Устройство амортизации ударных и вибрационных воздействий

 

Изобретение относится к вибро- и ударозащитной технике, в частности к средствам защиты человека, работающего или перемещающегося в транспортном средстве в положении сидя или лежа, и может применяться для устройств сидений в автомобильном и железнодорожном транспорте, в вертолетах, самолетах, катапультах. Устройство состоит из основания и упругого элемента, представляющего собой несколько эластичных камер, расположенных между основанием и вибрирующей поверхностью. Устройство содержит дополнительные эластичные камеры, расположенные внутри дополнительного упругого элемента, который располагается вне объема передачи ударного и вибрационного воздействия на основание. Внутренние полости основных и дополнительных камер соединены между собой через систему дросселей, образуя герметичную систему, заполненную газом или жидкостью под давлением. Технический результат - повышение эффективности виброзащиты и от ударов любого направления на организм человека во время движения транспортного средства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к вибро- и ударозащитной технике, в частности к средствам защиты человека, работающего или перемещающегося в транспортном средстве в положении сидя или лежа, и может применяться для устройств сидений в автомобильном и железнодорожном транспорте, в вертолетах, самолетах, катапультах.

Известно амортизирующее устройство для сиденья транспортного средства, включающее в себя основной упругий элемент в виде двух параллельных друг другу пар упругих штанг, набранных из стальных прутьев и дополнительного упругого элемента (корректора жесткости) в виде отрезка троса, имеющего стальной сердечник [1]. Недостатком данного амортизирующего устройства является неэффективность к продольным горизонтальным воздействиям. Кроме того, при движении транспортного средства по пересеченной местности с сильно изрезанным рельефом, данное устройство имеет тенденцию к раскачиванию вокруг продольной оси, что может вызвать укачивание человека.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является амортизирующее устройство сиденья транспортного средства, смонтированное между каркасом сиденья и его основанием и включающее в себя основной упругий элемент и дополнительный упругий элемент (корректор жесткости). Основной упругий элемент выполнен из двух параллельных друг другу модулей, которые установлены между подвесной опорой, смонтированной на каркасе сиденья и несущей опорой, установленной на вибрирующем основании. Каждый модуль образован двумя отрезками стального троса, которые крепятся к подвесной опоре под углом друг к другу, а к несущей - параллельно [2].

Недостатками устройства являются высокая сложность и недостаточное демпфирование автоколебаний.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание простого устройства, не имеющего автоколебаний, которое может устанавливаться как с внутренней, так и с внешней стороны на основание сиденья, то есть, может быть выполнено в стационарном варианте и быть съемным, обеспечивая защиту от действия непериодической вибрации и ударов на организм человека во время движения транспортного средства.

Данная задача решается выполнением устройства из основания и упругого элемента, расположенного между основанием и вибрирующей поверхностью, отличающееся тем, что упругий элемент состоит как минимум из двух основных эластичных камер, и устройство содержит минимум две дополнительные эластичные камеры, расположенные внутри дополнительного упругого элемента и вне объема передачи ударного и вибрационного воздействия на основание, причем внутренние полости дополнительных камер соединены с внутренними полостями основных камер через дроссели, имеющие разные дросселирующие свойства в противоположных направлениях потока, а внутренние полости основных эластичных камер соединены между собой через линейный дроссель, образуя герметичную систему, заполненную газом или жидкостью под давлением, обеспечивающем растяжение дополнительного упругого элемента в рабочем состоянии на наиболее линейном участке его характеристики упругости.

Дополнительный упругий элемент может быть выполнен в виде оплетки из упругих нитей или иным способом.

Эластичные камеры соединены между собой посредством гибких шлангов, что обеспечивает удобство компоновки.

Выполненное таким образом устройство амортизации ударных и вибрационных воздействий позволяет повысить эффективность от виброзащиты и ударов любого направления за счет перераспределения газа или жидкости между камерами и растяжения или сжатия дополнительного упругого элемента. Рассеивание энергии воздействия осуществляется с помощью дросселей и растянуто во времени, что уменьшает ускорение и соответственно компрессионное воздействие на позвоночник при вибрациях и ударах. Наличие дроссельного соединения между полостями основных камер позволяет дополнительно повысить эффективность виброгашения при несимметричном относительно левой и правой половины тела ударном воздействии благодаря перераспределению газа или жидкости между основными камерами. В направлении потока газа или жидкости, возникающего при компрессионном воздействии на позвоночник, при котором давление в камерах повышается, дроссели имеют большее сопротивление, чем в направлении потока, вызванного декомпрессионным воздействием на позвоночник, при котором давление в камерах понижается. Это обеспечивает лучшее использование упругих свойств дополнительного упругого элемента и гасит автоколебания.

