CS212746B2 - Apparatus for producing motions by hydraulic forces in hydraulic servomotors or hydraulic rotary motors - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro· vyvozování pohybů hydraulickými silami v hydraulickém servomotoru typu hydraulické jednotky píst-válec nebo v hydraulickém rotačním motoru, napojeném na ovládací šoupátko· opatřené rotujícím a kmitajícím ovládacím pístem uspořádaným ve skříni, přičemž ve skříni jsou provedeny výstupní otvory tlakového potrubí a zpětného· potrubí v řadě podél pohybové dráhy otvoru potrubí vedoucího k hydraulickému servomotoru nebo k hydraulickému rotačnímu motoru.

Servomotory jsou hydraulické pracovní válce, opatřené jednostranným přítokem tlakové kapaliny, jejichž druhá strana je vystavena působení síly pružiny, hydraulické válce s dvoustranným přítokem tlakové kapaliny a rotační komory, poháněné hydraulickým motorem, opatřené například ozubenými koly, lopatkovými koly, koly nesoucími šoupátka a podobně. Účelem vynálezu je vyvozávání vibrace hydraulickými pracovními prostředky.

U známých mechanických vibračních zařízení jsou vyvozovány kmity nevyváženými rotačními hmotami, přičemž k vyvození kmitů slouží výstředníky, vačky a podobně. Tyto výstředníky, vačky a podobné prostředky podléhají silnému opotřebení. Vynález · umožňuje, aby byl pomocí zvláštního ovlá dacího šoupátka posunován výhradně hydraulickými· silami samotný pracovní píst, takže není nutno· používat uvedených prostředků, podléhajících opotřebení a sloužících k vyvození vibrací. Je použito· pouze · zvláštního ovládacího· šoupátka, které samo· podléhá pouze nepatrnému opotřebení.

V současné době se výstředníků, vaček a podobných pracovních prostředků používá nejen k vyvozování vibrací, nýbrž slouží jako ovládací prvky ve strojírenství k rozličným účelům. Také zde podléhají výstředníky, vačky a podobné prostředky opotřebení, které je značné. Cím vyšší jsou požadavky na nutnou přesnost ovládání, tím vyšší jsou síly, odvozené od těchto· pracovních prostředků, a tím spíše musí být tyto pracovní prostředky vyměňovány.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro vyvozování pohybů hydraulickými silami v hydraulickém servomotoru nebo v hydraulickém rotačním motoru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi výstupním otvorem tlakového potrubí a výstupním otvorem· zpětného· potrubí je proveden nejméně jeden výstupní otvor mezitlakového potrubí, v němž je tlak nižší než v tlakovém potrubí. S podstatou vynálezu souvisí řada dalších význaků. Mezitlakoyé potrubí je napojeno přes tlakový redukční ven til na tlakový zdroj. Mezitlakové potrubí je napojeno na zpětné potrubí přes ventil otevíratelný při určitém nastavitelném tlaku.

V řadě po sobě následujících výstupních . otvorů jsou nejméně dva výstupní otvory napojeny na tlakové potrubí, jeden další otvor je napojen na mezitlakové potrubí a druhý další otvor je napojen na zpětné potrubí. Výstupní otvory jsou uspořádány na pohybové dráze v několika po sobě následujících řadách. Na mezitlakové potrubí je napojen akumulátor. Zařízení podle vynálezu je v jiném provedení opatřeno nejméně dvěma rotačními ovládacími šoupátky, přičemž potrubí, která k nim vedou, jsou vzájemně spojena, jedno ovládací šoupátko je zapojeno· mezi pracovní válce a druhé ovládací šoupátko, a výstup druhého ovládacího šoupátka je spojen potrubím se vstupem prvního ovládacího šoupátka a přes čerpadlo s nádrží hydraulické kapaliny. V jiném provedení je zařízení podle vynálezu opatřeno nejméně dvěma paralelně zapojenými ovládacími šoupátky, jejichž potrubí, vedoucí k pracovnímu válci, jsou spojena a v jejichž tlakovém potrubí a mezitlakovém potrubí jsou rozdílné tlaky. Ovládací píst a písty ovládacích šoupátek jsou otočné a současně posuvné. Hřídele ovládacích pístů a ovládací šoupátek jsou vzájemně spřaženy. Na tomtéž hřídeli je uspořádáno několik ovládacích pístů a několik ovládacích pístů je umístěno ve stejné skříni.

