PL165086B1

PL165086B1 - dzony przewód osiowy .FIG 1 PL

Info

Publication number: PL165086B1
Application number: PL91288948A
Authority: PL
Inventors: Dionizy Simson
Original assignee: Dionizy Simson
Priority date: 1990-02-14
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1994-11-30
Also published as: EP0442842A1; PL288948A1; DE59101302D1; ATE104023T1; JPH051703A; EP0442842B1

Abstract

1. Cylinder hydrauliczny z przelozeniem cisnieniowym z rura cylindryczna, kolnierzem prowadzacym tloczysko tloka, dnem cylindra, wyposazonym w tloczysko tlokiem pierwot- nym i tlokiem wtórnym, znamienny tym, ze tlok pierwotny (4) cylindra jest wyposazony w co najmniej dwa otwory (5,6), które wchodza co najmniej dwa, polaczone z tlokiem wtór- nym (11), nurniki (7, 8). 9. Cylinder hydrauliczny w polozeniu cis- nieniowym z rura cylindryczna, kolnierzem prowadzacym tloczysko tloka, dnem cylindra, wyposazonym w tloczysko tlokiem pierwot- nym i tlokiem wtórnym, znamienny tym, ze tlok pierwotny (52) jest wykonany jako wielo- stopniowy i ze jest przez niego przeprowa- dzony przewód osiowy PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest cylinder hydrauliczny z przełożeniem ciśnieniowym, z rurą cylindryczną, kołnierzem prowadzącym tłoczysko tłoka, dnem cylindra, z tłokiem pierwotnym posiadającym tłoczysko i tłokiem wtórnym.

Stosowane są cylindry hydrauliczne, które wytwarzają duże siły przy małych wymiarach i małym ciężarze. Cylindry takie znajdują zastosowanie w technice wbijania pali w konstrukcjach podziemnych oraz w technice wykrawania, a także jako elementy mocujące w obrabiarkach i w robotyce.

Znane na przykład z opisu patentowego nr EP-0 164 334, tego rodzaju rozwiązania posiadają stopniowaną od wewnątrz rurę cylindryczną lub ściankę pośrednią w układzie podwójnym. Takie rozwiązanie wydłuża znacznie cylinder oraz pociąga za sobą również odpowiednie koszty wytwarzania. Uruchomienie takiego cylindra w przypadku, gdy brakuje stałego ogranicznika, prowadzi do jego uszkodzenia, ponieważ albo otwory doprowadzające zostaną przeprowadzone przez uszczelki i zostaną przy tym uszkodzone, albo zostanie znieszczony kołnierz prowadzący drążka tłoka.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie takiego cylindra hydraulicznego z przełożeniem ciśnieniowym, aby nie posiadał wad znanych tego rodzaju cylindrów, przy możliwie jak najbardziej zwartej jego budowie.

Ponadto celem wynalazku jest również takie opracowanie cylindra hydraulicznego z przełożeniem ciśnieniowym, aby mógł być stosowany cylinder bez stopniowania, co pozwoli na znaczne obniżenie kosztów jego wytwarzania.

Zgodnie z wynalazkiem cel ten dla pierwszego przykładu wykonania cylindra osiągnięto dzięki temu, że tłok pierwotny został wyposażony w co najmniej dwa otwory, w które wchodzą co najmniej dwa połączone z tłokiem wtórnym nurniki.

Korzystne też jest to, że na obwodzie tłoka pierwotnego wykonania jest odsadzenie, i że cylinder posiada dwa umieszczone w swoim dnie otwieralne zawory zwrotne, utrzymywane przez sprężyny, przy czym stałe obu sprężyn są różne.

W każdym z zaworów zwrotnych znajduje się otwór, który łączy przednią stronę z tylną stroną zaworu, przy czym komora jednego zaworu zwrotnego jest połączona poprzez pierwszy przewód z przestrzenią, która znajduje się między kołnierzem prowadzącym tłoczysko tłoka i tłokiem wtórnym.

Komora drugiego zaworu zwrotnego jest poprzez drugi przewód połączona z przestrzenią, która znajduje się między dnem cylindra i tłokiem pierwotnym. Każda z tylnych części obu komór posiada tłok otwierający, przy czym tylne części są połączone ze sobą poprzez trzeci przewód, który uchodzi do przestrzeni między rurą cylindryczną i odsadzeniem na tłoku pierwotnym.

