусу, а внутренней уплотняющей кромкой - к штоку, так что необходимо только одно уплотнение. Кроме того, уравновешивающий поршень предпочтительно посредством пружины, создающей небольшое внутреннее давление в корпусе, может быть предварительно напряжен в сторону полости с поршнем. При этом пружина может опираться на крышку, закрепленную на корпусе, и быть пронизана штоком, так что получается конструкция, которая монтируется весьма просто.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения поршень и пластина вместе размещены на штоке. Для изменения поперечного сечения проточного канала поршень может перемещаться в аксиальном направлении так, что радиальный участок между поршнем и пластиной обладает своего рода клапанной функцией, а перемещение поршня в одном направлении демпфируется сильнее, чем в противоположном направлении. Это предпочтительно, в частности, в мебели, так как ход открывания должен происходить с легким ходом, но при закрывании предпочтительно демпфирование. Демпфирующая сила в противоположных направлениях движения поршня может отличаться более чем в 5 раз, предпочтительно в 8-12 раз.
Радиальные канавки предпочтительно размещены так, что в каждом случае предусмотрены две канавки, расположенные диаметрально противоположно относительно оси поршня. Это обеспечивает равномерную демпфирующую силу и предотвращает возможные поперечные силы в радиальном направлении, которые могут вызвать заклинивание поршня.
Согласно еще одному варианту реализации для изменения поперечного сечения проточного канала поршень можно выполнить жестким, а пластину - гибкой. Благодаря этому амортизатор можно выполнить простым способом в виде амортизатора сжатия, который при вдавливании штока в корпус имеет тяжелый ход, в то время как выдвигание штока может происходить со сравнительно легким ходом. При этом пластину можно выполнить в виде шайбы из пластика, предпочтительно из полимерной пленки, так как нагрузка на шайбу относительно невелика, в том числе в районе проточного канала.
Если амортизатор выполнен как амортизатор сжатия, на штоке и/или корпусе могут предусмотреть фиксаторы, предпочтительно с гибкими плечами, для соединения с другой деталью, так как растягивающие нагрузки при перемещении штока меньше держащих сил фиксаторов, поэтому амортизатор можно устанавливать, а также дополнительно оснащать весьма просто и быстро.
Ниже изобретение раскрыто более подробно на основе нескольких примеров его реализации и со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах показано следующее:
фиг.1 - вид сбоку с частичным разрезом варианта реализации амортизатора;
фиг.2 - частичный вид амортизатора по фиг.1 в аксонометрии;
фиг.3 - схематичный вид амортизатора по фиг.1 в районе поршня;
фиг.4 (А и В) - два вида амортизатора по фиг.1;
фиг.5 - частичный вид варианта реализации амортизатора, модифицированного по сравнению с фиг.1.
Вариант реализации, показанный на фиг.1-4, предусматривает амортизатор 101, содержащий цилиндрический корпус 102, в котором на штоке 103 установлен поршень 104, имеющий возможность перемещения. На наружном периметре поршня 104 в канавку помещено уплотнительное кольцо 105. При этом канавка имеет ширину, большую, чем поперечное сечение уплотнительного кольца 105, поэтому при слишком высоком давлении кольцо может впрессовываться от внутренней стенки корпуса 102 в канавку, чтобы избежать слишком больших сил трения при перемещении поршня 104.
Рядом с поршнем 104 на конце штока 103 или на продолжении поршня 104 закреплена пластина 106. На противоположной стороне поршня 104 в корпус 102 помещен уравновешивающий поршень, компенсирующий изменение объема, возникающее вследствие движения штока 103. Уравновешивающий поршень охватывает уплотнительное кольцо 107, помещенное на удерживающем кольце 111. Уплотнительное кольцо 107 создает уплотнение относительно полости 108 в корпусе 102, причем уплотнительное кольцо 107 имеет наружную уплотняющую кромку 112, прилегающую к внутренней стороне корпуса 102, и внутреннюю уплотняющую кромку 113, прилегающую к штоку 103. Благодаря этому уплотнение 107 одновременно может обеспечивать уплотнение как на штоке 103, так и на корпусе 102.
Уплотнение 107 и удерживающее кольцо 111 предварительно напряжены посредством пружины 110, которая прилегает к кольцу 111, а с противоположной стороны - к крышке 109. При этом крышка 109 закреплена на корпусе 102 только с зацеплением, так как силы, вызываемые пружиной 110, незначительны.
На штоке 103 посредством стопорного выступа 116 на канавке или выступе зафиксирован фиксатор 115, образующий частично открытую проушину 117, так что через два плеча проушины 117 можно прицепить другую деталь, например мебельный шарнир, то есть возможен несложный монтаж. Фиксатор 115 от штока 103 не отсоединяется, так как выдвигание поршня 103 происходит с легким ходом, и удерживающие силы отдельных средств стопорения больше противодействующих сил, возникающих при выдвигании поршня 103.
