ДВУСТОРОННЕЕ ДЕМПФИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
TWO-WAY DAMPER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к двустороннему демпферу, предназначенному для замедления или остановки движения посредством демпфирования, в любом направлении движения, одного движущегося элемента в возвратно-поступательном движении или пары относительно движущихся элементов, которые сталкиваются друг с другом, при движении по направлению друг к другу и друг от друга либо попеременно, либо случайно.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Гидравлический буфер, раскрытый в патентной литературе (ПЛ) 1, включает в себя цилиндр, заполненный сжатым гидравлическим маслом, и поршень, размещенный с возможностью скольжения внутри цилиндра, таким образом, чтобы разделять цилиндр на две масляные камеры. Поршневой шток, прикрепленный к поршню, выходит из цилиндра, и базовый участок цилиндра соединен со стороной основного корпуса посредством монтажного кронштейна, при этом поршневой шток, выступающий из концевого участка цилиндра, соединен со стороной колеблющегося тела через посредство другого монтажного кронштейна. Поршень включает в себя проход для сообщения между масляными камерами, и пара дросселей и пара разгрузочных клапанов обеспечены в проходе, таким образом, чтобы прикладывать усилие затухания к двунаправленному потоку гидравлического масла в проходе, обеспечивающем сообщение между масляными камерами с дросселями и клапанами в поршне, таким образом, чтобы обеспечить затухание колебаний колеблющегося тела.
Гидравлический буфер также включает в себя аккумулятор, обеспеченный в части пространства внутри поршневого штока, для смещения аккумуляторного поршня посредством пружины, чтобы тем самым сжимать гидравлическое масло, и сжатие гидравлического масла предназначено для увеличения модуля объемной упругости гидравлического масла. Более подробно, тогда как модуль объемной упругости гидравлического масла уменьшается, когда воздух проникает в гидравлическое масло, модуль объемной упругости увеличивается посредством увеличения давления, и, следовательно, предварительная нагрузка прикладывается к гидравлическому маслу в цилиндре, чтобы позволить гидравлическому буферу демонстрировать предварительно заданную характеристику затухания, несмотря на определенное количество воздуха, проникшего в цилиндр.
В гидравлическом буфере в соответствии с ПЛ 1, пара дросселей и пара разгрузочных клапанов обеспечены в поршне. Кроме того, необходимо образовать проход, сообщающийся с аккумулятором, для установки пары обратных клапанов, и дополнительно аккумулятор и нажимной шток должны вставляться в поршневой шток. Соответственно, поршень и поршневой шток должны иметь существенно большой диаметр и размер, и внутренняя конструкция становится очень сложной. Таким образом, хотя намеченная цель может осуществляться посредством принципиальной конфигурации, показанной на чертежах ПЛ 1, является крайне трудным достигнуть реальной конструкции и, следовательно, является трудным применять конфигурацию в соответствии с ПЛ 1 к широко применяющимся небольшим гидроцилиндрам.
Настоящий изобретатель предложил, как раскрыто в ПЛ 2, гидравлический демпфер, в котором поршневая камера заполняется заранее жидкостью в количестве, расходующемся камерой, для того, чтобы продлить срок службы демпфера. По существу, демпфер включает в себя поршень, обеспеченный в поршневой камере в трубе цилиндра таким образом, чтобы перемещаться в осевом направлении, с зазором, заданным между поршнем и внутренней окружной поверхностью трубы цилиндра, и движущийся объект побуждается сталкиваться с концевым участком штока, прикрепленного к поршню и выступающего из трубы цилиндра, чтобы, тем самым, останавливать посредством демпфирования движущийся объект. Труба цилиндра включает в себя емкостной бак, окружающий шток и в котором обеспечен упругий элемент, таким образом жидкость, подаваемая из питающего отверстия трубы цилиндра, может храниться в емкостном баке, по меньшей мере, с предварительной нагрузкой, прикладываемой к жидкости посредством сжатия упругого элемента.
Таким образом, в демпфере в соответствии с ПЛ 2, упругий элемент, обеспеченный в емкостном баке, сохраняет пространство, посредством сжатия упругого элемента, для размещения жидкости, вытекающей из поршневой камеры, когда движущийся объект сталкивается со штоком, и емкостной бак дополнительно служит в качестве камеры для дополнительного хранения заранее некоторого количества жидкости, соответствующего утечке жидкости при длительном использовании демпфера. Для такой цели, питающее отверстие для подачи жидкости под давлением в жидкостную камеру обеспечено таким образом, чтобы вводить жидкость, подвергнутую предварительной нагрузке, в емкостной бак из питающего отверстия, и таким образом, чтобы эффективно продлить срок службы демпфера.
Как указано выше, демпфер в соответствии с ПЛ 2, выполнен таким образом, чтобы останавливать посредством демпфирования движущийся объект, который столкнулся с концевым участком штока, соединенного с поршнем и выступающего из концевого участка трубы цилиндра. Однако, в общем, движущиеся объекты, подлежащие остановке посредством демпфирования с помощью демпфера, включают в себя один движущийся объект, который совершает возвратно-поступательное движение относительно неподвижного основного корпуса устройства, и пару относительно движущихся объектов, которые сталкиваются друг с другом при перемещении друг к другу и друг от друга, либо попеременно, либо случайно, и во многих случаях как возвратно-поступательное движение, так и относительное движение друг к другу и друг от друга необходимо останавливать посредством демпфирования. В таких случаях, так или иначе, необходимо обеспечить пару демпферов, способных останавливать посредством демпфирования движущийся объект против направления движения объекта. В случае, где получен двусторонний демпфер, имеющий такую функцию, ожидается, что двусторонний демпфер будет достаточно широко применимым, посредством расположения демпфера, непосредственно или через посредство кронштейна, если необходимо, между движущимся объектом и неподвижным основным корпусом устройства, поддерживающим движущийся объект, или между парой относительно движущихся объектов.
