Przedmiotem wynalazku jest wielotlokowa osio¬ wa pompa hydrauliczna z wychylnym wirnikiem napedzanym za posrednictwem tloczysk, polaczo¬ nych przegubowo z walem napedowym. Pompa moze byc równiez stosowana jako silnik hydrau¬ liczny. Kazda pompa, w której ruch posuwisto zwrotny tloka w wirniku uzyskuje sie przez ka¬ towe wychylenie wirnika wzgledem osi walu nape¬ dowego, posiada przegubowe polaczenie tloczyska zarówno z walem napedowym, jak i tlokiem. W tym celu tloczyska stosowanych dotychczas pomp sa zakonczone obustronnie kulami.Jedynie w pompie wedlug zgloszenia patento¬ wego P-183348 funkcje kuli, przegubowego pola¬ czenia tloczyska z tlokiem, spelnia nie tloczysko — lecz tlok. Polaczenie takie charakteryzuje sie ma¬ lymi naciskami powierzchniowymi wspólpracuja¬ cych powierzchni kulistych, a wiec wysoka zy¬ wotnoscia, zwlaszcza w przypadku wysokich cis¬ nien roboczych. Pelne wykorzystanie zalet tego polaczenia nie jest jednak mozliwe do zrealizowa¬ nia przy stosowanych dotychczas sposobach po¬ laczenia tloczysk z walem napedowym.Rozwiazania przegubów z kulistymi gniazdami, wykonywanymi bezposrednio na powierzchni czo¬ lowej walu napedowego, posiadaja bowiem szereg wad i niedogodnosci. Dokladne rozmieszczenie tych gniazd, przy równoczesnych wymaganiach geometrii ksztaltu, twardosci i gladkosci kulistych 10 .15 20 215 powierzchni, jest zwiazane z powaznymi trudno¬ sciami wykonawczymi.Istnieja równiez problemy zwiazane z zabezpie¬ czeniem przed wysuwaniem kul tloczysk, osadza¬ nych w gniazdach walu napedowego.Tloczysko z tlokiem stanowi nierozlaczny zespól montazowy. Na kule tloczyska jest nasadzony za¬ zwyczaj pierscien ustalajacy z wewnetrzna po¬ wierzchnia kulista. Wszystkie pierscienie sa do¬ cisniete do czola walu tarcza z otworami, umozli¬ wiajacymi przesuniecie jej przez tloki. Tarcza ta jest zwiazana z walem napedowym przy pomocy wkretów. Odpowiedni luz osiowy, osadzonej w gniezdzie kuli tloczyska, jest uzyskiwany doborem wysokosci pierscienia ustalajacego. Wymaga to z reguly pracochlonnego indywidualnego dopasowy¬ wania, lub scislej selekcji wymiarowej usytuowa¬ nia wykonanej powierzchni kulistej pierscienia.Ze wzgledów montazowych dotychczasowych rozwiazen, srednica kuli tloczyska musi byc odpo¬ wiednio wieksza od srednicy tloka. Uniemozliwia to w zasadzie stosowanie tloka z kolnierzem, a niezaleznie od tego komplikuje smarowanie prze¬ gubu podczas pracy pompy.Doprowadzenie oleju miedzy powierzchnie gnia¬ zda w wale napedowym a powierzchnie kuli tloczyska, dokonuje sie przez otwór wiercony w osi tloczyska. Gdy otwór ten jest polaczony w da¬ nej chwili z komora podtlokowa wirnika, w któ- 111 5033 111 503 4 rej panuje cisnienie robocze pompy, róznica sred¬ nicy kuli i tloka moze powodowac odrywanie sie tloczyska od walu napedowego. Wynikiem tego od¬ rywania jest zwiekszenie luzu przegubowego pola¬ czenia i wzrost przecieków wewnetrznych pompy, obnizajacych jej sprawnosc objetosciowa. Dla wy¬ eliminowania tych zjawisk stosowane byc musi dlawienie oleju, doprowadzanego do przegubu.Znane jest rozwiazanie przegubu smarowanego bezposrednio cisnieniem roboczym oleju, w któ¬ rym