Cel wynalazku dla drugiego przykładu wykonania cylindra hydraulicznego osiągnięto dzięki temu, że tłok pierwotny został wykonany jako wielostopniowy i że został przez niego przeprowadzony przewód ciśnieniowy. Istotnym też jest, że tłok wtórny został wyposażony w dwustopniowy otwór osiowy, który na obu końcach posiada uszczelki, a między zewnętrzną stroną tłoka pierwotnego i wewnętrzną stroną tłoka wtórnego utworzona została komora.

Korzystnie jest, gdy cylinder posiada dwa umieszczone w swoim dnie, utrzymywane przez sprężyny, otwieralne zawory zwrotne i gdy stałe obu sprężyn są różne.

Korzystnie też jest, gdy w każdym z otworów zwrotnych znajduje się otwór, który łączy przednią stronę z tylną stroną zaworu, przy czym komora jednego zaworu zwrotnego jest poprzez pierwszy przewód połączona ze znajdującą się między kołnierzem prowadzącym drążka tłoka i tłokiem przestrzenią.

Zgodnie z wynalazkiem przewiduje się także, żeby komora drugiego zaworu zwrotnego była poprzez drugi przewód połączona ze znajdującą się między dnem cylindra i tłokiem pierwotnym przestrzenią.

Celowym też jest, żeby tylne części obu komór posiadały po jednym tłoku otwierającym i żeby tylne części były połączone ze sobą poprzez trzeci przewód, który posiada ujście.

Ponieważ tłoczysko tłoka pierwotnego przechodzi przez tłok wtórny, a w przypadku konstrukcji z nurnikami przechodzą one z kolei przez tłok pierwotny, wymaga to zminimalizowania długości.

165 086

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia cylinder hydrauliczny w przekroju poosiowym, fig. 2 - cylinder hydrauliczny w przekroju poosiowym i w drugim przykładzie wykonania, fig. 3 - cylinder hydrauliczny w przekroju poosiowym i w trzecim przykładzie wykonania oraz fig. 4 - cylinder hydrauliczny w przekroju poosiowym, i w czwartym przykładzie wykonania.

Cylinder 1 jest zamknięty z jednej strony kołnierzem prowadzącym 2 tłoczysko tłoka, a z drugiej strony dnem 3 cylindra. Tłok pierwotny 4 jest wyposażony w dwa otwory 5 i 6, w które wchodzą dwa nurniki 7 i 8. Otwory 5 i 6 są wyposażone w uszczelki 9 i 10. Nurniki 7 i 8 są sztywno połączone z tłokiem wtórnym 11 w postaci pierścienia. Tłok wtórny 11 jest prowadzony na tłoczysku 12 tłoka pierwotnego 4 i jest za pomocą.uszczelek 13 i 14 uszczelniony w sposób ruchomy względem cylindra 1 tłoczyska 12. W kołnierzu prowadzącym 2 znajduje się również uszczelka 15 do uszczelniania tłoczyska 12 względem kołnierza. Tłok pierwotny 4 jest na swym oddalonym od tłoczyska 12 końcu również wyposażony w uszczelkę 16. Tłok pierwotny i wtórny są na górnej połówce fig. 1 przedstawione w pierwszym położeniu, a na dolnej połówce w położeniu drugim. Dno 3 cylindra zawiera dwa otwierane zawory 17 i 18, przy czym zawór zwrotny 17 jest utrzymywany przez mocną sprężynę 19, a zawór zwrotny 18 przez słabą sprężynę 20. Zawory zwrotne 17 i 18 są otwierane przez dwa, wykonane w postaci kulek tłoki otwierające 21 i 22.