С двусторонним демпфером, выполненным, как также указано выше, что касается демпфера в соответствии с ПЛ 2, является предпочтительным обеспечивать емкостной бак, в котором может храниться жидкость, подвергнутая предварительной нагрузке, чтобы тем самым эффективно продлить срок службы двустороннего демпфера, однако, является крайне трудным обеспечить такой двусторонний демпфер с очень упрощенной конструкцией и с уменьшенным размером, вместо обеспечения только пары демпферов в противоположных направлениях.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
Патентная литература
ПЛ 1: публикация нерассмотренной заявки на патент Японии No. 2002-106626
ПЛ 2: международная публикация No. 2008/139780
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая задача
Техническая цель настоящего изобретения заключается в обеспечении работающего в двух направлениях демпфера, способного замедлять или останавливать движение посредством демпфирования, в любом направлении движения, одного движущегося элемента в возвратно-поступательном движении или пары относительно движущихся элементов, которые сталкиваются друг с другом, при движении по направлению друг к другу и друг от друга либо попеременно, либо случайно, при этом демпфер имеет уменьшенное количество частей и упрощенную конструкцию, по сравнению с существующими конструкциями, и выполнен с компактным размером.
Решение задачи
Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает двусторонний демпфер, включающий в себя корпус цилиндра, включающий в себя жидкостную камеру, заполненную жидкостью, шток, имеющий концевой участок, расположенный внутри жидкостной камеры, и другой концевой участок, герметично выступающий из жидкостной камеры наружу корпуса цилиндра, при этом шток размещен таким образом, чтобы совершать возвратно-поступательное движение в осевом направлении, и демпфирующий механизм, размещенный внутри жидкостной камеры и поддерживающийся штоком, при этом демпфирующий механизм выполнен с возможностью остановки посредством демпфирования относительного перемещения между корпусом цилиндра и штоком, возникающего от внешнего усилия, соответственно прикладываемого к корпусу цилиндра и штоку в направлении сжатия или направлении растяжения.
Демпфирующий механизм включает в себя первый и второй поршень, поддерживающиеся штоком в разных положениях в осевом направлении, первую и вторую поршневую камеру, соответственно, заданные первым и вторым поршнем, жидкостную накопительную камеру, образованную между первым поршнем и вторым поршнем, пути сопротивления, соответственно, образованные между внешней окружной поверхностью первого и второго поршня и внутренней окружной поверхностью жидкостной камеры, при этом пути сопротивления выполнены с возможностью прикладывания сопротивления протеканию к жидкости, и первый и второй путь однонаправленного потока, соответственно, соединяющие первую и вторую поршневую камеру и жидкостную накопительную камеру. Первый и второй путь однонаправленного потока являются открываемыми и закрываемыми таким образом, что, когда шток совершает возвратно-поступательное движение, один из путей однонаправленного потока, расположенный впереди штока в направлении движения, закрывается таким образом, чтобы блокировать поток жидкости, протекающей из поршневой камеры на передней стороне в направлении движения к жидкостной накопительной камере, и что другой путь однонаправленного потока, расположенный сзади штока в направлении движения, открывается таким образом, чтобы обеспечивать возможность протекания жидкости из жидкостной накопительной камеры в поршневую камеру на задней стороне в направлении движения.
В двустороннем демпфере, выполненным таким образом, шток включает в себя первую и вторую разделительную стенку фланцеобразной формы, образованные с предварительно заданным зазором между ними в осевом направлении, и первый и второй поршень расположены рядом с соответствующими разделительными стенками на внешней части зазора, таким образом, чтобы смещаться относительно штока в осевом направлении, и, чтобы поочередно упираться в и отделяться от первой и второй разделительной стенки посредством смещения вследствие возвратно-поступательного движения штока. Каждый из первого и второго пути однонаправленного потока включает в себя путь сообщения, образованный между внутренней окружной поверхностью соответствующего поршня и внешней окружной поверхностью штока таким образом, чтобы постоянно обеспечивать возможность сообщения с соответствующей поршневой камерой, и открытый/закрытый путь, образованный между соответствующей разделительной стенкой и соответствующим поршнем для обеспечения и ограничения сообщения между путем сообщения и жидкостной накопительной камерой, и открытый/закрытый путь открывается и закрывается, когда соответствующий поршень отделяется от и упирается в соответствующую разделительную стенку.
В настоящем изобретении, предпочтительно, каждый из первого и второго поршня может включать в себя углубленную канавку, образованную на поверхности, противоположной относительно соответствующей поршневой камеры в радиальном направлении, таким образом, чтобы постоянно обеспечивать возможность сообщения между путем сообщения и соответствующей поршневой камерой.
В настоящем изобретении, шток может включать в себя поддерживающий элемент демпфирующего механизма, который поддерживает демпфирующий механизм в жидкостной камере, и передающий внешнее усилие участок, соединенный с поддерживающим элементом демпфирующего механизма и выступающий из корпуса цилиндра, и первая и вторая разделительная стенка и второй поршень могут быть обеспечены на поддерживающем элементе демпфирующего механизма, и первый поршень может быть обеспечен на передающем внешнее усилие участке.
