PL216882B1 - Rozrusznik hydrauliczny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest rozrusznik hydrauliczny, z hydraulicznym napędem zespołu sprzęgającego i zespołu wysuwu. Rozrusznik przeznaczony jest do rozruchu napędowych silników spalinowych, zwłaszcza silników urządzeń stosowanych w górnictwie podziemnym.

Najczęściej stosowanymi urządzeniami rozruchowymi są rozruszniki elektryczne, które znajdują zastosowanie przede wszystkim w przemyśle samochodowym. Znany z opisu patentowego PL152524 rozrusznik elektryczny ma przesuwny wałek zębaty, zazębiający się z wieńcem zębatym koła zamachowego silnika spalinowego oraz elektromagnes, silnik elektryczny obracający wałek zębaty i giętką przekładniową dźwignię połączoną odpowiednio swoimi końcami ze zworą elektromagnesu i ruchomym elementem przesuwającym wałek zębaty. Dźwignia ta przechodzi przez szczelinę w przegubie zamocowanym obrotowo wewnątrz obudowy rozrusznika i jest zabezpieczona elementami ustalającymi przed odsuwaniem się od ruchomego elementu przesuwającego wałek zębaty.

Znane są również, z opisów patentowych PL167515, PL170807, PL172529, PL172534 i PL182030, elektryczne rozruszniki silników samochodowych, które mają budowę zbliżoną do rozwiązania opisanego powyżej. Zasadnicza różnica pomiędzy nimi polega na odmiennych rozwiązaniach konstrukcyjnych kształtu dźwigni, jej mocowania oraz połączeń tej dźwigni z zespołami: sprzęgającym i wysuwu.

Jeszcze inne rozwiązanie elektrycznego rozrusznika silnika spalinowego z przekładnią zębatą przedstawiono w opisie zgłoszeniowym wynalazku PL329771. Rozrusznik ten zawiera korpus z uzwojeniem wzbudzania, wirnik oraz wyłącznik elektromagnetyczny i połączony jest z głowicą oraz zespołem sprzęgającym poprzez zespół dźwigni. Ponadto rozrusznik wyposażony jest w przekładnię planetarną, osadzoną w tarczy pośredniej.

Ponadto, z produkcji amerykańskiej firmy Kocsis Techinologies, Inc. oraz szwajcarskiej firmy Huegli Tech AG, znany jest rozrusznik posiadający wielotłoczkowy osiowy silnik hydrauliczny, który poprzez sprzęgło połączony jest z zębnikiem przekazującym napęd rozruchu na silnik. Obroty wału silnika hydraulicznego zasilanego z obiegu hydraulicznego powodują obrót zębnika, a jego wysuw następuje na skutek działania siły odśrodkowej wywołanej tymi obrotami. Po dokonaniu rozruchu silnika spalinowego i zaniku obrotów wału silnika hydraulicznego zębnik powraca do stanu wyjściowego, na skutek działania zabudowanej na jego wałku sprężyny. Rozwiązanie to wymaga zastosowania rozbudowanego hydraulicznego układu zasilająco-sterującego.

Inny rozrusznik produkowany przez te firmy ma silnik hydrauliczny połączony za pośrednictwem sprzęgła z zębnikiem oraz dodatkowo zabudowany hydrauliczny zespół tłoka, który sztywno poprzez wysięgnik sprzężony jest z mechanizmem sprzęgła i zębnika. Przesuw tego tłoka, pod wpływem działania oleju pod ciśnieniem, powoduje wysuw zębnika obracającego się w wyniku obrotów przekazanych przez silnik hydrauliczny. Na tłoczysku zespołu tłoka znajduje się sprężyna, która z chwilą zakończenia cyklu rozruchu i zaniku ciśnienia oleju pod tłokiem powoduje powrót zespołu tłoka do stanu wyjściowego, a wraz z nim powrót zębnika. Rozwiązanie to wyposażone jest w usytuowany poza rozrusznikiem skomplikowany zespół zaworowy sterujący układem hydraulicznym rozrusznika.

Przedstawione rozwiązania rozruszników elektrycznych mają ograniczony zakres stosowania, gdyż nie spełniają wymogów, zwłaszcza w zakresie bezpieczeństwa, stawianych urządzeniom przeznaczonym do pracy w warunkach górnictwa podziemnego. Natomiast opisane rozruszniki hydrauliczne charakteryzują się znaczną awaryjnością w przypadku realizacji wysuwu zębnika pod wpływem siły odśrodkowej. Ponadto wymagają konieczności zastosowania skomplikowanych systemów hydraulicznego sterowania, zlokalizowanych poza rozrusznikiem, powodujących niekorzystny wzrost gabarytów urządzenia.

