PL438675A1 - Rozdzielacz hydrauliczny - Google Patents

Abstract

Rozdzielacz hydrauliczny znajdujący zastosowanie do sterowania kierunkiem przepływu cieczy roboczej w układach hydraulicznych, w szczególności układach narażonych na drgania zewnętrzne jakie występują w maszynach roboczych, urządzeniach mobilnych i pojazdach specjalnych i utworzony z korpusu (1), w którym utworzona jest komora rozdzielcza (2), w której umiejscowiony jest suwak (3) w skrajnych pozycjach położenia przepływowo zestawiający ze sobą odchodzące od komory rozdzielczej (2) kanały przepływowe (P, A, B, T, T), których drugie końce wyprowadzone są na zewnętrzną powierzchnię korpusu (1), przy czym korpus (1) co najmniej z jednej bocznej strony zestawiony jest z elektromagnesem (4) sterującym położeniem suwaka (3) poprzez wychodzący z niego rdzeń (5), który z suwakiem (3) zestawiony jest osiowo, a poza tym w komorze rozdzielczej (2) po obu stronach suwaka (3) umiejscowione są sprężyny (6), które przy braku zasilania elektromagnesu (4) pozycjonują suwak (3) pośrodku komory rozdzielczej (2), charakteryzuje się tym, że na obu czopowatych końcach suwaka (3) zamocowana jest trwale tarcza dławiąca (7), z których każda obwodowo spasowana jest z pobocznicą komory rozdzielczej (2) i w której każdej utworzone są stożkowe otwory przelewowe (8) z naprzemiennie w przeciwnych kierunkach nachylonymi pobocznicami, a w korpusie (1) utworzone są dwa kanały przepływowe (9, 10), z których pierwszy (9) z komorą rozdzielczą (2), przy każdym jej końcu, połączony jest na jej odcinku przed tarczą dławiącą (7), a drugi (10) na jej odcinku za tarczą dławiącą (7), a poza tym komora rozdzielcza (2) wyposażona jest w zawór ciśnieniowy (11).

Description

Rozdzielacz hydrauliczny Przedmiotem wynalazku jest rozdzielacz hydrauliczny znajdujacy zastosowanie do sterowania kierunkiem przeplywu cieczy roboczej w ukladach hydraulicznych, w szczególnosci ukladach narazonych na drgania zevmetrzne jakie wystepuja w maszynach roboczych, urzadzeniach mobilnych i pojazdach specjalnych.

W obecnie uzywanych rozdzielaczach hydraulicznych znane sa skutki dzialania zewnetrznych drgan mechanicznych na obudmve rozdzielacza. Gdy kierunek ich dzialania pokrywa sie z osia suwaka rozdzielacza, to suwak ró,vniez zostaje wzbudzony w drgania. Wynika to z zastosowanych sprezyn pO'\\TOtnych oraz typowego napedu elektromagnetycznego suwaka. Drgania zewnetrzne prowadza do niestabilnych polozen suwaka oraz pulsacji wydajnosci i cisnienia, na skutek okresowo zmieniajacej si9 szczeliny przeplywowej w rozdzielaczu. W ponizszych opisach ujawniono konstrukcje, których celem jest wyeliminowanie po-w-yzej opisanych niekorzystnych zjawisk w pracy rozdzielacza.

I tak, z polskiego opisu patentowego PL 235454 znany jest rozdzielacz hydrauliczny, który sklada sie z korpusu. we""natrz którego znajduje sie element sterujacy/suwak, który centrowany jest z obu stron sprezyna i który zestawiony jest z elektromagnesami. Pomiedzy elektromagnesami a sprezynami znajduja sie podkladki elastyczne, które stykaja sie wylacznie ze sprezynami elektromagnesami wyposazonymi w zwory elektromagnesu, na które nasadzone sa zakonczone kuliscie nasadki. Zastosowanie po powoduje redukcje drgan przekazywanych od drgajacego korpusu na element sterujacy rozdzielacza hydraulicznego. Powyzsze w pewnym stopniu doprowadza do poprawy stabilnosci pracy zaworu oraz zmniejszenia drgan elementu sterujacego i redukcji pulsacji cisnienia w ukladzie hydraulicznym.

Z polskiego zgloszenia patentowego P.422548 znany jest rozdzielacz hydrauliczny zbudowany z korpusu, w którym umieszczony jest suwak poruszany zespolem napedowym w postaci silnika elektrycznego z napedem srubowym. Suwak jest wydrazony w srodku oraz posiada naciety gwint wewnetrzny. W osi suwaka umieszczona jest sruba napedowa trwale polaczona z walem silnika. Poza tym, w PL 438675 A1 2/10suwaku umieszczona jest dodatkowo, kasujaca luz na gwincie glównym, nakretka, która blokowana jest klejem lub dodatkov.ym kolkiem na zewnetrznej czesci gwintu.

