CZ286551B6

CZ286551B6 - Systém hydraulického pohonu

Info

Publication number: CZ286551B6
Application number: CZ19952536A
Authority: CZ
Inventors: Ulf Henricson
Original assignee: Ulf Henricson
Priority date: 1993-03-30
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 2000-05-17
Also published as: FI954608A0; AU6440194A; PL173548B1; DK0692071T3; ES2123778T3; CA2158277C; AU685445B2; DE69413526T2; FI105055B; DE69413526D1; CN1036218C; JPH08508557A; CZ253695A3; ATE171514T1; SE9301050L; NO953788L; EP0692071A1; US5657681A; EP0692071B1; FI954608A

Abstract

Profil (38) vačky (40) systému je vytvořen z jednotlivých za sebou uspořádaných a spojených modulů (41). Každý z pístů (20) systému je součástí jednotlivého a samostatného přímočarého hydromotoru (14). Moduly (41) jsou upraveny na poháněné části zařízení a přímočaré hydromotory (14) jsou upraveny na pevném rámu (12) zařízení nebo naopak. Moduly (41) profilu (38) vačky (40) mají tvar zakřivených segmentů uspořádaných alespoň okolo části obvodu rotační pracovní jednotky (10), přičemž profil (38) vačky (40) je upraven na segmentech buď radiálně vnějším směrem, nebo radiálně vnitřním směrem.ŕ

Description

Systém hydraulického pohonu

Oblast techniky

Vynález se týká systému hydraulického pohonu určeného především pro pohon těžkých průmyslových jednotek velkých rozměrů, jako například rotačních mlýnů, pecí, bubnů, navijáků apod., nebo lineárně se pohybujících dopravníků, jeřábů a zdviží, který obsahuje množství hydraulicky poháněných pístů s kladičkami, které jsou uspořádány proti zvlněnému profilu vačky tak, aby přímočarý pohyb kladiček proti zvlněnému profilu vačky vyvolal vzájemný pohyb mezi nimi a vačkou.

Dosavadní stav techniky

Již dříve byly známy hydraulické rotační motory typu vačkového kroužku, které zahrnovaly válcovité pouzdro podobné talířové trubce s množstvím radiálně orientovaných válců umístěných po obvodu, ve kterých se nacházely podpěrné kladičkové písty, které obvykle pracovaly v páru v protilehlém směru, a to se svými radiálně vedenými kladičkami proti dovnitř směrovaným vlnitým křivkám prstencového prvku, obklopujícího kuželové pouzdro. Jestliže se písty pohybovaly směrem ven, byly kladičky tlačeny proti křivce vačky a nutily ji otáčet se pomocí vytvořené tangenciální síly. Vlastností takových hydraulických motorů je schopnost generovat velký a stálý kroutící moment v celém rozsahu otáček, od klidové polohy až po maximální otáčky. Tento typ hydraulického motoru má velmi dobrý startovací výkon při malých otáčkách, aniž by vyžadoval jakékoliv převody a přitom jeho konstrukce je poměrně kompaktní, jednoduchá, se snadnou obsluhou a s možností plynulé regulace lychlosti otáčení.

Na základě těchto výhodných znaků mají hydraulické motory typu vačkového prstence široké uplatnění u poměrně těžkých průmyslových jednotek, například u motorových navijáků, článkových dopravníků, mlýnů, sušicích bubnů apod.

U provozních jednotek o velkých rozměrech, například u mlýnů na rudu, sušicích pecí, bubnů na odstranění kůry apod., existují u dnešních hydraulických motorů typu vačkového prstence jistá omezení.

Podstata vynálezu

Omezení stávajících hydraulických motorů typu vačkového prstence nevykazuje systém hydraulického pohonu, určený zejména pro těžké průmyslové jednotky velkých rozměrů, jako např. rotační mlýny, pece, bubny, navijáky a podobná zařízení, nebo lineárně se pohybující dopravníky, jeřáby, zdviže a podobná zařízení, jehož podstata spočívá v tom, že profil vačky je vytvořen z jednotlivých za sebou uspořádaných a spojených modulů a každý z pístů je součástí jednotlivého a samostatného přímočarého hydromotoru, přičemž moduly jsou upraveny na poháněné části zařízení a přímočaré hydromotory jsou upraveny na pevném rámu zařízení nebo naopak.