В настоящем изобретении, кроме того, является предпочтительным, что внутренний диаметр жидкостной камеры является наибольшим в месте между первой поршневой камерой и второй поршневой камерой и постепенно уменьшается по направлению к каждой из первой поршневой камеры и второй поршневой камеры.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, жидкостная накопительная камера включает в себя аккумулятор, образованный упругим элементом, выполненным из расширяемого и сжимаемого вспененного тела из синтетического полимера, содержащего независимые пустоты, и корпус цилиндра включает в себя питающее отверстие для подачи жидкости в жидкостную камеру, таким образом жидкостная камера заполняется жидкостью, подаваемой из питающего отверстия, при этом жидкость подвергается предварительной нагрузке, прикладываемой к ней, и упругий элемент сжимается посредством предварительной нагрузки.
Настоящее изобретение также обеспечивает привод, включающий в себя вышеприведенный двусторонний демпфер. Привод включает в себя приводной шток, приводящийся в движение посредством приводного механизма таким образом, чтобы линейно совершать возвратно-поступательное движение, и движущийся элемент, приводящийся в возвратно-поступательное движение посредством приводного штока. Двусторонний демпфер прикреплен к приводу таким образом, что шток двустороннего демпфера совершает возвратно-поступательное движение вдоль осевой линии, параллельно относительно приводного штока, и шток двустороннего демпфера соединен с движущимся элементом.
Таким образом, в двустороннем демпфере в соответствии с настоящим изобретением, демпфирующий механизм, обеспеченный в жидкостной камере в корпусе цилиндра, по существу, составлен парой демпфирующих поршней, прикрепленных к штоку на соответствующих сторонах жидкостной накопительной камеры. Кроме того, пути однонаправленного потока обеспечены между соответствующими поршнями и штоком или вдоль соответствующих поршней, при этом каждый из путей однонаправленного потока выполнен с возможностью ограничения протекания жидкости по направлению к жидкостной накопительной камере, когда поршень вдавливается по направлению к поршневой камере, и обеспечения протекания жидкости от стороны жидкостной накопительной камеры, когда поршень вдавливается в противоположном направлении, и демпфирующий механизм, выполненный таким образом, собирается между корпусом цилиндра и штоком. Следовательно, демпфирующий механизм, способный выполнять в двух направлениях операцию демпфирования, может быть получен с крайне простой конфигурацией.
ПОЛЕЗНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Двусторонний демпфер в соответствии с настоящим изобретением является способным замедлять или останавливать движение посредством демпфирования, в любом направлении движения, одного движущегося элемента в возвратно-поступательном движении или пары относительно движущихся элементов, которые сталкиваются друг с другом, при движении по направлению друг к другу и друг от друга либо попеременно, либо случайно. Кроме того, демпфер имеет упрощенную конструкцию с уменьшенным количеством частей, и может выполняться с компактным размером.
Более того, вышеприведенный двусторонний демпфер, имеющий упрощенную конструкцию и компактный размер, является также применимым в случае обеспечения аккумулятора в жидкостной камере, заполненной жидкостью, такой как минеральное масло, чтобы обеспечить расход жидкости с целью продления срока службы демпфера.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой вертикальный продольный разрез, показывающий конфигурацию двустороннего демпфера в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет собой увеличенный продольный разрез основной части фиг. 1.
Фиг. 3 представляет собой вертикальный продольный разрез, показывающий другое рабочее положение в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 4 представляет собой вертикальный продольный разрез, показывающий конфигурацию двустороннего демпфера в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 5 представляет собой продольный разрез, показывающий пример привода, включающего в себя двусторонний демпфер.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
На фиг. 1-3 показан двусторонний демпфер в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Двусторонний демпфер предназначен для замедления или остановки движения посредством демпфирования, в любом направлении движения, одного движущегося элемента в возвратно-поступательном движении или пары относительно движущихся элементов, которые сталкиваются друг с другом, при движении по направлению друг к другу и друг от друга либо попеременно, либо случайно, и обычно соединен с или включен в привод, который побуждает движущийся элемент совершать возвратно-поступательное движение с помощью давления текучей среды или других типов энергии или устройства, приводящегося приводом в возвратно-поступательное движение. Однако, цель применения двустороннего демпфера не ограничивается упомянутым примером.
Двусторонний демпфер в соответствии с первым вариантом осуществления будет подробно описан. Демпфер включает в себя первый элемент 1, образованный корпусом 10 цилиндра, включающим в себя жидкостную камеру 11 с круглой цилиндрической формой, заполненную жидкостью, такой как минеральное масло, и второй элемент 2, образованный круглым стержнеобразным штоком 20, размещенным внутри жидкостной камеры 11 первого элемента 1 и поддерживающим демпфирующий механизм 30, и концевой участок второго элемента 2 герметично выступает из концевого участка жидкостной камеры 11 вдоль осевой линии L, к внешней области корпуса 10 цилиндра. Демпфирующий механизм 30 предназначен, как будет в дальнейшем подробно описано, для остановки посредством демпфирования относительного движения между первым элементом 1 и вторым элементом 2, вызванного внешним усилием, относительно прикладываемым к этим элементам в направлении сжатия и направлении растяжения.