V potrubí druhého ovládacího šoupátka spojeného se · zpětným potrubím je uspořádán při určitém tlaku samootevíratelný a při učitém tlaku •samouzavíratelný ventil. Výstupní otvory jsou svým geometrickým průřezem přizpůsobeny žádanému tlakovému průběhu. Zařízení podle · vynálezu je opatřeno· pro napájení tlakovými akumulátory tlakového potrubí, přičemž akumulátory jsou spojeny rozváděcím šoupátkem s tlakovým zdrojem. Hřídel rozváděcího šoupátka je v tomto· provedení spřažen · s hřídelem jednoho ovládacího šoupátka.

Zařízení podle vynálezu umožňuje dělení tlakových impulsů v · jejich průběhu změnami tlaku. Tlakový impuls může vykazovat vzestupy a poklesy, může být rozdělen vysokými špičkami nebo tlakovými spády a může mít tvar pilových zubů. Je proto možno řídit stroje místo vačkami hydraulickými · tlakovými impulsy, pomocí nichž je možno řídit stroje jemněji, než je tomu u mechanických pracovních prostředků, jakými jsou vačky nebo výstředníky. Další výhoda zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že obrus částí zařízení je mimořádně malý. Jestliže sled impulsů, který se má vyrobit, se vyvozuje tak, že se řídicí píst vytrvale otáčí a současně se posouvá, je možno dosáhnout axiálním , posunutím řídicího· pístu mimo jemného nastavení a změny amplitudy, i strmosti boků. Uspořádání podle vynálezu poskytuje řadu možností pro vyvození mezitlaku v mezitlakovém potrubí a lze ho použít i tam, kde jsou k dispozici jen známá ovládací zařízení obsahující pouze tlakové potrubí, zpětné potrubí a potrubí vedoucí k hydraulické jednotce obsahující píst a válec. Přizpůsobením průřezu výstupních otvorů žádanému tlaku lze zvlášť jednoduše a spolehlivě měnit amplitudu a tvar impulsu. Uspořádání podle vynálezu lze použít v důsledku stability vyvozených impulsů i při malých čerpacích výkonech. Zařízení podle, vynálezu je možno napájet z tlakových akumulátorů.

Zařízení podle vynálezu js blíže objasněno na příkladu provedení znázorněném na výkresu, kde značí obr. 1 zařízení podle vynálezu, na které lze připojit servomotor s jednočinným hydraulickým válcem nebo· rotační hydraulický motor, obr. 2 pohled na rotační ovládací píst z obr. 1, obr. 3 zařízení pro dvojčinný hydraulický válec, obr. 4 zařízení s jediným rotačním ovládacím šoupátkem, obr. 5 sled tlakových impulsů vyvozených zařízením podle obr. 4, obr. 6 provedení spřaženými rotačními ovládacími šoupátky, zapojenými v radě, obr. 7 sled tlakových impulsů vyvozených zařízením podle obr. 6, obr. 8 další provedení se dvěma spřaženými rotačními ovládacími šoupátky, zapojenými paralelně, obr. 9 sled tlakových impulsů vyvozených zařízením podle obr. 8.

Ve skříni 1 zařízení (obr. 1) je otáčivě uložep ovládací píst 2, který je na svém povrchu opatřen dvěma vybráními 6A, pro spojení potrubí 4 s jednočinným hydraulickým válcem 5. K tomuto ovládacímu pístu 2 se přivádí z nádrže tlakovým potrubím 12 a čerpadlem 11 hydraulická kapalina.

Zpětné potrubí 13 ústí do nádrže s hydraulickou kapalinou, je-li potrubí 4 spojeno se zpětným potrubím 13 vybráním 6A. Při otáčení ovládacího pístu 2 je hydraulický válec 5 střídavě spojován potrubím 4 s tlakovým potrubím · 12 a se zpětným potrubím 13.

Vybrání 6A (obr. 2) je vytvořeno přibližně ve formě lichoběžníku s jednou hranou ve tvaru křivky. Je-li ovládací píst 2 posunut axiálně ve směru šipky S, posune se· před otvor potrubí 4 a před otvor tlakového potrubí 12 zpětného potrubí 13, úsek vybrání 6A, o sice rozdílné, ale nepatrné šířce.

Šířka úseku vybírání 6A na obr. 1 je velká, posune-li se ovládací píst 2 axiálně proti směru šipky S, čímž se dostane do· úseků, které jsou užší.