Podstatou systému je dále to, že moduly profilu vačky mají pro rotační pohon pracovní jednotky tvar zakřivených segmentů uspořádaných nejméně okolo části obvodu rotační pracovní jednotky, přičemž profil vačky je upraven na segmentech radiálně vnějším směrem nebo je upraven na segmentech radiálně vnitřním směrem.

Za podstatné je nutno považovat též to, že moduly profilu vačky mají pro lineární pohon pracovní jednotky přímý tvar.

-1 CZ 286551 B6

Každý přímočarý hydromotor je přitom tvořen tělesem s válcovitým otvorem, ve kterém je suvně uspořádán hydraulicky poháněný píst, opatřený na vnějším konci kladičkou, přičemž těleso je vybaveno ve směru své podélné osy drážkami pro vedení kladičky ve směru kolmém k podélné ose symetrie profilu vačky v době, kdy píst koná vratný pohyb.

Podstatou systému je i to, že přímočaré hydromotory jsou na pevném rámu uspořádány v jednotlivých skupinách s určitým počtem přímočarých hydromotorů, přičemž z každé skupiny přímočarých hydromotorů jsou ty přímočaré hydromotory, jejichž kladičky jsou v daném okamžiku opřeny o tvarově a směrově shodná pracovní místa na profilu vačky, spolu vzájemně hydraulicky propojeny pro synchronizované generování konstantního kroutícího momentu.

Podstatné je pak i to, že moduly profilu vačky jsou uspořádány po celém obvodu rotační pracovní jednotky, přičemž pevný rám je upraven alespoň kolem části obvodu prstence profilu vačky a že přímočarý hydromotor je na přívod hydraulického média připojen přes ventil ovládaný ovládací kladičkou, která je v kontaktu s profilem vačky.

Navržený systém hydraulického pohonu umožňuje sestavit komponenty dodávané jako stavebnicové moduly pro provozní jednotky o velkých vnějších rozměrech, přičemž může být použit jak pro rotační, tak i pro lineární pohon velkých provozních jednotek. V principu tím přestává existovat horní limit velikosti pro vytvoření systému hydraulického pohonu.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady provedení systému hydraulického pohonu podle tohoto vynálezu jsou znázorněny na přiložených výkresech, na kterých znázorňuje obr. 1 buben otáčející se kolem vodorovné osy a poháněný hydraulickým pohonem podle tohoto vynálezu, přičemž na obrázku je znázorněna pouze část bubnu a systému pohonu, obr. 2 ve větším měřítku skupinu čtyř samostatných pístních jednotek, obr. 3 příčný řez jednou pístní jednotkou a připojenou vačkou a obr. 4 řez spoje mezi dvěma segmenty vačky.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněna jedna z možných aplikací systému hydraulického pohonu podle tohoto vynálezu, se systémem pro pohon rotační pracovní jednotky 10 o velkém rozměru a s vodorovnou podélnou osou, která je uložena rotačně na ložiskách (není znázorněno), umístěných na podélně rozmístěných místech podél rotační pracovní jednotky 10.

U znázorněného provedení zahrnuje systém hydraulického pohonu pevný rám 12 tvaru U, který obklopuje část obvodu jednotky 10, přesněji spodní polovinu obvodu. Je nutné poukázat na to, že levá část rotační pracovní jednotky 10 (znázorněná pouze částečně na obr. 1) s pohonným systémem je identická s pravou polovinou. Tím rám 12 s přímočarými hydromotory 14 tak, jak je dále popsán, může zahrnovat celý obvod rotační pracovní jednotky 10.