Ujawnione rozwiazanie zapobiega przemieszczaniu sie suwaka pod "''Plywem dzialania zewnetrznych drgai1 na korpus rozdzielacza, w szczególnosci w osi suwaka rozdzielacza.

Ujawnione rozwiazanie w pewnym zakresie poprawia stabilnosc pracy rozdzielacza, eliminuje drgania suwaka oraz prowadzi do redukcji pulsacji wydajnosci i cisnienia w ukladzie hydraulicznym.

Z rosyjski ego zgloszenia patentowego SU 1006822 znany jest uklad hydrauliczny przeznaczony do redukcji drgan znacznej masy uzyskanej ze zwiekszonej objetosci tloka w silowniku. Glóv.ny tlok podparty jest z obu stron popychaczami zakonczonymi mniejszymi tlokami znajdujacymi sie w komorach cylindra. Niewielkie wychylenie glównego tloka powoduje przesterowanie rozdzielacza hydraulicznego, powodujac wyrównanie sil dzialajacych na glówny tlok w wyniku pracy ukladu hydraulicznego. Dzieki takiemu ukladowi uzyskuje sie tlumienie masy glównego tloka.

W rozwiazaniu znanym z polskiego zgloszenia wynalazku P.290296 odnoszacego sie do hydraulicznego tlumika drgan powstajacych przy zmianie kierunku ruchu cieczy zastosowano tlumienie przeplywu miedzy komorami silownika poprzez wprowadzenie nastawnych zaworów dlawiacych. Ruch cieczy przez zawory '\\ynika z ruchu tloka wewnatrz silownika.

Znane jest takze z polskiego zgloszenia wynalazku P.401969 zastosowanie tarczy tlumiacej do redukcji drgan elementu zamykajacego w mikrozaworze maksymalnym. W przedstawionym rozwiazaniu tarcza zamontowana jest w sposób staly na elemencie sterujacym praca suwaka.

Problemem jaki stoi do rozwiazania przed przedmiotowym ,vynalazkiem jest konstrukcja, która skutecznie zapewni niwelowanie skutków oddzialywania zewnetrznych drgan mechanicznych na obudowe rozdzielacza.

Rozdzielacz hydrauliczny utworzony z korpusu, w którym utworzona jest komora rozdzielcza, w której umiejscowiony jest suwak w skrajnych pozycjach polozenia przeplywowo zestawiajacy ze soba odchodzace od komory rozdzielczej kanaly przeplywowe, których drugie konce wyprowadzone sa na zewnetrzna powierzchnie korpusu, przy czym korpus co najmniej z jednej bocznej strony zestawiony jest z elektromagnesem sterujacym polozeniem suwaka poprzez wychodzacy z niego rdzen, który z suwakiem zestawiony jest osiowo, a poza tym w komorze rozdzielczej po obu stronach suwaka umiejscowione sa sprezyny, które przy PL 438675 A1 3/10braku zasilania elektromagnesu pozycjonuja suwak posrodku komory rozdzielczej, wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, iz na obu czopowatych koncach suwaka zrunoco,vana jest tnvale tarcza dlmviaca, z których kazda obwodowo spasowana jest z pobocznica komory rozdzielczej i w której kazdej utworzone sa stozkowe otwory przelewowe z naprzemiennie w przeciwnych kierunkach nachylonymi pobocznicami, a w korpusie utworzone sa dwa kanaly przeplywowe, z których pierwszy z komora rozdzielcza, przy kazdym jej koncu, polaczony jest na jej odcinku przed tarcza dlawiaca a drugi na jej odcinku za tarcza dlawiaca, a poza tym komora rozdzielcza wyposazona jest w zawór cisnieniowy - maksymalny.

Utworzenie w korpusie dwóch kanalów przeplywowych jak w rozwiazaniu wedlug wynalazku pozwala na przemieszczanie sie cieczy w komorze rozdzielczej z j~j jednego konca na drugi koniec - na zewnetrzne strony suwaka. Podparcie hydrauliczne suwaka oraz tlumienie przeplywu cieczy uzyskuje sie poprzez zainstalowanie na koncach suwaka tarcz dlawiacych. Rozwiazanie wedlug wynalazku pozwala na redukcje drgan podczas pracy rozdzielacza hydraulicznego.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony zostal na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój osiov.')' rozdzielacza hydraulicznego, fig. 2 tarcze dlawiaca z szescioma stozkmvymi otworami rozmieszczonymi symetrycznie wokól pionowej osi tarczy co kat 60°, a fig. 3 przekrój osiov.y tarczy dlawiacej ze stozkov.')'mi otworami.

