Opis patentowy opublikowano: 30.07.1983 Int Cl 3F04B 1/20 Twórcawynalazku: Franz Forster Uprawniony z patentu: Linde Aktiengesellschaft.Wiesbaden (Republika Federalna Niemiec) Maszyna osiowa tloczkowa z przestawnym skokiem Przedmiotem wnalazku jest maszyna osiowa tloczkowa z przestawnym skokiem, pracujaca jako silnik lub przewaznie jako pompa, zawierajaca hydrauliczne urzadzenie ustawcze skoku tloczków, które to tloczki wysuwaja sie z obracajacego sie bebna cylindrowego i dochodza do powierzchni prowadzacej te tloczki, przy czym powierzchnia prowadzaca tloczki jest utworzona na kolysce i jest nachylona do osi obrotu bebna cylindrowego a kolyska swa walcowa powierzchnia, której os obrotu jest prostopadla do osi obrotu bebna cylindrowego i stanowi os wahania sie kolyski, przylega do odpowiedniej stalej powierzchni wspólpracujacej, utworzonej na wewnetrznej stronie obudowy.W przypadku znanych tego rodzaju maszyn osiowo tloczkowych hydrauliczne urzadzenie ustawcze sklada sie z tloka przesuwnego liniowo w cylindrze, przy czym ten cylinder ustawiony jest w plaszczyznie prostopadlej do osi przechylania sie kolyski i w pewnej odleglosci od tej osi, a tlokpolaczonyjest z kolyska za pomoca elementów laczacych. Z uwagi na fakt, te tlok wykonuje ruch prostoliniowy, natomiast kolyska— ruch wahliwy, elementy laczace musza skladac sie zwielu czlonów i wymaga to znacznego nakladu pracy,aby z jednej strony mozna bylo uniknac powstawania luzu pomiedzy tymi czlonami, a z drugiej strony, aby pomiedzy tymi czlonami nie wstepowaly zakleszczenia. Cylinderumieszczony w pewnej odleglosci od kolyski wymaga stosunkowo duzego tloka i ewentualnie, z uwagi na sily dzialajace mimoosiowó na tlok-znacznej dlugosci samego tloka, aby nadac mu wystarczajace prowadzenie.To urzadzenie ustawcze, umieszczone obok wlasciwej maszyny osiowo tloczkowej wymaga zatem znacznego miejsca do zabudowania. Reasumujac trzeba stwierdzic, ze znane urzadzenia ustawcze wymagaja znacznego nakladu materialowego, znacznych nakladów wytwarzania i potrzebuja duzo miejsca do zabudo¬ wania (opis patentowy RFN nr 2 204 466 oraz opis wzoru uzytkowego RFN nr I 898 762). Ponadto znanajest z opisu patentowego RFN nr 1 528 537 maszyna osiowo tloczkowa o pochylonej tarczy z przestawnym skokiem. W maszynie tej powierzchnia prowadzenia tloczków umieszczona jest na korpusie posiadajacym ksztalt pelnego walca, który jest sciety skosnie co najmniej z jednej strony. Os tego walca ustawiona jest wspólosiowo do osi obrotu bebna cylindrowego lub pod katem ostrym, a przestawianie skoku nastepuje przez przekrecanie sie tego korpusu wokól tej osi i spowodowane jest przez naped turbinowy, który zamontowany jest jako samodzielny zespól obok maszyny. Równiez i przy tym rozwiazaniu konstrukcyjnym mechanizm ustawczy posiada wszystkie czesci napedu wymuszonego hydraulicznie, jako samodzielne ele¬ menty konstrukcyjne i taki mechanizm ustawczy wymaga nie tylko wlasnej przestrzeni do zabudowania lecz równiez wymaga wiele elementów czlonowych posredniczacych w przenoszeniu ruchu i w nadawaniu mu zmiany kierunku.2 119656 Celem wynalazku jest usuniecie tych niedogodnosci i skonstruowanie maszyny osiowo tloczkowej z urzadzeniem ustawczym, którego wytwarzanie bedzie wymagalojedynie niewielkich nakladów i