Концевой участок цилиндрической жидкостной камеры 11 в корпусе 10 цилиндра первого элемента 1 в направлении вдоль осевой линии L, вдоль которой выступает шток 20, закрыт держателем 12, который служит в качестве основания для уплотнительных элементов 14, 15, а также подшипника, при этом держатель 12 зафиксирован закрывающим элементом 13. Более подробно, уплотнительный элемент 14, который представляет собой уплотнительное кольцо, посажен в кольцевую канавку, образованную на внешней окружной поверхности держателя 12 на стороне жидкостной камеры 11, таким образом, чтобы обеспечивать уплотнение между внешней окружной поверхностью держателя 12 и внутренней окружной поверхностью корпуса 10 цилиндра. Кроме того, уплотнительный элемент 15 размещен в пространстве между внутренней окружной поверхностью держателя 12 на стороне закрывающего элемента 13 и внешней окружной поверхностью штока 20, в контакте с внутренней окружной поверхностью закрывающего элемента 13 и внешней окружной поверхностью штока 20, и, таким образом, концевой участок корпуса 10 цилиндра, из которого выступает шток, герметично закрыт уплотнительными элементами 14, 15. Концевой участок корпуса 10 цилиндра обжат так, чтобы размещаться в углублении, образованном на внешней периферии закрывающего элемента 13, вставленного в концевой участок корпуса 10 цилиндра, таким образом держатель 12 удерживается и фиксируется между закрывающим элементом 13 и ступенчатым участком 10a в корпусе 10 цилиндра.
С другой стороны, корпус 10 цилиндра включает в себя питающее отверстие 16 для ввода жидкости, такой как минеральное масло, в жидкостную камеру 11, образованное в другом концевом участке с помощью проема на внешней поверхности жидкостной камеры 11, и питающее отверстие 16 закрыто пробкой 17 регулирования давления. Хотя питающее отверстие 16 предусмотрено для заполнения жидкостной камеры 11 жидкостью, такой как минеральное масло, предпочтительным является использование питающего отверстия 16 для прикладывания предварительной нагрузки к жидкости в жидкостной камере 11, как будет описано в дальнейшем. Соответственно, цилиндрический участок 16a образован на внутренней области питающего отверстия 16, и уплотнительное кольцо 17a предусмотрено вокруг пробки 17 регулирования давления таким образом, чтобы уплотнять цилиндрический участок 16a. Затем, при вставке пробки 17 регулирования давления в питающее отверстие 16 таким образом, чтобы выдавливать жидкость в цилиндрическом участке 16a питающего отверстия 16 глубже в жидкостную камеру 11 с помощью уплотнительного кольца 17a, предварительная нагрузка может прикладываться к жидкости в жидкостной камере 11.
Более того, корпус 10 цилиндра, составляющий первый элемент 1, включает в себя, подобно существующим демпферам, винтовую канавку 10b, образованную вокруг корпуса 10 цилиндра, которая служит в качестве фиксирующего устройства для прикрепления демпфера к заданному месту привода или тому подобного, который побуждает движущийся элемент, объект, подлежащий остановке посредством демпфирования, совершать возвратно-поступательное движение. Однако, корпус 10 цилиндра может фиксироваться с помощью правильно выбранного устройства к основному корпусу устройства, которое включает в себя движущийся элемент, подлежащий остановке посредством демпфирования, как будет описано в дальнейшем.
Шток 20, составляющий второй элемент 2, поддерживающий демпфирующий механизм 30 в жидкостной камере 11 в корпусе 10 цилиндра, составляющем первый элемент 1, включает в себя передающий внешнее усилие участок 20а, герметично выступающий из жидкостной камеры 11 вдоль осевой линии L корпуса 10 цилиндра в область снаружи корпуса 10 цилиндра, и поддерживающий элемент 20b демпфирующего механизма, поддерживающий демпфирующий механизм 30 в жидкостной камере 11, как указано выше. В показанном примере, передающий внешнее усилие участок 20а и поддерживающий элемент 20b демпфирующего механизма выполнены независимо друг от друга и объединены друг с другом посредством вкручивания охватываемого резьбового участка 20d, образованного на концевом участке передающего внешнее усилие участка 20а, в резьбовое отверстие 20с, образованное в поддерживающем элементе 20b демпфирующего механизма. Однако, передающий внешнее усилие участок 20а и поддерживающий элемент 20b демпфирующего механизма могут быть выполнены за одно целое из одного элемента для образования штока 20, и три или более составных элемента могут объединяться для образования штока 20.
Здесь, крепежное устройство 25, обеспеченное на концевом участке штока 20, выступающем из корпуса 10 цилиндра, предназначено для прикрепления фиксирующего элемента таким образом, чтобы фиксироваться на движущемся элементе на месте для остановки движущегося элемента, когда корпус 10 цилиндра двустороннего демпфера прикреплен к приводу или тому подобному, который приводит в движение движущийся элемент, подлежащий остановке посредством демпфирования, и, следовательно, соответствующая форма может быть применена в соответствии с типом движущегося элемента, подлежащего остановке посредством демпфирования.