Przewód doprowadzający 23 dla cieczy uchodzi do obu wąskich obszarów 24 i 25 komór 26,27 zaworów zwrotnych. Przewód 23 uchodzi w miejscach 28 i 29, które znajdują się między zaworami zwrotnymi 17 i 18 i tłokami otwierającymi 21 i 22, do wąskich części 24 i 25 komór 26 i 27. Następny przewód doprowadzający dla cieczy uchodzi w miejscach 31 i 32 do obszarów 33 i 34 komór zaworów zwrotnych, które znajdują się za tłokami otwierającymi i łączy obie komory. Następny przewód 35 łączy komorę zaworu zwrotnego 26 z przestrzenią między tłokiem wtórnym 11 i kołnierzem prowadzącym tłoczysko 2 tłoka. Następny przewód 37 łączy część 34 komory zaworu zwrotnego 27 z miejscem ujścia 38 do rury cylindrycznej. Następny przewód 39 łączy komory zaworu zwrotnego 27 z przestrzenią 40, która znajduje się między dnem 3 cylindra i tłokiem pierwotnym 4. W zaworach zwrotnych 17 i 18 znajdują się otwory 41 i 42, które łączą stronę przednią ze stroną tylną zaworów. Na tłoku pierwotnym 4 lub na tłoku wtórnym 11 lub na obu jednocześnie znajduje się odsadzenie 43, tak że między powierzchnią płaszcza tłoka pierwotnego i/lub tłoka wtórnego i rurą cylindryczną tworzy się szczelina.

Poniżej jest objaśniona bliżej zasada działania cylindra hydraulicznego według fig. 1. Oba tłoki 4 i 11 znajdują się w swych położeniach wyjściowych, jak pokazuje górna połówka fig. 1. Gdy tylko w przewodzie 23 zaczyna rosnąć ciśnienie hydrauliczne, otwiera się zawór 18 ze słabą sprężyną 20 i w ten sposób płyn ciśnieniowy może przepływać przez otwór 42 i przewód 39 do komory 40. Tłok pierwotny 4 porusza się tak długo, aż natrafi na twardy opór. Przepływ cieczy ciśnieniowej zostaje na krótki czas przerwany, przy czym zawór zwrotny 18 ze słabą sprężyną 20 zamyka się, a na skutek rosnącego ciśnienia otwiera się zawór zwrotny 17 z mocną sprężyną 19. Ciecz ciśnieniowa przepływa przez przewód 35 do komory 36, co pociąga za sobą ten skutek, że zaczyna się poruszać tłok wtórny 11, a nurniki 7 i 8 wchodzą w otwory 5 i 6 tłoka pierwotnego 4. Proporcja między poddawanymi działaniu ciśnienia powierzchniami tłoka wtórnego 11 i nurników 7 i 8 jest tak dobrana, że powstaje przełożenie hydrauliczne. Na skutek wnikania nurników 7 i 8 w otwory 5 i 6 podwyższa się ciśnienie cieczy w komorze 40 zgodnie z przełożeniem hydraulicznym. Tłok pierwotny 4 przemieszcza się ze zwiększoną siłą do przodu tak długo, aż opór osiągnie tę samą wielkość, co wytwarzana siła. W tym przypadku zarówno tłok pierwotny 4, jak też tłok wtórny 11 nie osiągają swego położenia końcowego. Ciśnienie w doprowadzeniu wyrównuje się, zawór zwrotny 17 zamyka się i dopływ cieczy hydarulicznej może zostać przerwany. Osiągnięte ciśnienie jest utrzymywane.

Aby oba tłoki przywieść do położenia wyjściowego, zwiększone zostaje ciśnienie w przewodzie 30, przy czym tłoki otwierające 21 i 22 otwierają oba zawory zwrotne 17 i 18. Ciecz ciśnieniowa przepływa przy tym przez przewód 37 do komory 45 i przepycha tłok pierwotny 4 i tłok wtórny 11 z powrotem do ich położeń wyjściowych. Ciecz ciśnieniowa może bezciśnieniowo uchodzić z komór 36 i 40 przez przewód 35, 39 i 23.