które bedzie potrzebowalo niewiele miejsca do zabudowy.Zgodnie z wynalazkiem, cel ten zostal osiagniety dzieki temu, ze hydrauliczne urzadzenie ustawcze jest wspólosiowe do osi wahan kolyski i stanowi naped z wahliwymi skrzydelkami, przy czym wahliwe skrzydelka sa utworzone z powierzchni roboczych umieszczonych na kolysce. Dzieki temu zbedne sie stalo stosowanie przesuwnego prostoliniowo serwo-tloka, poniewaz juz nie jest potrzebna zamiana ruchu prostoliniowego na ruch obrotowy. Szczególnie celowym jest, gdy przestrzen robocza hydraulicznego urzadzenia nastawczego ograniczona jest jedna czescia kolyski. Ta przestrzen robocza jest utworzona wewnatrz kolyski, jednak równiez moze ona byc utworzona i na obwodzie kolyski.D^a napedu z ustawnymi skrzydelkami sa zawsze potrzebne dwie wspólosiowe walcowe powierzchnie ograniczajace, przy czym wedlug wynalazu zawsze powierzchnia zewnetrzna jest umieszczona na stale w obudowie maszyny. Powierzchnia wewnetrzna moze równiez byc umieszczona na stale w obudowie, lecz moze równiez byc utworzona przez kolyske lub przez czesc kolyski, przy czym ta ostatnia postac uksztalto¬ wania powoduje to, ze przestrzen robocza utworzona jest w zewnetrznym obszarze kolyski lub w obudowie.Jesli przestrzen robocza znajduje sie w kolysce, to przynajmniej jedna z przewidzianych na kolysce powierzchni ograniczajacych przestrzen robocza, przy szczególnie celowym uksztaltowaniu przedmiotu wynalazku, powinna byc wykonana jako powierzchnia robocza, przenoszaca sily ustawiania na kolyske.Szczególnie przewidziano, ze dwie powierzchnie ograniczaja dwie przestrzenie robocze tak, ie ruch przesta¬ wiania mozliw) jest w obu kierunkach. Mozliwe jest jednak równiez uksztaltowanie w postci powierzchni róznicowej wedlug zasady tloka róznicowego. W przypadku takiego uksztaltownia przedmiotu wynalazku, gdzie przestrzen robocza umieszczona jest wewnatrz kolyski, ta przestrzen robocza uksztaltowana jest w kolysce jako wybranie, które w obszarze najbardziej bliskim osi wahan ograniczone jest walcowym odcin¬ kiem scianki, wspólosiowym do osi powierzchni walcowej, przy czym w tym wybraniu zaglebia sie korpus dzielony, na stale polaczony z obudowa i szczelnie przylegajacy do wspomnianej powierzchni tego wybrania.W obudowie sa kanaly, których wyloty znajduja sie w wybraniu, po obu stronach korpusu dzielonego. Przy tym jest celowym, zeby przynajmniej jedna sciana tego wybrania, co najmniej w przyblizeniu lezala w paszczyznie przechodzacej przez os wahan kolyski i tworzyla powierzchnie robocza tak, aby przestrzen robocza mozna bylo zmniejszyc do minimalnej objetosci.W innym przykladzie wykonania czesc wewnetrzna moze byc polaczona z umieszczonym na stale w obudowie korpusem dzielonym, tak ze kolyska jako taka porusza sie w sposób szczelny w stosuku do tego korpusu dzielonego. Wybranie moze byc wykonane na czesci szerokosci kolyski, zwlaszcza na czesci srodkowej tak, ze korpus dzielony przylega szczelnie po obu stronach do powierzchni wybrania ustawionych prostopadle do osi wahan. Wybranie moze jednak byc wykonane przezcala szerokosc kolyski. Szczególnie w takim przypadku wskazane jest przy wykonaniu obudowy jesli jest ona podzielona w plaszczyznach scian bocznych kolyski. Tenpodzial mozna uzyskac co najmniej po jednej stronie