Демпфирующий механизм 30, поддерживающийся на внутреннем концевой участке штока 20 в жидкостной камере 11, служит, как указано выше, для остановки посредством демпфирования относительного перемещения между первым элементом 1 и вторым элементом 2, возникающего от внешнего усилия, прикладывающегося к ним в направлении сжатия и направлении растяжения, и включает в себя первый и второй поршень 31а, 31b для демпфирования, каждый из которых имеет кольцевую форму и прикреплен вокруг участка штока 20, расположенного внутри жидкостной камеры 11 таким образом, чтобы быть противоположными относительно друг друга вдоль осевой линии L штока 20 поперек жидкостной накопительной камеры 18, и аккумулятор 32, составленный расширяемым и сжимаемым упругим элементом, расположенным в жидкостной накопительной камере 18, образованной между парой поршней 31а, 31b. Жидкостная накопительная камера 18 образована между первой и второй разделительной стенкой 21а, 21b фланцеобразной формы, прикрепленными к штоку 20 с промежутком между ними вдоль осевой линии L, и поршни 31а, 31b расположены на внешней стороне жидкостной накопительной камеры 18, таким образом, чтобы соответственно располагаться напротив упорных поверхностей 22а, 22b разделительных стенок 21а, 21b, ориентированных к внешней стороне жидкостной накопительной камеры 18. Поршни 31а, 31b имеют больший диаметр, чем разделительные стенки 21а, 21b. Упорные поверхности 22а, 22b являются плоскими, и внутренние поверхности поршней 31а, 31b, соответственно противоположные упорным поверхностям 22а, 22b, также являются плоскими.
В случае, где шток 20 образован передающим внешнее усилие участком 20а и поддерживающим элементом 20b демпфирующего механизма, независимо выполненными, как в показанном варианте осуществления, жидкостная накопительная камера 18 образована между парой разделительных стенок 21а, 21b, обеспеченных на концевых участках поддерживающего элемента 20b демпфирующего механизма, однако, в случае, где шток 20 образован из одного элемента или соответствующего количества объединенных частей, конструкция, соответствующая разделительным стенкам 21а, 21b, обеспечивается на штоке 20.
В жидкостной камере 11 область, заданная первым поршнем 31а, в которой первый поршень 31а совершает возвратно-поступательное движение вместе со штоком 20, будет называться первой поршневой камерой 11а, а область, заданная вторым поршнем 31b, в которой второй поршень 31b совершает возвратно-поступательное движение вместе со штоком 20, будет называться второй поршневой камерой 11b. Между внешней окружной поверхностью поршней 31а, 31b и внутренней окружной поверхностью 23 жидкостной камеры 11, более конкретно поршневых камер 11а, 11b, заданы пути 33а, 33b сопротивления. Пути 33а, 33b сопротивления служат для прикладывания сопротивления протеканию к жидкости, когда жидкость в поршневых камерах 11а, 11b сжимается поршнями 31а, 31b для протекания по направлению к жидкостной накопительной камере 18 на задней части поршней 31а, 31b.
Пути 33а, 33b сопротивления задаются посредством регулирования формы внутренней окружной поверхности 23 поршневых камер 11а, 11b. Пути 33а, 33b сопротивления могут быть образованы таким образом, чтобы прикладывать одинаковое сопротивление протеканию к жидкости, протекающей вокруг поршней 31а, 31b, однако, в случае, где, в частности, кинетическая энергия движущегося элемента, движущегося двунаправленно, значительно отличается, форма внутренней окружной поверхности 23 поршневых камер 11а, 11b может быть предусмотрена таким образом, чтобы прикладывать разные сопротивления протеканию к жидкости, протекающей по направлению к жидкостной накопительной камере 18, чтобы тем самым прикладывать разные демпфирующие воздействия к поршням 31а, 31b, в соответствии с кинетической энергией движущегося элемента.
В показанном примере конструкции формы внутренней окружной поверхности 23 поршневых камер 11а, 11b, внутренний диаметр жидкостной камеры 11 цилиндрической формы выполнен наибольшим в участке между первой поршневой камерой 11а и второй поршневой камерой 11b, и постепенно уменьшается по направлению к первой поршневой камере 11а и второй поршневой камере 11b, соответственно. Хотя внутренний диаметр жидкостной камеры 11 предусмотрен таким образом, чтобы варьироваться в криволинейной форме в показанном примере, внутренний диаметр может быть предусмотрен так, чтобы варьироваться линейно. Кроме того, выполнение внутреннего диаметра жидкостной камеры 11 таким образом, чтобы варьировался в разных формах между поршневыми камерами 11а, 11b, обеспечивает возможность прикладывания разных тормозящих усилий к соответствующим поршням 31а, 31b в их возвратно-поступательном движении. В качестве альтернативы, внутренний диаметр жидкостной камеры 11 может быть постоянным по всей длине.
Из пары поршней 31а, 31b, первый поршень 31а располагается на поршневом крепежном участке 20е, соединенном с поддерживающим элементом 20b демпфирующего механизма на внутреннем концевом участке передающего внешнее усилие участка 20а штока 20, и второй поршень 31b располагается на поршневом крепежном участке 20f, образованном на концевом участке поддерживающего элемента 20b демпфирующего механизма штока 20. Кроме того, пути 34а, 34b сообщения, каждый образованный в форме микроканавки, обеспечены между внутренней окружной поверхностью поршня 31а, 31b и внешней окружной поверхностью поршневого крепежного участка 20е передающего внешнее усилие участка 20а и поршневого крепежного участка 20f поддерживающего элемента 20b демпфирующего механизма, для постоянного сообщения между передней стороной и задней стороной поршня 31а, 31b. Таким образом, первый поршень 31а посажен через путь 34а сообщения на поршневой крепежный участок 20е, образованный с уменьшенным диаметром на передающем внешнее усилие участке 20а, и второй поршень 31b посажен через путь 34b сообщения на поршневой крепежный участок 20f, образованный с уменьшенным диаметром на поддерживающем элементе 20b демпфирующего механизма, и предохранен от выпадания с поршневого крепежного участка 20f посредством стопорного кольца 35.