srednica kuli tloczyska jest wieksza od sred¬ nicy tloka.W rozwiazaniu tym zastosowane jest jednak specjalne odciazenie, zmniejszajace czynna po¬ wierzchnie nosna kulistego przegubu. Jest to roz¬ wiazanie szczególnie nieekonomiczne, gdyz do kosztu naddatku materialu, przeznaczonego wy¬ lacznie dla umozliwienia montazu, dochodzi koszt zabiegu technologicznego, wymuszonego dla wyeli¬ minowania szkodliwosci tego naddatku dla prawi¬ dlowej pracy pompy.Znane sa równiez rozwiazania zabezpieczajace kule tloczysk, przed wysuwem 'z gniazd, za pomo¬ ca samej tylko tarczy mocujacej — bez oddziel¬ nych pierscieni ustalajacych. W tych jednak przy¬ padkach wymogi dokladnosci rozmieszczenia gniazd w wale napedowym sa szczególnie ostre, przy niz¬ szej trwalosci zabezpieczania.Tloczyska wszystkich bez wyjatku pomp, ze zna¬ nymi sposobami ich polaczenia z walem napedo¬ wym, charakteryzuje ograniczona wytrzymalosc na zginanie i sciskanie trzonów tych tloczysk w po¬ blizu kul) osadzanych w gniazdach walu napedo¬ wego. Zwiekszenie bowiem srednicy trzonu tlo¬ czyska, wymagane w miare wzrostu cisnienia ro¬ boczego pompy, moze sie odbywac jedynie kosz¬ tem zmniejszenia kulistej powierzchni nosnej, za¬ bezpieczajacej tloczysko przed wysuwem z gniaz¬ da walu napedowego.Celem wynalazku jest wyeliminowanie, lub o- graniczenie wplywu srednicy tloka na rodzaj za¬ budowy i wymiary przegubowego polaczenia tlo¬ czyska z walem napedowym i zapewnienie przy tym wysokiej wytrzymalosci tloczyska na zgina¬ nie.Dotyczy to zwlaszcza tloków pomp wedlug zglo¬ szenia 'patentowego P - 183 348, gdyz pelne wyko¬ rzystanie ic'h zalet wiaze sie z zastosowaniem tlo¬ ków z kolnierzami czolowymi. Celem wynalazku jest ponadto uproszczenie sposobu doboru luzów osiowych przegubowych polaczen, a w szczególno¬ sci wyeliminowanie selekcji wymiarowej dotych¬ czasowych pierscieni ustalajacych. Rozwiazanie tak postawionych zadan okazalo sie mozliwe do^ piero po zamianie funkcji spelnianych w przegu¬ bie prsez tloczysko i wal napedowy..Istota wynalazku jest wiec umiejscowienie ku¬ listego gniazda nie w wale napedowym, lecz w tloczysku. Dodatkowym efektem takiej zamiany funkcji jest uproszczenie technologiczne walu na¬ pedowego, wysoka dokladnosc rozmieszczenia prze¬ gubów, oraz zwiekszenie wytrzymalosci tloczyska na zginanie i sciskanie.Istotna cecha wynalazku sa wspólne elementy mocujace przegubowego polaczenia tloczyska z tlo¬ kiem 1 tloczyska z walem napedowym.Przedmiot wynalazku, w przykladowym wyko¬ naniu, jest pokazany na rysunku, którego fig. 1 przedstawia przekrój podluzny zespolu napedu wirnika, fig. 2 — przekrój podluzny tloczyska polaczonego z tlokiem i z kopula walu napedo¬ wego. Jak widac z fig. 1 os walu srodkowego 6 i wirnika 4 tworzy kat y z osia walu napedowego 3. Wal srodkowy 6 jest ulozyskowany na czopie kulistym 8 i w kolektorze 12. Kolektor jest za¬ budowany w korpusie pompy nie pokazanym na rysunku. Kulista powierzchnia czolowa kolektora 15 12 jest powierzchnia rozrzadu oleju, a ponadto stanowi lozysko wzdluzne i poprzeczne dla wirni¬ ka 4.Czop kulisty 8 jest osadzony sztywno w otwo¬ rze wykonanym w osi walu napedowego. Sprezy- 