przez nasadzana pokrywe, która przylega z boku do kolyski.W przypadku szczególnie wybranego ukladu symetrycznego, os obrotu bebna cylindrowego przechodzi przez korpus dzielony. W tym przypadku mozna przeprowadzic poprzez korpus dzielony równiez i wal. Wal wskazanym jest ulozyskowac w obudowie. Jesli korpus dzielony posiada dostateczna sztywnosc, to lozysko moze byc równiez umieszczone w nim. Ewentualnie lozysko moze byc umieszczone czesciowo w obudowie, czesciowo w korpusie dzielonym.Jezeli przestrzen robocza utworzona jest w zewnetrznym obszarze kolyski, to celowym jest podzielenie walcowej powierzchni w obudowie na dwie poosiowe czesci, z których czesc blizsza osi bebna cylindrowego posiada mniejszy promien i przy czym kolyska opiera sie o te powierzchnie o mniejszym promieniu, a powierzchnia robocza utworzona jest pomiedzy powierzchnia walcowa o wiekszym promieniu w obudowie a kolyska.Uksztaltowanie korzystne pod wzgledem produkcyjnym uzyskuje sie, gdy przed blizszym osi obrotu bebna cylindrowego obszarem przechodzenia powierzchni walcowej, w obudowie umieszczony bedzie korpus o ksztalcie panewki walcowej, którego zewnetrzna i wewnetrzna powierzchnia walcowa-sa wspólo¬ siowe, przy czym kolyska opiera sie o wewnetrzna powierzchnie walcowa, a powierzchnia robocza rozciaga sie pomiedzy powierzchnia walca kolyski, a walcowa powierzchnia w obudowie. Natomiast powierzchnia ograniczajaca przestrzen robocza, lezaca naprzeciwko jest utworzona przez boczna powierzchnie korpusu o ksztalcie panewki walcowej. Powierzchnia robocza moze byc przy tym uksztltowana bezposrednio na tworzacej wystep czesci kolyski, to znaczy na pewnej czesci, która wraz z kolyska stanowi jedna czesc obrobiona.Ze wzgledów produkcyjnych korzystniejszym jest, jesli przed kolyska umieszczona jest tarcza, która po jednej stronie tworzy powierzchnie prowadzenia tloków, druga strona przylegle do kolyski, a na czesci wystajacej ponad kolyska tworzy powierzchnie robocza, natomiast powierzchniami czolowymi przylega szczelnie do obudowy.119456 3 Wychodzac od przestrzeni roboczych, w których cisnieniowy czynnik oddzialywuje na powierzchnie robocza napedu z ustawnymi lopatkami, na cylindrycznej powierzchni kolyski wykonane sc wybrania smarne, które polaczone sa z jedna przestrzenia robocza i które zakryte sa przez odpowiednia cylindryczna powierzchnia obudowy. Jak dotad smarowanie kolyski bylo dosc problematyczne, poniewaz oddzialywuja na nia duze sily, natomiast kolyska przez przewazajaca czesc czasu roboczego spoczywa nieruchomo i tylko od czasu do czasu wykonuje mniejsze lub wieksze wychylenia. Teraz natomiast laki,'ze przewiduje sie bezposrednie sasiadowanie powierzchni slizgowych kolyski z przestrzenia robocza wypelniona srodkiem smarujacym, w której przynajmniej wtedy, kiedy kolyska ma wykonac ruch, srodek smarujacy znajduje sie pod cisnieniem, mozna wykorzystac w tym celu, aby bezposrednio najkrótsza droga wprowadzic z tej komory cisnieniowej dzialajaca smarujaca ciecz pod cisnieniem pomiedzy powierzchnie slizgowe kolyski.Wedlug korzystnej cechy wnalazku równiez i sterowanie napedu o ustawnych skrzydelkach objeto wspólnym ukladem i zainstalowano go w sciance obudowy. Przy tym czlon wejsciowy, za pomoca którego zostaje wybrane wstepnie polozenie,jakie