Пути 34а, 34b сообщения составляют первый и второй путь 37а, 37b однонаправленного потока для обеспечения возможности и ограничения сообщения между поршневыми камерами 11а, 11b и жидкостной накопительной камерой 18 в соответствии с перемещением поршней 31а, 31b, совместно с открытыми/закрытыми путями 36а, 36b, подлежащими описанию в дальнейшем. Соответственно, поршни 31а, 31b не прикреплены ни к одному из передающего внешнее усилие участка 20а и поддерживающего элемента 20b демпфирующего механизма, и являются незначительно подвижными вдоль осевой линии L вдоль поршневых крепежных участков 20е, 20f, и пути 34а, 34b сообщения соответствующих поршней 31а, 31b обеспечивают возможность сообщения между передней стороной и задней стороной поршней 31а, 31b.
Кроме того, открытые/закрытые пути 36а, 36b, подлежащие соответственно открыванию и закрыванию посредством перемещения поршней 31а, 31b к и от упорных поверхностей 22а, 22b, образованы между упорными поверхностями 22а, 22b разделительных стенок 21а, 21b и внутренними поверхностями поршней 31а, 31b. Открытые/закрытые пути 36а, 36b, соответственно, сообщаются с концевым участком путей 34а, 34b сообщения, таким образом, что открытые/закрытые пути 36а, 36b и пути 34а, 34b сообщения, соответственно, составляют пути 37а, 37b однонаправленного потока, образованные параллельно относительно путей 33а, 33b сопротивления.
Когда поршень 31а или 31b упирается в упорную поверхность 22а или 22b, открытый/закрытый путь 36а или 36b закрывается и, следовательно, закрывается путь 37а или 37b однонаправленного потока, и, следовательно, сообщение между поршневой камерой 11а или 11b и жидкостной накопительной камерой 18 через путь 37а или 37b однонаправленного потока прекращается. Наоборот, когда поршень 31а или 31b отделяется от упорной поверхности 22а или 22b, открытый/закрытый путь 36а или 36b открывается и, следовательно, открывается путь 37а или 37b однонаправленного потока, и, следовательно, сообщение между поршневой камерой 11а или 11b и жидкостной накопительной камерой 18 обеспечивается через путь 37а или 37b однонаправленного потока. Соответственно, поршни 31а, 31b поддерживаются штоком 20 таким образом, чтобы перемещаться в осевом направлении, в пределах диапазона, необходимого для контактирования и отделения от упорных поверхностей 22а, 22b, таким образом, чтобы открывать и закрывать пути 34а, 34b сообщения, соответственно.
Каждый из поршней 31а, 31b включает в себя углубленную канавку 38а, 38b, образованную на поверхности, противоположной относительно разделительной стенки 21а, 21b, таким образом, чтобы радиально проходить от пути 34а, 34b сообщения, для постоянного обеспечения возможности сообщения между путями 34а, 34b сообщения и поршневой камерой 11а, 11b через углубленные канавки 38а, 38b, соответственно, даже когда поршень 31а или 31b упирается в ступенчатый участок 20g, образованный на базовом участке поршневого крепежного участка 20е штока 20, или стопорное кольцо 35.
В этом варианте осуществления, как указано выше, шток 20 образован из передающего внешнее усилие участка 20а и поддерживающего элемента 20b демпфирующего механизма, которые являются отдельными составными элементами, таким образом поршни 31а, 31b могут поддерживаться штоком 20 так, чтобы перемещаться вдоль осевой линии L с упрощенной конструкцией. Однако, в случае, где шток 20 образован из одного элемента или соответствующего количества объединенных частей, не только конструкция, соответствующая разделительным стенкам 21а, 21b, должна обеспечиваться на штоке 20, но также конструкция, соответствующая пути однонаправленного потока, должна обеспечиваться между каждым из поршней 31а, 31b и штоком 20, или на поршнях 31а, 31b.
В качестве альтернативы, пути 37а, 37b однонаправленного потока, соответственно связанные с поршнями 31а, 31b, могут достигаться, например, посредством обеспечения на каждом из поршней 31а, 31b обратного клапана, который обеспечивает возможность только однонаправленного протекания жидкости, в случае чего, в частности, не является необходимым перемещать поршни 31а, 31b к и от упорных поверхностей 22а, 22b для того, чтобы открывать и закрывать путь сообщения, и, следовательно, поршни 31а, 31b могут просто прикрепляться к штоку 20.
Двусторонний демпфер в соответствии со вторым вариантом осуществления, показанным на фиг. 3, выполнен аналогично первому варианту осуществления за исключением аспектов, описанных здесь ниже. Во втором варианте осуществления, конструкция, соответствующая винтовой канавке 10b в соответствии с первым вариантом осуществления, не обеспечена вокруг корпуса 10 цилиндра, составляющего первый элемент 1. Взамен пробка 17 регулирования давления, расположенная на концевом участке корпуса 10 цилиндра, противоположном относительно выступающего штока 20, и закрывающая питающее отверстие 16 для подачи жидкости, такой как минеральное масло, в жидкостную камеру 11, выполнена так, чтобы удлиняться к внешней области таким образом, что удлиненный участок может использоваться для вращения пробки 17 регулирования давления, и чтобы включать в себя фиксирующий элемент 19 для прикрепления корпуса 10 цилиндра, составляющего первый элемент 1, к заданному месту привода или тому подобного, который приводит в движение движущийся элемент, подлежащий остановке посредством демпфирования.
Здесь, второй вариант осуществления является, по существу, таким же, как первый вариант осуществления за исключением упомянутой конфигурации и работы, описанных здесь ниже. Соответственно, главные составные элементы, показанные на фиг. 3, даны с такими же позициями, как у составных элементов первого варианта осуществления, и их описание не будет повторяться.