Je-li otvor před širším úsekem, může při · stejné otáčecí rychlosti ovládacího pístu 2 vstupovat více tlakové kapaliny do potrubí 4, než v případě, nachází-li se před tímto otvorem užší úsek. Je · tedy možné různým tvarováním vybrání 6A vpouštět při každé otáčce ovládacího pístu 2 do potrubí 4 rozdílné množství tlakové kapaliny a právě tak vyvpouštět rozdílná množství tlakové kapaliny z potrubí 4 do zpětného potrubí 13. Tímto způsobem· lze nastavit tvar křivek vibračních kmitů, a · tím . také . míru vibračního dopředného posunu.

Ovládací písty 2 (obr. 3J jsou navzájem spřaženy hřídelem 2A. Rotují tedy stejnými otáčkami a ve stejném smyslu a mají společný pohon. Potrubími 4A a 4B je zde z obou ovládacích pístů 2 přiváděna tlaková kapalina k oběma stranám pracovního válce · · 5A.

Pro dosažení komplikovanějších tvarů . křivek jsou zařízení, znázorněná na obr. 1 · a obr.. 3, dále zdokonalena. . :

Ve skříni 1 ovládacího šoupátka (obr. 4..) je umístěn ' otáčivý píst . 2 · ovládacího . šoupátka, opatřený axiálním . vrtáním 3, které ' je spojeno · potrubím 4 . s pracovním válcem 5. Z obvodu otáčivého pístu 2 ovládacího¹ šoupátka vede k axiálnímu vrtání 3 radiální kanál 6. Ve skříni 1 jsou provedeny různé výstupní otvory, spojené s různými kanály. Výstupní otvor 7 a výstupní otvor 9 jsou spojeny s tlakovým potrubím 12, vystupujícím z tlakového¹ čerpadla 11. Mezi výstupním otvorem 7 tlakového potrubí 12 a výstupním otvorem 10 zpětného potrubí 13 je proveden ' nejméně jeden výstupní otvor 8 mezitlakového potrubí 14, v němž je tlak nižší než v tlakovém potrubí 12. Mezitlakové potrubí 14 je napojeno na tlakový · zdroj 11 přes redukční tlakový . ventil a na zpětné potrubí ' 13 přes ventil 15 otevíratelný při určitém nastaveném tlaku. Výstupní otvory 7, 8, 9, 10 mohou být uspořádány v několika po sobě následujících řadách na pohybové dráze.

V tomto zařízení je možno vyvozovat různé sledy tlakových impulsů, přičemž tvar impulsů je závislý jednak na tvaru otvoru který může být kruhový, oválný, trojúhelníkový, lichoběžníkový nebo rozmanitě zakřivený, jednak na přídavných pracovních prostředcích jako jsou charakteristika ventilu 15 nebo použitý akumulátor tlaku nebo použité škrcení. Sled impulsů, znázorněný na obr. ' 5, obsahuje impulsy 16, mezi nimiž je mezera 17 bez tlaku. Na obr. · 5 je znázorněn pouze jeden možný příklad. Každý impuls 16 · má strmý bok 18, po určitém čase klesá tlak podél boku 19 pomalu na mezihodnotu 20, aby pak ještě jednou strmě vystoupil bokem 21 a pak setrval určitý čas na nejvyšším tlaku a potom podél boku 22 strmě poklesl.