165 086

Jeżeli tłok pierwotny 4 w swoim ruchu do przodu nie natrafi na stały opór, wówczas dochodzi on do tłoka wtórnego 11, przy czym ten ostatni nie może wówczas wykonywać żadnego ruchu, i nie zostaje zapoczątkowany wzrost ciśnienia. Na kołnierz prowadzący drążek tłoka 2 oddziałuje w tym przypadku jedynie siła pierwotna i nie może on ulec zniszczeniu. Odsadzenie 43 na tłoku pierwotnym 4 lub na tłoku wtórnym 11 odpowiada za to, aby ujście 38 przewodu 37 nie zostało zasłonięte uszczelką i aby za pośrednictwem odsadzania 43 utrzymywane było w sposób ciągły hydrauliczne połączenie z komorą 45. Jeżeli tłok pierwotny 4 natrafi w trakcie swego ruchu ku przodowi na opór elastyczny, wówczas zostaje zapoczątkowany proces przełożenia, jednak nie jest osiągana maksymalna siła, ponieważ tłok wtórny 11 po zrealizowaniu swego suwu z nurnikami 7 i 8 dochodzi do styku z dnem cylindra 3 przez co proces przełożenia zostaje przerwany. Nie przejeżdża się przy tym również przez ujście 38 przewodu 37 i nie są niszczone uszczelki. Położenie to jest odtworzone na dolnej części fig. 1.

W przykładzie wykonania według fig. 2 rura cylindryczna 46 posiada odsadzenie 47, przy pomocy którego utworzony jest stały ogranicznik 48 dla tłoka pierwotnego.

W przykładzie wykonania według fig. 3 ogranicznik dla tłoka pierwotnego jest utworzony przez podzielony pierścień 49 wewnątrz rury cylindrycznej 50, który to pierścień jest ściskany przez pierścień sprężynujący 51. Rozwiązania według fig. 2 i 3 są mniej korzystne niż według fig. 1, ponieważ przy wykonywaniu suwu powstaje jednak przełożona siła, która musi być następnie przejmowana przy użyciu znacznych nakładów. Również w postaciach wykonania według fig. 2 i 3 na górnej i dolnej połówce rysunku przedstawione są różne położenia tłoków. Zasada działania przykładów wykonania według fig. 2 i 3 jest taka sama, jak w przykładzie wykonania według fig. 1.

W przykładzie wykonania według fig. 4 tłok pierwotny 52 nie posiada otworów osiowych, a tłok wtórny 53 nie posiada nurników. W tym przykładzie wykonania tłok pierwotny jest wykonany trójstopniowo i posiada osiowy przewód 54, który łączy komorę 55 z komorą 56. Tłok wtórny 53 posiada dwustopniowy otwór 57, który na obu końcach jest wyposażony w uszczelki 58, 59 i 60. Odsadzenie 61 na tłoku wtórnym odpowiada za to, aby między ujściem przewodu 62 i komorą 63 istniało w sposób ciągły połączenie hydrauliczne. Działanie jest takie samo, jak w postaci wykonania według fig. 1, to znaczy, przy maksymalnym wysunięciu tłoka pierwotnego 53 nie może zachodzić przełożenie hydrauliczne. Również w przykładzie wykonania według fig. 4 na górnej i dolnej połówce rysunku przedstawione są różne położenia tłoków. Wykonanie cylindrów hydraulicznych według fig. 1 i 4 zapobiega powstawaniu przełożenia hydraulicznego wtedy, gdy tłoczysko tłoka pierwotnego nie napotyka na opór zewnętrzny, przez co zbędna staje się konieczność przejmowania dużych sił przez elementy cylindra normalnie tymi siłami nie obciążone. Możliwość zastosowania dostępnych w handlu, bezstopniowych rur cylindrycznych w przykładach wykonania według fig. 1, 3 i 4 pozwala na znaczne obniżenie kosztów wytwarzania. Dzięki umieszczeniu zaworów zwrotnych w dnie cylindra obszar wysokiego ciśnienia jest ograniczony tylko do jednej przestrzeni, a jej wielkość jest określana przez suw tłoka pierwotnego. W części niskociśnieniowej, w obszarze tłoka wtórnego, cylinder może być zwężony, co jest pożądane zwłaszcza przy zastosowaniu jako cylinder zaciskowy w konstrukcjach podziemnych, ponieważ element zaciskowy może być wówczas wykonany jako bardziej masywny. Przykład wykonania według fig. 4 nadaje się przede wszystkim na cylindry o małych średnicach dla robotyki.