Для стопорных выступов 116 на штоке 103 может быть предусмотрен выступ, поэтому обработка штока 103 режущими инструментами не нужна. Благодаря этому металлический или пластиковый шток 103 можно выполнить с весьма небольшим диаметром, предпочтительно в пределах от 1,5 до 3,5 мм, в особенности от 2,0 до 3,0 мм. В результате при вдвигании и выдвигании штока 103 необходима лишь незначительная компенсация объема.
Амортизатор 101 выполнен как амортизатор сжатия, в котором усилие для вдвигания штока 103 превышает усилие для выдвигания штока 103, по меньшей мере, в пять, предпочтительно в 8-12 раз.
Между поршнем 104 и кольцеобразной пластиной 106 выполнен проточный канал 120, который частично образован двумя радиальными канавками 160, диаметрально противоположными относительно оси штока 103. При этом наружный диаметр пластины 106 меньше диаметра поршня 104. В центре пластины 106 выполнено отверстие 121, так что пластина 106 может быть насажена на шишковидный конец 119 штока 103 или поршня 104. В этом случае для фиксации пластины 106 формуют шишковидный конец 119, поэтому пластина надежно удерживается на поршне 104.
На фиг.3 представлен сформованный конец 119', посредством которого пластина 106 фиксируется не на штоке 103, а на поршне 104, причем могут применить и другие механизмы крепления. В поршне 104 образован один или несколько проточных каналов 122, проходящих параллельно оси штока 103. Если шток 103 вдавливают в корпус 102 (верхняя половина фиг.3), то пластина 106 прилегает к поршню 104, а канавки 160 образуют наименьшее сечение потока проточного канала между полостью 108 и противоположной полостью 123. Поэтому вдавливание поршня 103 происходит с тяжелым ходом.
Если шток 103 выдвигают (нижняя половина фиг.3), то пластина 106 отгибается от поршня 104 до тех пор, пока, например, не будет достигнуто положение 106', а канавки 160 не будут расположены на некотором расстоянии от пластины 106, и текучая среда может по проточным каналам 122 течь от полости 108 к полости 123, не обязательно протекая по канавкам 160. Благодаря этому можно использовать существенно большее сечение потока, а выдвигание штока 103 происходит с весьма легким ходом. Для этого пластина выполнена гибкой, она состоит, например, из пластика, предпочтительно из полимерной пленки из полиэтилентерефталата ПЭТ (PET), так что при движении поршня 103 пластина 106 снова перемещается в положение рядом с поршнем 104 перпендикулярно оси штока 103. Конечно, вместо отгибания пластины 106 могут также приподнимать пластину 106 от поршня 104, как это имеет место в первых двух примерах реализации.
На фиг.4 (А и В) показан амортизатор 101, корпус 102 которого с одной стороны имеет открытую наружу проушину 118, причем на противоположной стороне можно видеть открытую наружу проушину 117 фиксатора 115 на штоке 103. Благодаря двум проушинам 117 и 118 возможен несложный и быстрый монтаж амортизатора 101.
На фиг.5 показан пример реализации изобретения в районе поршня 204, немного измененный по сравнению с примером фиг.1. Поршень 204 имеет возможность перемещения в цилиндрическом корпусе 202 амортизатора. При этом поршень 204 посредством байонетного соединения или соединения с защелкой зафиксирован на штоке 203 и имеет, по меньшей мере, один аксиальный проточный канал 222. На наружном периметре поршня 204 предусмотрена канавка, в которую вложено уплотнительное кольцо 205, выполненное в виде уплотнительного кольца круглого сечения, поэтому камеры 223 и 224, образованные на противоположных сторонах поршня 204, отделены друг от друга поршнем 204 и уплотнительным кольцом 205. Рядом с уплотнительным кольцом 205 в канавке имеется разрезное опорное кольцо 209 из жесткого материала, например пластика или металла, которое предотвращает сдвиг уплотнительного кольца 205 в канавке и, кроме того, может сжимать уплотнительное кольцо 205 в аксиальном направлении. В противном случае при высоких давлениях уплотнительное кольцо 205 может сдвинуться в канавке так, что достаточная герметизация обеспечиваться уже не будет и амортизатор будет неработоспособен.
Сбоку камеры 223 на поршне 204 предусмотрена пластина 206, посредством пружинного стопорного кольца 207 застопоренная на цилиндрическом продолжении 210 в аксиальном направлении. Пластина 206 удерживается с аксиальным зазором между пружинным стопорным кольцом 207 и боковой поверхностью 208 поршня 204 так, что при перемещении поршня 204 пластина 206 прилегает либо к боковой поверхности 208, либо к кольцу 207, благодаря чему, как и в предыдущих примерах реализации, увеличивается или уменьшается проточный канал в районе радиальных канавок в пластине 206 и/или на боковой поверхности 208.
В качестве текучей среды для показанных амортизаторов предпочтительно применяют масло, в частности силиконовое, но для демпфирования можно использовать и другие текучие среды.