20 na 15 i cisnienie przecieków oleju, panujace w komorze 32, zapewniaja docisk glowicy 16 do czo¬ pa kulistego 8.W otworach 20 walu napedowego sa równiez osadzone sztywno kopuly 1. Kuliste czasze tych kopul sa ulozyskowane w gniazdach 21 tloczysk 2.Srodki kul czopa kulistego 8 i kopul 1 znajduja sie na wspólnej plaszczyznie, równoleglej do po¬ wierzchni czolowej walu napedowego 3. Podczas obrotu walu napedowego 3, tloki 10 wykonuja ruchy posuwisto-zwrotne w otworach 26 wirnika 4, na skutek pochylenia osi walu napedowego wzgledem osi walu srodkowego 6, ustalajacego pochylenie wirnika. Tloki 10 wykonuja obroty po kole o srednicy D rozmieszczenia otworów 26.Kule kopul 1, wspólnie z gniazdami 21 tloczysk 2, wykonuja obroty po kole o srednicy Dj, w plaszczyznie pochylonej - wzgledem plaszczyzny przekroju poprzecznego wirnika. Rzut toru tych przegubów kulistych na" plaszczyzne przekroju po¬ przecznego wirnika jest wiec elipsa. Elipsa ta jest przyczyna nieuniknionego katowego wychylania osi tloczyska 2, wzgledem osi tloka 10, podczas ru¬ chów posuwisto-zwrotnych tloka. Jak widac z fig. 2, tlok jest tuleja o srednicy wewnetrznej do- Czola tej tulei posiadaja kuliste powierzchnie o niejednakowych promieniach R i r, lecz wypro¬ wadzonych ze wspólnego punktu A, znajdujacego sie w osi tloka. Czolo tloka o promieniu R kuli posiada kolnierz 19 o srednicy zewnetrznej D2.Tloczysko 2 posiada tylko jedna powierzchnie kulista. Jest to wewnetrzna powierzchnia kuliste¬ go gniazda 21 wykonanego w glowicy 22. Glowica ta jest równoczesnie kolnierzem oporowym dla ta¬ lerza 17, osadzonego na cylindrycznej powierzchni trzonu 24, o srednicy do- Talerz 17 posiada kuli¬ sta powierzchnie wewnetrzna o promieniu R kuli, przylegajaca do kulistej powierzchni czolowej tlo¬ ka 10.Do przeciwleglej kulistej powierzchni czolowej tloka przylega talerz 18 kulista powierzchnia we¬ wnetrzna o promieniu r kuli. Wspólny srodek kul talerzy 17 i 18, oraz czól tloka 10, jest rów¬ niez srodkiem beczki o kolowym obrysie, wyko¬ nanym na wsporniku 25 tloczyska, Kolowy obrys 30 35 40 45 50 55 60111503 5 ' ¦ 6 beczki umozliwia wychylanie osi tloczyska wzgle¬ dem osi tloka.W skrajnym przypadku tego wychylenia, to jest w czasie zabierania wirnika przez tloczysko, cy¬ lindryczna powierzchnia trzonu 24, o srednicy do przylega do wewnetrznej powierzchni stozkowej tloka, którego srednica Dq jest srednica podstawy stozka. - Talerz 18 jest polaczony z tloozyskiem 2 za po¬ moca nakretki 9 i ciegna 7, które spelniaja w przegubach wazna funkcje elementów laczacych.Kopula 1 posiada wewnetrzne gniazdo kuliste, którego promien kuli jest wyprowadzony ze srod¬ ka kuli zewnetrznej czaszy. W gniezdzie tym jest ulozony zaczep kulisty 5, który jest osadzony swym otworem, na cylindrycznej powierzchni ciegna 7, a kolnierz 13 tego ciegna jest oparty o powierzchnie czolowa zaczepu.Wprowadzenie ciegna na zewnatrz czaszy kuli¬ stej kopuly 1 i wychylanie tego ciegna, umozli¬ wia stozkowy otwór 33, którego kat wierzcholkowy jest w przyblizeniu równy podwójnej wartosci kata wychylania y. Ciegno 7 jest prowadzone w otwo¬ rze 30 tloczyska 2 i polaczone gwintem drobno- zwojnym