Rám 12 podpírá čtyři skupiny, každá z nich má čtyři radiálně orientované přímočaré hydromotory 14. Jak je znázorněno mnohem podrobněji na obr. 3, zahrnuje každý přímočarý hydromotor 14 těleso 16, ve kterém je válcovitý otvor 18 pro hydraulicky aktivovaný píst 20. Píst 20 je spojen pomocí čepu 22 s ojnicí 24, jejíž vzdálenější konec od pístu 20 obklopuje a drží střední část 26 příčného opěrného hřídele 28. Na druhé straně střední části 26 podpírá opěrný hřídel 28 dvojici kladiček 30 na ložiskách 34 a dvojici vodicích válečků 32 na ložiskách 36. Kladičky 30

-2CZ 286551 B6 jsou umístěny tak, aby se vysouvaly proti vlnovitému profilu 38 vačky 40 ve tvaru prstencového prvku, montovaného kolem vnějšího obvodu rotační pracovní jednotky 10, zatímco vodicí válečky 32 běhají v radiálně orientovaných drážkách 42 ve dvojici rovnoběžně umístěných příčných přírub 44 tělesa 16. Každý přímočarý hydromotor 14 je bezpečně namontován v rámu 12 pomocí svorníků 46 a šroubů 48, a to na rameno 50, absorbující kroutící moment. Jak je znázorněno na obr. 2, jsou ramena 50, absorbující kroutící moment, střídavě upevněna svými konci 51 k rámu 12 pomocí svorníků 52.

Podle obr. 1 je prstencový prvek vačky 40, se kterým jsou kladičky 30 v průběhu pohonu rotační pracovní jednotky 10 v součinnosti, vytvořen z množství zakřivených modulů 41, které jsou k rotační pracovní jednotce 10 připevněny pomocí šroubů 54. Spojení mezi moduly 41 může být např. vytvořeno tak, jak je to znázorněno na obr. 4, kde koncový klín 56 zapadá do odpovídající koncové dutiny 58 ve tvaru klínu, upravené na opačném konci nejbližšího modulu 41 vačky 40, což poskytuje hladký přechod, pokud jde o tlak na povrch kladiček 30, když tyto míjí spoj mezi dvěma sousedními moduly 41 vačky 40. Vlnovitý profil 38 vačky 40 každého modulu 41 má u znázorněného provedení tři výstupky, přičemž spoj mezi moduly 41 je umístěn v prohlubni profilu 38 vačky 40. Každý modul 41 vačky 40 může přitom sestávat z jednotlivých jednotek výstupků, které jsou svařeny do prstence.

Princip činnosti systému hydraulického pohonu podle tohoto vynálezu odpovídá principu známému pod názvem „stroj se čtyřmi písty“, což znamená, že počet pístů 20 je dělitelný čtyřmi, zatímco počet vrcholů profilu 38 vačky 40 je dělitelný třemi. U provedení na obr. 1 je prstenec vačky 40 složen z devíti modulů 41, z nichž každý má tři vrcholy, tedy celkem dvacet sedm, zatímco počet přímočarých hydromotorů 14 je 4 x 4, tedy celkem šestnáct. Přímočaré hydromotory 14 jsou uspořádány takovým způsobem, aby mohly spolupracovat s povrchem profilu 38 vačky 40 tak, že při synchronizovaném zdvihu pístů 20 a připojených kladiček 30 v různých skupinách přímočarých hydromotorů 14, se dosahuje lineárního vztahu mezi tlakem kapaliny v přímočarých hydromotorech 14 a sdíleným kroutícím momentem na prstenci vačky 40, nebo mezi tokem kapaliny do přímočarého hydromotorů 14 a otáčkami rotační pracovní jednotky 10.

Aby se dosáhlo správného vedení toku hydraulické kapaliny do odpovídajícího přímočarého hydromotorů 14, může být ventil 60 spojen např. s dvojicí na tvarově shodné místo profilu 38 vačky 40 právě působících přímočarých hydromotorů 14, přičemž zmíněný ventil 60, podle příkladu znázorněném na obrázku 1, je ovládán ovládací kladičkou 62, která je v kontaktu se zakřiveným profilem 38 vačky 40. Na obr. 1 je znázorněn vždy jeden ventil 60 a ovládací kladička 62 pro každou skupinu čtyř přímočarých hydromotorů 14. Odpovídající ventil (není znázorněn) může být umístěn na každé straně rámu 12, přičemž jeho funkce může být rovněž zabudována do odpovídajících přímočarých hydromotorů 14, nebo se může realizovat elektricky ovládanými ventily.