Rozwiązanie według wynalazku polega na zastosowaniu zintegrowanego z urządzeniem oryginalnego, nowego rozwiązania zespołu sterowniczego, który na drodze hydraulicznej zapewnia łagodne i bezkolizyjne wprowadzenie zębnika rozrusznika w zazębienie z wieńcem zębatym koła zamachowego silnika spalinowego, a po dokonaniu rozruchu szybki powrót zębnika do pozycji wyjściowej. Zespół sterowniczy, usytuowany w zintegrowanym z kadłubem rozrusznika korpusie, ma osadzony w nim przesuwnie element przekazujący poprzez dźwignię ruch posuwu na zębnik. Na element ten działa z jednej strony ciśnienie medium, a z drugiej siła sprężyny. Istota rozwiązania polega na tym, że oprócz popychacza w zintegrowanym z kadłubem rozrusznika korpusie osadzony jest przesuwnie w jednej osi z popychaczem suwak, który to jest dociskany sprężyną do gniazda korpusu. Suwak ten ma przelotowy dławik, który korzystnie usytuowany jest w tej samej osi co popychacz i suwak.

PL 216 882 B1

Rozrusznik posiada też drugi dławik, który osadzony jest w kanale, którym medium dopływa pod tłok popychacza oraz zawór zwrotny, który osadzony jest w kanale, którym medium spływa spod tłoka popychacza.

Rozrusznik wyposażony jest również w dwustronną dźwignię, łączącą osadzony w korpusie przesuwany ciśnieniem medium popychacz z przesuwnym na tulei pierścieniem znajdującymi się wewnątrz kadłuba.

Ponadto, w kadłubie rozrusznika osadzony jest zębaty hydrauliczny silnik.

Korpus zawierający zespół sterowniczy może być połączony z kadłubem rozrusznika rozłącznie.

Korpus z kadłubem mogą stanowić również jednolitą nierozłączną konstrukcję spawaną, odlewaną lub lano-spawaną.

Rozwiązanie według wynalazku pokazano w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia cały rozrusznik w przekroju podłużnym, fig. 2 pokazuje korpus i elementy układu sterującego w widoku od strony popychacza, fig. 3 pokazuje jego układ sterujący w przekroju poprowadzonym wzdłuż płaszczyzny A-A zaznaczonej na fig. 2, fig. 4 przedstawia korpus i elementy układu sterującego w przekroju poprowadzonym wzdłuż płaszczyzny B-B zaznaczonej na fig. 3, a fig. 5 pokazuje schemat układu hydraulicznego rozrusznika.

Rozrusznik 1 posiada kadłub 2, w którym jest osadzony hydrauliczny zębaty silnik 3 i ułożyskowany wałek 4. Wałek 4 przenosi obroty za pomocą sprzęgła 5 z silnika 3 na przesuwnie osadzoną na nim tuleję 6 sprzężoną z zębnikiem 7 poprzez jednokierunkowe sprzęgło 8. Na tulei 6 znajduje się przesuwny pierścień 9 i amortyzująca sprężyna 10, która opiera się z jednej strony o jednokierunkowe sprzęgło 8, a z drugiej strony o pierścień 9 oparty z kolei o kołnierz tulei 6. Do kadłuba 2 przymocowany jest korpus 11 mieszczący elementy hydraulicznego sterowania działaniem rozrusznika 1. W korpusie 11 znajduje się popychacz 12, który osadzony jest przesuwnie w gnieździe 14 korpusu 11 i połączony dwustronną dźwignią 15 z pierścieniem 9 poprzez półpierścień 16 umieszczony w rowku pierścienia 9. Na popychaczu 12 osadzona jest sprężyna 13, która oparta jest z jednej strony o tłok 17 popychacza 12, a z drugiej strony o gniazdo 14 korpusu 11. Jednocześnie w korpusie 11 zabudowany jest suwak 19, który usytuowany jest w tej samej osi 18 co popychacz 12. Suwak 19 dociskany jest sprężyną 20 do gniazda 21 korpusu 11. Sprężyna 20 z jednej strony opiera się o gniazdo suwaka 19, a z drugiej strony o gniazdo przyłączki 22. W osi 18 suwaka 19 znajduje się dławik 23 ograniczający dopływ oleju do hydraulicznego silnika 3 rozrusznika 1.

Ponadto w korpusie 11 zabudowany jest w kanale 26 drugi dławik 24 ograniczający dopływ oleju pod tłok 17 popychacza 12 oraz zwrotny zawór 25, który umieszczono w spływowym kanale 27 spod tłoka 17 popychacza 12.

Korpus 11 może być przymocowany do kadłuba 2 rozłącznie za pośrednictwem śrub. W odmiennym wykonaniu kadłub 2 i korpus 11 mogą stanowić jednolity element, na przykład w postaci spawanej konstrukcji.