z nakretka 9. Cylindryczna powierzch¬ nia zewnetrzna nakretki i jej kolnierz sluza do osadzenia w tej nakretce 9 talerza 18. Miedzy kol¬ nierzem 13 ciegna 7, a kolnierzem nakretki 9 zajmuja swe polozenie, przylegajace do siebie, plaskie lub kuliste powierzchnie czolowe: — zaczepu kulistego 5 i wewnetrznego gniazda kulistego kopuly 1 — zewnetrznej czaszy kulistej kopuly 1 i gniazda 21 — glowicy 22 i talerza 17 — talerza 17, tloka 10 i talerza 18 Za pomoca jednej tylko nakretki 9 jest wiec dokonywane laczenie i ustalanie dowolnie malego luzu osiowego miedzy wspólpracujacymi po¬ wierzchniami kulistymi wszystkich czesci sklado¬ wych przegubowego polaczenia tloczyska 2 z tlo¬ kiem 10 i tego tloczyska z kopula 1'walu nape¬ dowego 3. Sposób zabezpieczenia nakretki 9 przed odkreceniem w czasie pracy, na przyklad przez napiinktowanie, nie jest pokazany na rysunku.Slizganie sie talerza 18 po kulistej powierzchni czolowej tloka 10 powoduje okreslone naprezenia zginajace ciegna 7. Dla zmniejszenia momentu gnacego, tloczysko 2 jest wydluzone czopem 23, w osi którego jest prowadzone ciegno 7.Szczelina pierscieniowa otworu 30 i ciegna 7, jest doprowadzony olej miedzy wspólpracujace po¬ wierzchnie kuliste kopuly 1, glowicy 22 i zaczepu kulistego 5.Cisnienie doprowadzonego otworem 30 oleju, jest zalezne w glównej mierze od przecieków ze¬ wnetrznych kopuly 1. Poniewaz komora 14 jest uszczelniona zaslepka 11. pokazana na fig. 1, prze¬ cieki te sa mozliwe jedynie przez szczeline mie¬ dzy czasza kulista kopuly 1, a kulistym gniazdem 21, wykonanym w glowicy 22. Te kuliste po¬ wierzchnie sa obciazone sila tlokowa, wynikajaca z cisnienia roboczego pompy, dzialajacego na po¬ wierzchnie przekroju tloka Q srednicy d. Zapew¬ niona jest wiec kompensacja luzów w miare zu¬ zywania sie powierzchni czaszy kulistej lub gniaz¬ da.Równiez zapewnienie wymaganej dokladnosci geometrii ksztaltu i gladnosci kulistych po¬ wierzchni wspólpracujacych, nie nastrecza wiek¬ szych trudnosci, gdyz sa to powierzchnie latwo . dostepne do obróbki wykanczajacej. Mozliwe jest wiec ograniczenie tych przecieków, a tym samym zapewnianie w otworze 33 stosunkowo wysokiego cisnienia oleju, zblizonego do cisnienia robocze¬ go pompy. Wówczas zapewnione jest skuteczne odciazenie hydrostatyczne wspólpracujacych po¬ wierzchni gniazda 21 i kulistej czaszy kopuly 1.Poniewaz nie istnieja przy tym istotniejsze ogra¬ niczenia w doborze wielkosci powierzchni gniaz¬ da 21 i czaszy — mozna zapewnic dowolnie male naciski powierzchniowe i wysoka trwalosc prze¬ gubowego polaczenia tloczyska 2 z kopula 1 walu napedowego. 3.Zaczep kulisty 5 wywiera nacisk na wewnetrz¬ ne gniazdo kuliste kopuly 1 tylko podczas suwu ssania tloka 10. Wówczas przegub kulisty kopuly i ciegno 7 sa obciazone glównie sila oporu tar¬ cia tloka o gladz otworu 26 wirnika 4, sila ma¬ sowa spowodowana przyspieszeniami suwu ssania, oraz chwilowa sila skladowa, spowodowana po¬ przecznym oddzialywaniem gniazda 21 na kuli¬ sta czasze, podczas zabierania w danej chwili wirnika 4 przez dane lozysko 2. Z wymienionych obciazen istotny wplyw na trwalosc przegubowego polaczenia posiada jedynie