V provedení podle obr. 6 je zařízení podle vynálezu opatřeno nejméně dvěma rotačními ovládacími šoupátky, pravým rotačním ovládacím šoupátkem 23A a levým rotačním ovládacím šoupátkem 23B, přičemž potrubí 24, 27 a 30, která k nim vedou, jsou vzájemně spojena tak, že levé rotační ovládací šoupátko 23B je zapojeno mezi pracovní válec 5 a pravé rotační ovládací šoupátko 23A a výstup pravého ovládacího šoupátka 23A je spojen potrubím 27 se vstupem levého ovládacího šoupátka 23B. Pravé rotační ovládací šoupátko 23A je spojeno přes čerpadlo· 11 s nádrží hydraulické kapaliny. Hřídele obou šoupátek 23A, 23B jsou spřaženy. Tlaková kapalina vedená potrubím 24 k pravému rotačnímu ovládacímu šoupátku 23A je zavedena do· prstencové drážky 25 pístu pravého ovládacího· šoupátka 23A a může . proniknout do různých odboček kanálu 26, které při rotoci pístu pravého rotačního· ovláda cího- šoupátka 23A procházejí jedna za druhou kolem otvoru meziprotrubí 27. Nachází-li se jedna odbočka kanálu 26 před otvorem mezipotrubí 27, dojde ke spojení mezi tlakovým potrubím 24 a mezipotrubím 27, Mezipotrubí 27 vede nyní ke vstupu tlaku levého rotačního ovládacího šoupátka 23B. Šoupátko 23B je konstruováno obdobně jako pravé rotační ovládací šoupátko 23A a je opatřeno· . kruhovou drážkou a . · kanálovými odbočkami, pomocí nichž· lze . spojit mezipotrubí 27 · s potrubím 4, vedoucím k pracovnímu · válci 5. Vedle · prstencové drážky 25 jsou obě rotační ovládací šoupátka, levé 23A a pravé 23B opatřena ještě další prstencovou drážkou 28, z níž vystupují odbočky kanálu 29. Tato prstencová drážka 28 je spojena se zpětným potrubím 30, a sice přes ventil 31, který při nastaveném tlaku otevírá nebo· zavírá. Hydraulická kapalina proudící zpět z pracovního válce 5 potrubím 4, mezipotrubím 27, prstencovou drážkou 28, odbočkami kanálu · 29 a ventilem 31 může tak při určitém úhlovém nastavení pístu pravého- rotačního ovládacího šoupátka 23A proudit · zpět do zpětného potrubí 30. Toto zpětné · proudění prochází ventilem 31, takže tlak v · pracovním válci 5 sice klesá, nikoli však až na nulovou hodnotu, nýbrž pouze na mezihodnotu, nastavenou na ventilu 31.

Další možnost · zpětného · toku hydraulické kapaliny v pracovním válci 5 spočívá v tom, že přes prstencovou · drážku 28B může dojít k přímému spojení se zpětným potrubím 30, když se kanálové odbočky, vystupující z prstencové drážky 28B, · nacházejí v místě, ve kterém může hydraulická kapalina z potrubí 4 protékat přímo do těchto kanálových odboček.

Impulsy 32 · (obr. 7] obsahují strmý bok 33 mezihodnotu 34, další strmý bok 35 a tlakový pokles přes mezihodnotu 36.

Na obr. 6 jsou obě rotační ovládací · šoupátka pravé 28A a levé 28B zapojena v řadě, jsou obě rotační šoupátka 23 na obr. 8 pravé 23C a levé 23D zapojena paralelně. Vývody obou uvedených šoupátek 23C a 23D jsou navzájem spojeny v bodu 37 a vedou do pracovního válce 5. V jejich tlakovém potrubí 38 a mezitlakovém potrubí 39 jsou různé tlaky. Tlakové · vstupy jsou napojeny tlakovým potrubím 38 a mezitlakovým potrubím 39 na akumulátory 40, 41. Akumulátory 40, 41 jsou napájeny přes rozváděči šoupátko· 42 z tlakového čerpadla 11, přičemž na přiváděči potrubí je připojen ještě další akumulátor 43. Z tlakového potrubí 38, a z mezitlakového potrubí 39 odbočují ke zpětnému potrubí 45 další potrubí, uzavřená ventily 44. Pomocí ventilů 44 lze nastavit tlak v akumulátorech 40, 41 na předem dané hodnoty. Nadbytečné tlakové médium, dopravené do akumulátoru, odtéká pak přes ventily 44 a zpětné potrubí 45 do· nádržky hydraulické kapaliny. Zpětný tok z pravého rotačního ovládacího šoupátka 23C je spojen přes ventil 46 se zpětným potrubím 45, kdežto zpětný tok z levého rotačního· ovládacího šoupátka 23D se zpětným potrubím 45 spojen přímo. Ventil 46 je nastavitelný na různé tlakové hodnoty. Při překročení nastavené hodnoty otevírá a při poklesu tlaku pod nastavenou hodnotu tlaku uzavírá.

Uvnitř všech ovládacích šoupátek ·23A, 23B, 23C, 23D je uložen otočný a. současně posuvný píst.

Na obr. 9 je znázorněn sled tlakových impulsů, který vykazuje další odstupnění tlakových hodnot, čehož lze u tohoto alternativního provedení lehce dosáhnout.

U všech rotačních ovládacích šoupátek je možné uzpůsobit vzdálenost otvorů tlakového potrubí a také zpětného potrubí tak, aby byl píst v pracovním válci vysunován a zasouván zpět. Počet otvorů určuje počet posuvných pohybů. ' Vzdálenost otvorů určuje dráhu posuvu.