ma zajac kolyska, mozna polaczyc zdzwignia wyposazona w czop, przy czym os tego czopa, a zatem i samej dzwigni ustawiona jest wspólosiowo do osi wahan kolyski. Dla uksztaltowaniajako strowania nadaznego umieszczono nastepnie pomiedzy tym czopem i otworem wykona¬ nym w obudowie stalej, tuleja cylindryczna wokól czopa, która polaczona jest na stale z kolyska i w ten sposób powiela jej ruchy. Czop dziala zatem jako pilot obrotowy urzadzenia sterujacego z tlokiem n*- daznym, którego tlok roboczy utworzony jest przez powierzchnie robocze na kolysce Przy tym tuleja wzglednie panewka, polaczona z kolyska, tworzy element sterowania nadaznego, który wtedy, kiedy kolyska zajela polozenie wybrane wstepnie dzwignia, odslania kanaly i tym samym wpuszcza plyn pod cisnieniemdo przestrzeni roboczej.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia maszyne osiowa tloczkowa w przekroju wzdluz osi obrotu prostopadle do osi przechylenia z przestrzenia robocza umieszczona w kolysce, fig. 2-maszyne osiowa tloczkowa w przekroju poosiowym z przestrzenia robocza umieszczona na kolysce, fig. 3-maszyne wedlug fig. 2 w przekroju prostopadlym do osi obrotu w plaszczyznie osi przechylania.W obudowie 1 ulozyskowany jest beben cylindrowy 2, który opiera sie o sterujacy kadlub tylny 3. Beben cylindrowy 2 posiada podtlocznie 5, w którym znajduje sie uzebienie 6, przez które to podtloczenie beben cylindrowy 2polaczonyjest z walem 4, ulozyskowanym za posrednictwem lozyska walcowego 7w obudowie 1. Z cylindrów bebna cylindrowego 2 wychodza tloki t, z których kazdy czopem kulistym 9 opiera sie o stopke slizgowa 19, której krad podparty jest przez plytke naciskowa U. Stopki slizgowe 19 slizgaja cie wzdluz powierzchni 12 prowadzenia tloków, utworzonej na kolysce 13. W obudowie 1 utworzona jest walcowa powierzchnia 14, której os 15 przecina os walu 4. Kolyska 13 moze swoja walcowa powierzchnia li slizgac sie wzdluz obwodu walcowej powierzchni 14 tak, ze kolyska 13 moze przechylac sie wokól osi przechylu 15. Korpus dzielony 17 zamocowanyjest srubami II w obudowie 1 i posiada otwór 19, w którym jest osadzony wal 4. Korpus uszczelniajacy 2i ma walcowa powierzchnie 21, do której przylega walcowa powierzchnia wspólpracujaca kolyski 13. Pomiedzy korpusem uszczelniajacym 2* a korpusem dzielonym 17 umieszczone sa listwy uszczelniajace 22, które sadociskane przez plyn pod cisnieniem do korpusu uszczelnia¬ jacego 2t. Korpus uszczelniajacy 29jest ze swej strony dociskany do kolyski 13 przez sprezyny 23. poprzez lozysko tloczne 24. Przy tym czesc korpusu uszczelniajacego 29od strony bebna cylindrowegojest uksztalto¬ wana jako symetryczna obrotowo do osi walu 4, azeby stopki slizgowe 19i pierscien dociskowy 11 mogly sie obracac wokól tej czesci, podczas gdy powierzchnia 21 jest uksztaltowana albo jako kulista, albo jako walcowa wokól osi 15. Obie linie oznaczono kreska-kropka 25 pokazuja skrajne polozenia przechylenia, które powierzchnia 12 prowadzenia tloków mott zajac przy przechyleniu sie kolyski 13. Powierzchnia czolowa 2f kolyski 13 tworzy powierzchnie robocza, lezaca naprzeciw powierzchni 27 korpusu dzielonego 17, przy czym pomiedzy tymi oboma powierzchniami 24 i 27 oraz walcowymi powierzchniami 14 i 21 utworzone sa przestrzenie robocze, w które poprzez