obciazenie spowodowa¬ ne momentem zabierania wirnika.Pierscieniowa powierzchnia przekroju kuli prze¬ gubu, stawiajaca opór przed odrywaniem tloczy¬ ska od powierzchni czolowej walu napedowego, nie zostala w zasadzie zwiekszona, w porównaniu z dotychczas stosowanymi zabezpieczeniami za po¬ moca pierscieni ustalajacych.Naciski powierzchniowe zaczepu kulistego 5 zo¬ staly jednak zdecydowanie zmniejszone na sku¬ tek korzystniejszego rozkladu sily -osiowej, wy¬ nikajacego z wiekszego katowego obejmowania zaczepu przez wewnetrzne gniazdo kuliste kopuly 1. Jest to dodatkowa, nieoczekiwana zaleta prze¬ gubowego polaczenia tloczyska w pompie wedlug wynalazku.Zastrzezenia patentowe 1. Pompa hydrauliczna osiowa wysokocisnieniowa z wychylnym wirnikiem napedzanym za posred¬ nictwem tloczysk, polaczonych przegubowo z tlo¬ kami; które pelnia funkcje kul przegubów, zna¬ mienna tym, ze tloczysko (2), od strony walu na¬ pedowego, posiada glowice (22) z gniazdem kuli¬ stym (21), w którym jest ulozyskowana kulista czasza kopuly (1), a'cylindryczny czop tej kopu¬ ly jest osadzony sztywno w otworze (20), przy czym otwory (20) sa wykonane na powierzchni czolowej walu napedowego (3), lub w oddzielnej tarczy sprzegnietej z tym walem napedowym. 2. Pompa hydrauliczna osiowa wysokocisnienio¬ wa wedlug zastrz 1, znamienna tym, ze w osi wa- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 607 111 503 3 lu napedowego (3), na jego powierzchni czolowej, jest osadzony sztywno czop kulisty (8), który jest ulozyskowany w kulistym gniezdzie glowicy (16), stanowiacej zakonczenie walu srodkowego - (6). 3. Pompa hydrauliczna osiowa wysokocisnienio¬ wa wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze kopula (1) posiada wewnetrzne gniazdo kuliste, wspól- srodkowe z zewnetrzna czasza kulista, w którym jest ulozyskowany zaczep kulisty (5), osadzony swym otworem na ciegnie (7) i oparty powierzch¬ nia czolowa o kolnierz (13) tego ciegna, przy czym te wspólsrodkowe powierzchnie kuliste sa pola¬ czone powierzchnia stozkowego otworu (33), u- mozliwiajacego wyprowadzenie ciegna (7) na ze¬ wnatrz czaszy kulistej kopuly (1), oraz jego wy¬ chylenie wzgledem osi wzdluznej tej kopuly. 4. Pompa hydrauliczna osiowa wysokocisnienio¬ wa wedlug zastrz. 1 lub 3, znamienna tym, ze 10 15 ciegno (7), podparte w czopie (23) powierzchnia otworu (30), wystajace jest poza powierzchnie czo¬ lowa talerza (18), na której jest oparty kolnierz nakretki (9), polaczonej gwintem z ciegnem (7), przy czym za pomoca tej nakretki jest ustalany równoczesnie luz osiowy .zarówno przegubowego polaczenia tloczyska (2) z tlokiem (10), jak i tlo¬ czyska (2) z kopula (1). 5. Pompa hydrauliczna osiowa wysokocisnienio¬ wa wedlug, zastrz. 4, znamienna tym, ze talerz (17) jest oparty o powierzchnie czolowa glowicy (22) i osadzony na cylindrycznej powierzchni trzo¬ nu (24), którego srednica jest równa srednicy beczki wspornika (25), przy czym, podczas skraj¬ nego wychylenia tloczyska (2) wzgledem osi tloka (10), ta cylindryczna powierzchnia, osadzenia ta¬ lerza (17) na trzonie (24), jest styczna do wew¬ netrznej powierzchni stozkowej tloka (10), v ,1111 503 Fig.Z PL