Místo znázorněných rotačních ovládacích šoupátek je možno použít kmitavých ovládacích šoupátek. Místo pracovního válce 5, ' pomocí něhož je vyvozován lineární pohyb, mohou vykonávat pohyb známé jednotky s válcem a pístem vyvozující rotační pohyb nebo rotory.

Claims (16)

1. Zařízení pro· vyvozování pohybů hydraulickými silami v hydraulickém servomotoru typu hydraulické jednotky píst-válec nebo v hydraulickém rotačním motoru napojeném na ovládací šoupátko, · přičemž ve skříni jsou provedeny výstupní otvory tlakového potrubí a zpětného potrubí v řadě podél pohybové dráhy otvoru potrubí vedoucího k hydraulickému servomotoru, vyznačujícího se tím, že mezi výstupním otvorem (7) tlakového potrubí (12) a výstupním otvorem (10) zpětného potrubí (13) je proveden nejméně jeden výstupní · otvor (8) mezitlakového potrubí (14), v němž je tlak nižší než v tlakovém potrubí (12).

2. Zařízení podle. bodu 1, vyznačující se tím, že mezitlakové potrubí (14) je napojeno přes tlakový redukční ventil na tlakový zdroj (11).

3. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že mezitlakové potrubí (14) je napojeno na zpětné potrubí (13) přes ventil (15) otevíratelný při ·určitém nastavitelném tlaku.

4. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že v řadě po sobě následujících výstupních otvorů (7, 8, 9, 10) jsou nejméně dva výstupní otvory (7, 9). napojeny na tlakové potrubí (12), jeden další otvor (8) je napojen na mezitlakové potrubí (14) a druhý další otvor (10') je napojen na zpětné potrubí (13).

5. Zařízení podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že výstupní otvory (7, 8, 9, 10) jsou uspořádány na pohybové dráze v několika po sobě následujících řadách.

6. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že na mezitlakové potrubí (39) je napojen tlakový akumulátor (41).

7. Zařízení podle· bodu 1, vyznačující se tím, že je opatřeno nejméně dvěma rotačními ovládacími šoupátky (23A, 23B), přičemž potrubí (24, 27, 30), která k nim vedou, jsou vzájemně spojena, přičemž jedno· ovládací šoupátko (23B) je zapojeno mezi pracovní válec (5) a druhé ovládací šoupátko (23A), a výstup druhého ovládacího šoupátka (23A) je spojen potrubím (27) se vstupem prvního ovládacího šoupátka (23B) a druhé ovládací šoupátko (23A) je spojeno přes čerpadlo (11) s nádrží hydraulické kapaliny.

8. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že je opatřeno nejméně dvěma paralelně zapojenými rotačními ovládacími šoupátky (23C, 23D), jejichž potrubí, vedoucí k pracovnímu válci (5), jsou spojena a v jejichž tlakovém potrubí (38) a mezitlakovém potrubí (39) jsou rozdílné tlaky.

9. Zařízení podle bodu 1, 7, · 8, vyznačující se tím, že ovládací píst . (2) a písty ovládacích šoupátek (23A, 23B, 23C, 23D) jsou otočné a současně posuvné.

10. Zařízení podle bodu 7, vyznačující se tím, že hřídele (2A) ovládacích pístů (2) a ovládacích šoupátek (23A, 23B, 23C, 23D) jsou vzájemně spřaženy.

11. Zařízení podle bodu 10, vyznačující se tím, že na tomtéž hřídeli · (2A) je uspořádáno několik ovládacích pístů (2).

12. Zařízení podle bodů 10, 11, vyznačující se tím, že · několik ovládacích pístů je umístěno ve stejné skříni (1).

13. Zařízení podle bodu 9, vyznačující se tím, že v potrubí druhého ovládacího šoupátka (23A) spojeného se zpětným potrubím (30) je uspořádán při určitém tlaku samouzavíratelný a při určitém tlaku samouzavíratelný ventil (31).

14. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že výstupní otvory (7, 8, 9, 10) jsou svým geometrickým průřezem přizpůsobeny žádanému tlakovému průběhu.

15. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že je opatřeno pro napájení tlakovými akumulátory (43, 41) tlakového potrubí (38) a mezitlakového potrubí (39), přičemž akumulátory (43,. 41) jsou spojeny rozváděcím šoupátkem (42) ' s tlakovým zdrojem (11).

16. Zařízení podle bodu 15, vyznačující se tím, že hřídel rozváděcího· šoupátka (42) je spřažen s hřídelem jednoho ovládacího· šoupátka (23C, 23D).