otwory 29 w obudowie wprowadzanyjest czynnik pod cisnieniem lub z których poprzez te otwory ten czynnik moze byc odprowadzony.W przykladzie wykonania wedlug fig. 2czesci Ido 11 sa takie samejak w przykladzie wykonania wedlug fig. 1. Przy tym beben cylindrowy 2 przy przelaczeniu posrednim plyty sterujacej 29, zabezpieczonej przed przekreceniem sie kolkiem 39, przylega do sterujacego kadluba tylnego 3, a mianowiciejest dociskany przez sprezyne 31. Na fig. 2 pokazano równiez, ze wal 4 ulozyskowony na zewnatrz w lozysku 7, ulozyskowanyjest dodatkowo w lozysku 37.Przed sasiadujaca z walem 4 czescia walcowej powierzchni 14 umieszczony jest w obudowie korpus 32o ksztalcie panewki walcowej, opierajacy sie o zewnetrzny pierscien lozyska 7 tak, ze korpus 32 nie moze przesunac sie wzdluz powierzchni 14. Wewnetrzna powierzchia 34 tego korpusu 32 jak i zewnetrzna, przylegajaca do walcowej powierzchni 14sa wspólosiowe do osi 15wahan kolyski. Do wewnetrznej walcowej powierzchni 34 przylega kolyska 33swoja zewnetrzna walcowa powierzchnia 35 i moze sie po niej slizgac. /4 119654 Przed kolyska 33 umieszczona jest tarcza 31, która po stronie 39 zwróconej do bebna cylindrowego, tworzy powierzchnie prowadzenia tloków i która dzieki uszczelnieniu 46jest uszczelniona wzgledem walco¬ wej powierzchni 14. Tarcza38 wystaje na zewnatrz ponad kolyske 33 powierzchnia 41, która lezy naprzeciw powierzchni 42 na korpusie 32. Miedzy tymi powierzchniami 41 i 42, oraz walcowymi powierzchniami 35 i 14 sa utworzone przestrzenie robocze. Przez wprowadzenie plynu pod cisnieniem do dolnej przestrzeni roboczej i odprowadzenie plynu roboczego z górnej przestrzeni, mozna przechylic kolyske 33, a zatem i tarcze 3S do zaznaczonego kreskowana linia polozenia 44. I na odwrót, przez wprowadzenie plynu pod cisnieniem do górnej-wedlug rysunku-z obu wymienionych przestrzeni roboczych i odprowadzenie plynu z dolnej prze¬ strzeni roboczej mozna kolyske 33 i tarcze 3t przechylic do zaznaczonego kreskowana linia polozenia 45.Do sterowania doplywem sprezonego czynnika sluza kanaly 46 i 47 w obudowie 1, przy czym kanal 46 zakonczony jest wylotem 41 znajdujacym sie we wspólpracujacej przestrzeni roboczej, a kanal 47zakonczony jest wylotem 49 umieszczonym w odpowiedniej przestrzeni roboczej.Dzwignia 50 jest polaczona z czopem sterujacym 51 w sposób zabezpieczajacy przed )e) obrotem wzgledem czopa, który ze swej strony nie jest polaczony z kolyska 33. Wokól czopa sterujacego 51 umieszczona jest tuleja 52, polaczona z kolyska 33 i posiadajaca kanaly sterujace 47, 46. Na skutek obrotu dzwigni SI, a zatem i czopa sterujacego 51 polaczenia kanalowe zostaja otwarte, co powoduje, ze albo plyn roboczy moze poprzez kanal 47 i jego wylot 49dostac sie do górnej-wedlug rysunku-przestrzeni roboczej, a równoczesnie plyn pod cisnieniem moze odplynac poprzez kanal 46 z dolnej-wedlug rysunku-przestrzeni roboczej, az kolyska 33 tak daleko przechyli sie, ze tuleja 52 ponownie zamknie kanaly w czopie sterujacym 51 lub odwrotnie. Czesci 53, 54i 95 sa to pokrywy boczne, przy czym pokrywy 53 i 54stanowia równoczesnie uszczelnienia boczne przestrzeni roboczych hydraulicznego urzadzenia serwo-ustawczego, do którego przy¬ lega bocznie tarcza 31 i do którego przylega równiez bocznie kolyska 33. PL