Na obr. 1 až 4 je znázorněn zjednodušený pohonný systém podle tohoto vynálezu, a to ve formě velké rotační pracovní jednotky 10 s profilem 38 vačky 40, který je směrován radiálně směrem ven, vzhledem ke středu rotační pracovní jednotky 10. V rámci rozsahu tohoto vynálezu si lze představit i opačné uspořádání, tj. že se přímočaré hydromotory 14 namontují na pohyblivou rotační pracovní jednotku 10, zatímco vačka 40 je namontována na pevném rámu 12. Lze si rovněž u některých aplikací představit, že lze vytvořit moduly 41 vačky 40 a jednotky přímočarých hydromotorů 14 jako složky vybíhající lineárně, například u jeřábů, zdvihadel, dopravníků apod., kde jsou přímočaré hydromotory 14 namontovány na pohyblivé pracovní části a přímé moduly 41 vačky 40 na pevný opěrný povrch a nebo obráceně.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Systém hydraulického pohonu, určený zejména pro těžké průmyslové jednotky velkých rozměrů, jako např. rotační mlýny, pece, bubny, navijáky a podobná zařízení, nebo lineárně se pohybující dopravníky, jeřáby, zdviže a podobná zařízení, a obsahující množství hydraulicky poháněných pístů (20) s kladičkami (30), které jsou uspořádány proti vlnovitému profilu (38) vačky (40) tak, aby přímočarý pohyb kladiček (30) proti vlnovitému profilu (38) vačky (40) vyvolal vzájemný pohyb mezi nimi a vačkou (40), vyznačující se tím, že profil (38) vačky (40) je vytvořen z jednotlivých za sebou uspořádaných a spojených modulů (41) a každý z pístů (20) je součástí jednotlivého a samostatného přímočarého hydromotoru (14), přičemž moduly (41) jsou upraveny na poháněné části zařízení a přímočaré hydromotory (14) jsou upraveny na pevném rámu (12) zařízení nebo naopak.
2. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že moduly (41) profilu (38) vačky (40) mají pro rotační pohon pracovní jednotky (10) tvar zakřivených segmentů uspořádaných nejméně okolo části obvodu rotační pracovní jednotky (10).
3. Systém podle nároku 2, vyznačující se tím, že profil (38) vačky (40) je upraven na segmentech radiálně vnějším směrem.
4. Systém podle nároku 2, vyznačující se tím, že profil (38) vačky (40) je upraven na segmentech radiálně vnitřním směrem.
5. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že moduly (41) profilu (38) vačky (40) mají pro lineární pohon pracovní jednotky (10) přímý tvar.
6. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že každý přímočarý hydromotor (14) je tvořen tělesem (16) s válcovitým otvorem (18), ve kterém je suvně uspořádán hydraulicky poháněný píst (20), opatřený na vnějším konci kladičkou (30), přičemž těleso (16) je vybaveno ve směru své podélné osy drážkami (42) pro vedení kladičky (30) ve směru kolmém k podélné ose symetrie profilu (38) vačky (40) v době, kdy píst (20) koná vratný pohyb.
7. Systém podle nároku 6, vyznačující se tím, že přímočaré hydromotory (14) jsou na pevném rámu (12) uspořádány v jednotlivých skupinách s určitým počtem přímočarých hydromotorů (14).
8. Systém podle nároku 7, vyznačující se tím, že z každé skupiny přímočarých hydromotorů (14) jsou ty přímočaré hydromotory (14), jejichž kladičky (30) jsou vdaném okamžiku opřeny o tvarově a směrově shodná pracovní místa na profilu (38) vačky (40), spolu vzájemně hydraulicky propojeny, pro synchronizované generování konstantního kroutícího momentu.
9. Systém podle nároků 2a 3, vyznačující se tím, že moduly (41) profilu (38) vačky (40) jsou uspořádány po celém obvodu rotační pracovní jednotky (10), přičemž pevný rám (12) je upraven alespoň kolem části obvodu prstence profilu (38) vačky (40).
10. Systém podle nároků 1, 6, 7 a 8, vyznačující se tím, že přímočarý hydromotor (14) je na přívod hydraulického média připojen přes ventil (60), ovládaný ovládací kladičkou (62), která je v kontaktu s profilem (38) vačky (40).