Rozdzielacz hydrauliczny w przykladzie wykonania wedlug wynalazku utworzony jest z korpusu 1, w którym utworzona jest komora rozdzielcza 2, w której umiejscowiony jest suwak 3 w skrajnych pozycjach polozenia przeplywowo zestawiajacy ze soba parami odchodzace od komory rozdzielczej 2 kanaly przeplywowe P, A, B, T, T, których drugie konce Vv')'prowadzone sa na zewnetrzna powierzchnie korpusu 1. Od obu naprzeciwleglych boków, korpus 1 zestawiony jest z elektromagnesami 4 sterujacymi polozeniem suwaka 3 poprzez wysuwne z nich rdzenie , z który jeden osiowo zestawiony jest z jednym a drugi z drugim koncem suwaka 3. W komorze rozdzielczej 2 po obu stronach suwaka 3 umiejscowione sa sprezyny 6, które przy braku zasilania elektromagnesów 4 pozycjonuja suwak 3 posrodku komory rozdzielczej 2. Na obu czopowatych koncach suwaka 3 zamocowana jest trwale (przesuwnie wraz z nim) tarcza dlawiaca 7, w której utworzone sa stozkowe otwory przelewowe 8 z naprzemiennie w przeciwnych kierunkach nachylonymi pobocznicami.

W korpusie 1 natomiast utworzone sa dwa kanaly przeplywowe 9, I O, z których pierwszy 9 z komora rozdzielcza 2. przy kazdym jej koncu, polaczony jest na jej PL 438675 A1 4/10odcinku przed tarcza dlawiaca 7 a drugi 1 O, przy kazdym jej koncu, polaczony jest na jej odcinku za tarcza dlawiaca 7. Poza tym, w komore rozdzielcza 2 przy jednym jej koncu wbudowany jest zawór cisnieniowy (maksymalny) 11. Srednica tarcz dlawiacych 7 jest zbiezna ze srednica komory rozdzielczej 2 ,.v obszarze przesuwu tarcz dlawiacych 7. W tarczy dlawiacej 7 utworzonych jest szesc, rozmieszczonych symetrycznie wokól pionowej osi tarczy co kat 60° stozkowych otworów przelewowych 8 (o ksztalcie scietego stozka). Kolejno, naprzemienne nachylenie powierzchni stozkowej co drugiego otworu przelewowego 8 zv.Tócone jest w przeciwnym kierunku. Czyli co 120° otwory przelewowe 8 zwezaja sie w tym samym kierunku. Podczas przeplywu cieczy stozkowe otwory przelewowe 8 dzialaja jako dyfuzor lub konfuzor. Sprezyny 6 pozycjonujace suwak 3 w pozycji wyposrodkowanej, po kazdej ze stron suwaka 3 zaparte sa pomiedzy scinka zamykajaca od boku komore rozdzielcza 2 i tarcza dlawiaca 7. Kazda z tarcza dlawiacych 7 zamontowana jest na stale z suwakiem 3. Taka konstrukcja powoduje ruch cieczy przez otwory przelewowe 8 \V tarczach dlawiacych 7 podczas zmiany pozycji suwaka 3. Przykladowo, tarcze dlawiace 7 moga miec wymiary: srednice zewnetrzna 24 mm, srednice wewnetrzna 1 O mm, grubosc 3 mm, a utworzone w nich otwory przelewowe 8 moga miec nachylenie tworzacej otworu stozkowego 5°, srednice mniejszego otworu stozkowego 2,5 mm, a wiekszego 3 mm. Przedstawione rozwiazanie moze byc stosowane dla rozdzielcza sterowanego za pomoca dwóch cewek elektromagnetycznych - elektromagnesów 4, jak w niniejszym przykladzie wykonania, jak równiez w przypadku sterowania go za pomoca jednej cewki elektromagnetycznej (elektromagnesu). Zasadnicza korzyscia ,vynikajaca z wprowadzonego ukladu tlumienia oddzialywania zewnetrznych drgan mechanicznych jest redukcja przemieszczania sie suwaka 3. W konstrukcji uzyskuje sie poprawe stabilnosci polozenia suwaka 3, wyeliminowanie jego drgan oraz rcdukcj9 pulsacji v.,ydajnosci i cisnienia w ukladzie hydraulicznym, powodowana ruchem drgajacym suwaka 3. Zasada dzialania rozdzielacza wedlug wynalazku jest identyczna jak rozdzielaczy zn~ych ze stanu techniki. I tak, przesuw suwaka 3 w jednym kierunku przeplywowo zestawia ze soba kanaly przeplywowe P i B oraz jeden T i A, a w kierunku przeciwnym kanaly przeplywowe P i A oraz B i drugi T. W rozwiazaniu wedlug wynalazku sprezyny 6 dodatkowo podtrzymuja tarcze dlawiace 7 podczas zmiany pozycji suwaka 3. Tarcza dlawiaca 7 powoduje opory przeplywu cieczy podczas zmiany pozycji suwaka 3. Ruch cieczy przez tarcze dlawiace 7 mozliwy jest dzieki kanalom przeplywowym 9, 10. W wyniku pracy suwaka 3, ciecz przemieszcza sie z jego jednego konca na drugi koniec, PL 438675 A1 /10miedzy przestrzeniami bocznymi 12 suwaka 3. W wyniku podparcia hydraulicznego suwaka· 3 oraz dlawicniu przeplywu cieczy przez tarc.ze dlawiace 7 otr7:ymujc sie redukcje drgan podczas pracy rozdzielacza hydraulicznego. Rozwiazanie moze byc stosowane w jedno lub dwustopniowych rozdzielaczach hydraulicznych.