Здесь ниже, будет описываться работа двустороннего демпфера, выполненного, как приведено выше. В состоянии, показанном на фиг. 1 и фиг. 2, когда усилие, возникающее от столкновения движущегося элемента с крепежным устройством 25, прикрепленным к внешнему концевому участку штока 20, прикладывается в таком направлении, чтобы вдавить шток 20 в корпус 10 цилиндра (вправо на фиг. 1 и 2), жидкость во второй поршневой камере 11b сжимается вторым поршнем 31b на передней стороне в направлении движения штока 20, и, следовательно, второй поршень 31b прижимается ко второй разделительной стенке 21b таким образом, что открытый/закрытый путь 36b между вторым поршнем 31b и второй разделительной стенкой 21b закрывается, и второй путь 37b однонаправленного потока на стороне второго поршня 31b закрывается. Соответственно, жидкость во второй поршневой камере 11b вытекает в жидкостную накопительную камеру 18 через путь 33b сопротивления вокруг второго поршня 31b, и, как показано на фиг. 3, хотя часть жидкости, которая протекла в жидкостную накопительную камеру 18, остается в жидкостной накопительной камере 18, бόльшая часть этой жидкости вытекает из жидкостной накопительной камеры 18 в первую поршневую камеру 11а на противоположной стороне через первый путь 37а однонаправленного потока, включающий открытый/закрытый путь 36а и путь 34а сообщения, так как первый поршень 31а на задней стороне в направлении движения штока 20 перемещается таким образом, чтобы открывать открытый/закрытый путь 36а между первым поршнем 31а и первой разделительной стенкой 21а. Во время такого процесса, шток 20 замедляется посредством сопротивления протеканию, прикладывающегося к жидкости в пути 33b сопротивления вокруг второго поршня 31b, а затем останавливается посредством демпфирования.
Само собой разумеется, что, когда движущийся элемент прикладывает усилие столкновения к штоку 20 в противоположном направлении, шток 20 и поршни 31а, 31b работают в направлении, противоположном относительно описания, данного выше.
Здесь аккумулятор 32 образован расширяемым и сжимаемым упругим элементом, подлежащим расширению и сжатию в соответствии с флуктуацией объема внутри жидкостной камеры 11, возникающей от перемещения штока 20 в и из жидкостной камеры 11, обеспеченным в жидкостной накопительной камере 18 и вокруг штока 20, таким образом, что упругий элемент гасит флуктуацию объема и количества жидкости в жидкостной камере 11. Дополнительно к упомянутой конфигурации, корпус 10 цилиндра включает в себя питающее отверстие 16, через которое жидкость может подаваться в жидкостную камеру 11 с таким давлением, что жидкость может вводиться с предварительной нагрузкой, прикладываемой к ней, из питающего отверстия 16 в жидкостную камеру 11. Соответственно, жидкость, подвергающаяся предварительной нагрузке, может храниться в жидкостной камере 11 с упругим элементом, обеспеченным в жидкостной накопительной камере 18 в сжатом состоянии, и, следовательно, срок службы двустороннего демпфера может быть увеличен с жидкостью, вводимой с предварительной нагрузкой, даже если количество жидкости в жидкостной камере 11 уменьшается, вследствие длительного использования.
Двусторонний демпфер, выполненный как описано выше, служит, как уже описано, для замедления или остановки движения посредством демпфирования, в любом направлении движения, одного движущегося элемента в возвратно-поступательном движении или пары относительно движущихся элементов, которые сталкиваются друг с другом, при движении по направлению друг к другу и друг от друга либо попеременно, либо случайно. В практическом использовании, например, двусторонний демпфер может применяться к приводу, такому как гидроцилиндр, и в случае остановки посредством демпфирования возвратно-поступательного движения движущегося элемента, соединенного с приводным штоком привода, корпус 10 цилиндра, составляющий первый элемент 1, может прикрепляться к кожуху привода, или часть кожуха привода может использоваться в качестве корпуса 10 цилиндра, в случае чего первый элемент 1 двустороннего демпфера монтируется внутри привода.
Движущийся элемент соединен через крепежное устройство 25 или другое крепежное устройство, образованное в соответствии с типом привода, с концевым участком штока 20 второго элемента 2, выступающего из корпуса 10 цилиндра, прикрепленного к или смонтированного в кожухе привода, как описано выше.
На фиг. 5 показан гидроцилиндр 40, служащий примером привода, в который включен двусторонний демпфер. В дальнейшем описании, двусторонний демпфер будет обозначаться ссылочной позицией А.
Гидроцилиндр 40 включает в себя приводной механизм 42 и двусторонний демпфер А, размещенные параллельно относительно друг друга внутри кожуха 41, и внешний концевой участок штока 20 двустороннего демпфера А соединен с движущимся элементом 44, прикрепленным к внешнему концевому участку приводного штока 43 приводного механизма 42.
Приводной механизм 42 включает в себя полость 45 цилиндра, проходящую внутри кожуха 41 вдоль осевой линии L1, первый блокирующий элемент 46, герметично уплотняющий концевой участок полости 45 цилиндра, второй блокирующий элемент 47, герметично уплотняющий другой концевой участок полости 45 цилиндра, промежуточный разделительный элемент 48, обеспеченный между первым блокирующим элементом 46 и вторым блокирующим элементом 47, приводную поршневую камеру 49, заданную между промежуточным разделительным элементом 48 и вторым блокирующим элементом 47, приводной поршень 50, размещенный внутри приводной поршневой камеры 49 таким образом, чтобы скользить вдоль осевой линии L1, и приводной шток 43, имеющий внутренний концевой участок, соединенный с приводным поршнем 50. Приводной шток 43 размещен таким образом, чтобы проникать через промежуточный разделительный элемент 48 и герметично проникать через первый блокирующий элемент 46, и концевой участок приводного штока 43 выступает из полости 45 цилиндра и соединен с движущимся элементом 44.