165 086

FIG. 4

55

39

62

FIG. 2

FIG. 3

FIG. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Cylinder hydrauliczny z przełożeniem ciśnieniowym z rurą cylindryczną, kołnierzem prowadzącym tłoczysko tłoka, dnem cylindra, wyposażonym w tłoczysko tłokiem pierwotnym i tłokiem wtórnym, znamienny tym, że tłok pierwotny (4) cylindra jest wyposażony w co najmniej dwa otwory (5, 6), które wchodzą co najmniej dwa, połączone z tłokiem wtórnym (11), nurniki (7, 8).
2. Cylinder hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że na obwodzie tłoka pierwotnego (4) wykonane jest odsadzenie (43).
3. Cylinder hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada dwa umieszczone w dnie (3) cylindra, utrzymywane przez sprężyny (19, 20), otwieralne zawory zwrotne (17,18).
4. Cylinder hydrauliczny według zastrz. 3, znamienny tym, że stałe obu sprężyn (19, 20) są różne.
5. Cylinder hydrauliczny według zastrz. 3, znamienny tym, że w każdym z zaworów zwrotnych (17,18) znajduje się otwór (41, 42), który łączy przednią stronę z tylną stroną zaworu (17,18).
6. Cylinder hydrauliczny według zastrz. 3, znamienny tym, że komora (26) jednego zaworu zwrotnego (17) jest poprzez pierwszy przewód (35) połączona ze znajdującą się między kołnierzem prowadzącym drążek tłoka (2) i tłokiem wtórnym (11) przestrzenią (36).
7. Cylinder hydrauliczny według zastrz. 3, znamienny tym, że komora (27) drugiego zaworu zwrotnego (18) jest poprzez drugi przewód (37) połączona ze znajdującą się między dnem cylindra (3) i tłokiem pierwotnym (4) przestrzenią (40).
8. Cylinder hydrauliczny według zastrz. 3, znamienny tym, że w zaworach (17, 18) każda z tylnych częściach (24, 25) obu komór (26, 27) posiada tłok otwierający (21, 22), przy czym tylne części są połączone ze sobą poprzez trzeci przewód (37), który uchodzi do przestrzeni (44) między rurą cylindryczną (1) i odsadzeniem (43) na tłoku pierwotnym (4).
9. Cylinder hydrauliczny w położeniu ciśnieniowym z rurą cylindryczną, kołnierzem prowadzącym tłoczysko tłoka, dnem cylindra, wyposażonym w tłoczysko tłokiem pierwotnym i tłokiem wtórnym, znamienny tym, że tłok pierwotny (52) jest wykonany jako wielostopniowy i że jest przez niego przeprowadzony przewód osiowy (54).
10. Cylinder hydrauliczny według zastrz. 9, znamienny tym, że tłok wtórny (53) jest wyposażony w dwustopniowy otwór osiowy (57), który na obu końcach posiada uszczelki (58, 59), a między zewnętrzną stroną tłoka pierwotnego (52) i wewnętrzną stroną tłoka wtórnego (53) utworzona jest komora (56).
11. Cylinder hydrauliczny według zastrz. 9, znamienny tym, że posiada dwa umieszczone w dnie (3) cylindra utrzymywane przez sprężynę (19, 20), otwieralne zawory zwrotne (17,18).
12. Cylinder hydrauliczny według zastrz. 11, znamienny tym, że stałe obu sprężyn (19, 20) są różne.
13. Cylinder hydrauliczny według zastrz. 11, znamienny tym, że w każdym z zaworów zwrotnych (17,18) znajduje się otwór (41,42), który łączy przednią stronę z tylną stroną zaworu (17,18).
14. Cylinder hydrauliczny według zastrz. 11, znamienny tym, że komora (26) jednego zaworu zwrotnego (17) jest poprzez pierwszy przewód (35) połączona ze znajdującą się między kołnierzem prowadzącym drążka tłoka (2) i tłokiem wtórnym (11) przestrzenią (36).
15. Cylinder hydrauliczny według zastrz. 11, znamienny tym, że komora (27) drugiego zaworu zwrotnego (18) jest poprzez drugi przewód (39) połączona ze znajdującą się między dnem cylindra (3) i tłokiem pierwotnym (52) przestrzenią (55).
16. Cylinder hydrauliczny według zastrz. 11, znamienny tym, że w zaworach (17, 18) .tylne części (24,25) obu komór (26,27) posiadają po jednym tłoku otwierającym (21,22), przy czym tylne części są połączone ze sobą poprzez trzeci przewód (37), który posiada ujście (62).

165 086