Działanie rozrusznika polega na łagodnym wprowadzeniu i zazębieniu zębnika 7 z nie pokazanym na rysunku wieńcem zębatym koła zamachowego silnika spalinowego. Zazębienie zębnika 7 realizowane jest dzięki jednoczesnemu ruchowi obrotowemu przekazanemu z hydraulicznego silnika 3 i wysuwowi zębnika 7 przekazywanemu poprzez dźwignię 15, w wyniku ruchu przesuwu popychacza 12. Położenie suwaka 19 dociskanego sprężyną 20 do gniazda 21 powoduje przepływ oleju przez przelotowy dławik 23, przez który może przepłynąć do hydraulicznego silnika 3 tylko taka ilość oleju, aby nastąpił jego bardzo powolny obrót. Ruch wysuwu popychacza 12 następuje po pokonaniu oporu sprężyny 17, pod wpływem ciśnienia oleju wywieranego na tłok 17 popychacza 12. Prędkość ruchu popychacza 12 zależy od przepustowości zabudowanego w dopływowym kanale dławika przez który olej dopływa pod tłok 17 popychacza 12. Takie rozwiązanie gwarantuje łagodne zazębienie zębnika 7 z wieńcem koła zamachowego silnika. Ograniczony przepływ strumienia oleju do hydraulicznego silnika 3 trwa do momentu wysunięcia i zazębienia zębnika 7. W ostatniej fazie ruchu popychacza 12, styka się on z suwakiem 19 powodując jego przesunięcie i odsunięcie od gniazda 21, a tym samym otwarcie przepływu pełnego strumienia oleju bezpośrednio do hydraulicznego silnika 3. Powrót do położenia wyjściowego popychacza 12 i suwaka 19 następuje pod wpływem sprężyn 13 i 20, z chwilą zaniku ciśnienia oleju. Dodatkowo w układzie hydraulicznym dla uzyskania szybkiego ruchu powrotnego popychacza 12, zastosowano zwrotny zawór 25, który po otwarciu kieruje olej bezpośrednio do spływu kanałem 27 z pominięciem dławika 24. Jednokierunkowe sprzęgło 8 uniemożliwia przeniesienie napędu silnika na rozrusznik 1 kiedy silnik spalinowy rozpocznie normalną pracę, zaś amortyzująca sprężyna 10 stanowi dodatkowe zabezpieczenie zębów zębnika 7.

PL 216 882 B1

Jako medium w układzie hydraulicznym rozrusznika oprócz oleju może znaleźć zastosowanie inna ciecz, na przykład emulsja olejowa.

Rozrusznik według wynalazku ma napęd, który umożliwia zastosowanie go w górnictwie podziemnym, nawet w obszarach najbardziej zagrożonych. Umieszczenie całego systemu sterowania pracą rozrusznika wewnątrz urządzenia pozwala na uzyskanie małych gabarytów, co ma także niezwykle istotne znaczenie dla urządzeń górniczych.

Claims (7)

1. Rozrusznik hydrauliczny silnika spalinowego posiadający kadłub, w którym osadzony jest hydrauliczny silnik, nadający ruch obrotowy zębnika oraz korpus z osadzonym w nim przesuwnie elementem przekazującym poprzez dźwignię ruch posuwu na zębnik, na który to element działa z jednej strony ciśnienie medium, a z drugiej siła sprężyny, znamienny tym, że w zintegrowanym z kadłubem (2) korpusie (11) ma oprócz popychacza (12) osadzony przesuwnie w jednej osi (18) z tym właśnie popychaczem (12) suwak (19), który to jest dociskany sprężyną (20) do gniazda (21) korpusu (11) i ma przelotowy dławik (23), który korzystnie usytuowany jest w tej samej osi (18), co popychacz (12) i suwak (19).

2. Rozrusznik hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że ma dławik (24) osadzony w dopływowym pod tłok (17) popychacza (12) kanale (26).

3. Rozrusznik hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że ma zwrotny zawór (23) osadzony w spływowym spod tłoka popychacza (12) kanale (27).

4. Rozrusznik hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że ma dwustronną dźwignię (15) łączącą osadzony w korpusie (11) przesuwany ciśnieniem medium popychacz (12) z przesuwnym na tulei (6) pierścieniem (9) znajdującymi się wewnątrz kadłuba (2).

5. Rozrusznik hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że ma osadzony w kadłubie (2) zębaty hydrauliczny silnik (3).

6. Rozrusznik hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus (11) jest połączony rozłącznie z kadłubem (2).

7. Rozrusznik hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus (11) i kadłub (2) stanowią jednolitą nierozłączną konstrukcję spawaną, odlewaną lub lano-spawaną.