Приводной поршень 50 включает в себя уплотнительный элемент 51, который обеспечивает уплотнение между внешней окружной поверхностью приводного поршня 50 и внутренней окружной поверхностью приводной поршневой камеры 49, и направляющее кольцо 52, которое направляет скользящее движение приводного поршня 50, и фиксирующий элемент 53, который фиксирует направляющее кольцо 52. Первая камера 54а давления задана между приводным поршнем 50 и промежуточным разделительным элементом 48, и вторая камера 54b давления задана между приводным поршнем 50 и вторым блокирующим элементом 47. Первая и вторая камера 54а, 54b давления, соответственно, соединены с первым и вторым портом 55а, 55b.
Когда рабочая текучая среда, такая как сжатый воздух, подается в первую камеру 54а давления через первый порт 55а, и рабочая текучая среда во второй камере 54b давления выпускается через второй порт 55b в состоянии, показанном на фиг. 5, приводной поршень 50 и приводной шток 43 смещаются вправо на фиг. 5, и движущийся элемент 44 побуждается перемещаться вправо, и когда рабочая текучая среда подается и выпускается в противоположном направлении, приводной поршень 50 и приводной шток 43 смещаются влево на фиг. 5, и движущийся элемент 44 побуждается перемещаться влево.
На фиг. 5, ссылочная позиция 56 обозначает уплотнительный элемент, прикрепленный к внутренней окружной поверхности первого блокирующего элемента 46 таким образом, чтобы обеспечивать уплотнение между внутренней окружной поверхностью первого блокирующего элемента 46 и внешней окружной поверхностью приводного штока 43, позиция 57 обозначает уплотнительный элемент, прикрепленный к внешней окружной поверхности первого блокирующего элемента 46 таким образом, чтобы обеспечивать уплотнение между внешней окружной поверхностью первого блокирующего элемента 46 и внутренней окружной поверхностью полости 45 цилиндра, и позиция 58 обозначает уплотнительный элемент, прикрепленный к внешней окружной поверхности промежуточного разделительного элемента 48 таким образом, чтобы обеспечивать уплотнение между внешней окружной поверхностью промежуточного разделительного элемента 48 и внутренней окружной поверхностью полости 45 цилиндра.
Двусторонний демпфер размещен в монтажной полости 60, образованной в кожухе 41, таким образом, чтобы проходить параллельно относительно полости 45 цилиндра, в такой ориентации, что участок корпуса 10 цилиндра упирается в торцевую стенку 60а, образованную на концевом участке монтажной полости 60, и зафиксирован внутри монтажной полости 60 посредством фиксирующей пробки 61, вкрученной в другой концевой участок монтажной полости 60 таким образом, чтобы прижиматься к другому концевому участку корпуса 10 цилиндра. Шток 20 двустороннего демпфера выступает из кожуха 41 параллельно относительно приводного штока 43, и внешний концевой участок штока 20 соединен с движущимся элементом 44 посредством крепежного устройства 25.
Крепежное устройство 25 выполнено по-другому относительно показанного на фиг. 1 и включает в себя первую и вторую гайку 62, 63, сцепленные с резьбовым участком 20g, образованным на внешнем концевом участке штока 20, и стопорное кольцо 64, расположенное между гайками 62, 63. Шток 20 соединен с движущимся элементом 44 посредством вставки внешнего концевого участка штока 20, к которому прикреплены первая гайка 62 и стопорное кольцо 64, в соединительное отверстие 65 для штока, образованное в движущемся элементе 44, и закручивания второй гайки 63 на внешнем концевом участке штока 20 таким образом, чтобы удерживать кольцеобразную фиксирующую стенку 65а соединительного отверстия 65 для штока между второй гайкой 63 и стопорным кольцом 64.
С вышеупомянутой конфигурацией, двусторонний демпфер может останавливать посредством демпфирования, в любом направлении, возвратно-поступательное движение движущегося элемента 44, приводящегося в движение посредством приводного механизма 42 гидроцилиндра 40.
В случае, где двусторонний демпфер используется для пары движущихся элементов 44, которые сталкиваются друг с другом, при случайном движении, является предпочтительным прикладывать смещающее усилие возвратной пружины к штоку 20, если необходимо, таким образом демпфирующий механизм 30 может постоянно возвращаться в центральный участок жидкостной камеры 11.
Перечень ссылочных позиций
10 Корпус цилиндра
11 Жидкостная камера
11a, 11b Поршневая камера
16 Питающее отверстие
18 Жидкостная накопительная камера
20 Шток
20a Передающий внешнее усилие участок
20b Поддерживающий элемент демпфирующего механизма
21а, 21b Разделительная стенка
30 Демпфирующий механизм
31a, 31b Поршень
32 Аккумулятор
33а, 33b Путь сопротивления
34а, 34b Путь сообщения
36а, 36b Открытый/закрытый путь
37а, 37b Путь однонаправленного потока
38а, 38b Углубленная канавка
42 Приводной механизм
43 Приводной шток
44 Движущийся элемент
L, L1 Осевая линия