Таким образом, отличительными существенными признаками предлагаемого изобретения являются:

1. Упругий элемент устанавливается между основанием и вибрирующей поверхностью и выполнен как минимум из двух основных эластичных камер, соединенных между собой через линейный дроссель.

2. Дополнительные эластичные камеры расположены внутри дополнительного упругого элемента и вне объема передачи ударного воздействия на основание.

3. Внутренние объемы основных и дополнительных эластичных камер соединены между собой попарно через дроссели, имеющие разные дросселирующие свойства в противоположных направлениях потока, заполняющих их газа или жидкости.

4. Эластичные камеры заполнены жидкостью или газом под давлением, обеспечивающем в рабочем состоянии растяжение дополнительного упругого элемента на наиболее линейном участке характеристики упругости.

Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества: пневматическая или гидравлическая система работает бесшумно, проще механической системы, лучше подавляет автоколебания. Степень подавления ударных воздействий обеспечивается характеристикой вынесенного за пределы сидения дополнительного упругого элемента, что снимает ограничения по его размерам и соответственно позволяет повысить эффективность виброгашения.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".

Реализация отличительных признаков заявленного устройства позволяет эффективнее, чем устройство-прототип защищать тело человека от ударных и вибрационных нагрузок, обеспечивает упрощение конструкции и мобильность устройства.

Указанные обстоятельства обусловливают, по мнению заявителя, соответствие данного технического решения критерию "изобретательский уровень".

Конструктивная реализация амортизационного устройства с указанной совокупностью существенных признаков не представляет никаких конструктивно-технических, технологических и реализационных сложностей, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "промышленная применимость".

Проверка изобретательского уровня показала, что предложенная совокупность отличительных признаков представляет новое решение поставленной задачи и не подпадает под преобразования, которые не соответствуют изобретательскому уровню.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана схема устройства. Устройство состоит: 1 - основание, 2 - основные эластичные камеры, 3 - вибрирующая поверхность, 4 - дополнительные эластичные камеры, 5 - дополнительные упругие элементы, 6 - нелинейные дроссели, 7 - линейный дроссель, 8 - соединительные шланги.

Устройство работает следующим образом.

В состоянии покоя давление во всех камерах - одинаковое. Ударное или вибрационное воздействие приводит к изменению давления в основных камерах, что приводит к перераспределению жидкости или газа между основными и дополнительными камерами и изменению растяжения упругого элемента. При перетекании среды через дроссели совершается работа и происходит гашение энергии удара или вибрации. При несимметричном ударном воздействии давления среда перераспределяется между основными камерами через линейный дроссель, это позволяет дополнительно повысить эффективность виброгашения.

По сравнению с известными амортизирующими устройствами простая, надежная и универсальная (может быть съемная и стационарная) конструкция предложенного устройства обеспечивает эффективное гашение ударов и вибрации. Изготовлены и испытаны опытные образцы. Готовится техническая документация на устройство амортизации ударных и вибрационных воздействий.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР № 1035910, кл. В 60 S 1/02, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР № 1261209, кл. В 60 N 1/02, 1985.

Формула изобретения

1. Устройство амортизации ударных и вибрационных воздействий, состоящее из основания и упругого элемента, расположенного между основанием и вибрирующей поверхностью, отличающееся тем, что упругий элемент состоит как минимум из двух основных эластичных камер, и устройство содержит минимум две дополнительные эластичные камеры, расположенные внутри дополнительного упругого элемента и вне объема передачи ударного и вибрационного воздействия на основание, причем внутренние полости дополнительных камер соединены с внутренними полостями основных камер через дроссели, имеющие разные дросселирующие свойства в противоположных направлениях потока, а внутренние полости основных эластичных камер соединены между собой через линейный дроссель, образуя герметичную систему, заполненную газом или жидкостью под давлением, обеспечивающим растяжение дополнительного упругого элемента в рабочем состоянии на наиболее линейном участке его характеристики упругости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительный упругий элемент выполнен в виде оплетки из упругих нитей.

РИСУНКИ

Рисунок 1