PL 438675 A1 6/10Zuslr.lei.en it 1mtcnto"' c Ruzdziclm.:z hydraulic1nv utw,Jrmn) 1 korpusu. \V ktorvm mwor1ona jest kumom rozdzielcza. w ktorei umicjscov.ion~ 1est suwak w skrajny.:h pozy~jach polozenia pr,:eolywown 7cstawiajac~ ,:c s;oha ,1dc.:hodzace od komory rozdzidczt:j kanaly pr,eplyv.·nwt• .. k1.órych drn:ii,· kc;nt·e ,,,.yprnv.adznne ,;a na zt·,, .. nvtr1na p,iv,ierzchni-; kPrrusu. rr,y c:,ym k,1rpus co nn; mn;ej :, j~dnej hnc?n\~j strc-ny ,e"lLlV, i fin~ jest „ d •. •ktH'rr.agn~·sl·m ~,emjaq:m p,il; iz,:nit~:n <;H\\ aka pnprz·~·z ,., y1.·hod,,.ac) 7 riege rdn·n, kt!n:, ,: •.uw,1ki.::m 1..c ;t,m iony j..:s1 (•si,),:o ,: poza t) m v. kom,1rzc rczdz;ckuj po obu :,trnna..:h :;uv,aLa umi.!j:,cuwion1. :·,4 ::pr1r,)il), które prz~ br.ik,1 za'.'iil.mia ..:kkm•n.agn~su f)l•l.~~jo,iuja ~uv,ak p,•srnJku k,nm-r) m1.d.Lickz1.,;j, znamiem1) t)m. ,_.._ ua ~1bu ..:Lvpowul).:h h.rnilalh SLmaka t 3) 1a111M.:u\\:,ma jcsl lt\:\ali:: tan.I'..:, dl,iv.ia..: ktln:vd1 kazda otm0Jow1) spa::.owam1 .. i-::st 1. pob(,lcznic::t kmrn.,r) rozd1:idl'L.CJ i 21 1 w khJrcj kazdei utworzone :-a sto1kuv,e c,rn,ory przd-:\.\owe 18l z naprzt:m1enme w pr1.eciwnych kienmkach n uch~ ion) mi ro bocznicami. a \\ horpusie 11 l utwnrmne sa dwa kan?lv pr:1epl~ "owe (9. l Il l. l kh\rvch pit'rwszy {q) z knmora ro,(J/it'lr n ( .! ). przv ka7dym jej koncu. polaci'ony jt''-I na jej odrink11 rrzed tarczn dlav,daca (7) a dmg, ( l O) n;1 jej odcinlu :tn Lm.:,,;! dLmiaea C'). " ron 1ym komora rnzd;,ielc;,a I'.'.! ,,.,,ypnsazon;1 je:t w 1,1w,ir ci~nicni,lwy (11) PL 438675 A1 7/10Fig. 1 PL 438675 A1 8/1060° "- I I A I~ Fig. 2 8 A-A 7 Fig. 3 PL 438675 A1 9/10al. Niepodleglosci 188/192 00-950 Warszawa, skr. poczt. 203 URZAD PATENTOvVY RZECZYPOSPOLITEJ POLSKI EJ tel.: (+48) 22 579 05 55 I fax: (+48) 22 579 00 01 e-mail: kontakt@uprp.gov.pl I www.uprp.gov.pl SPRAWOZDANIE O STANIE TECHNIKI ZGLOSZENIA NR P.438675 Klasyfikacja zgloszenia: r:15D13/02;r:15D13/044; r:16Kll/07; f-15C3/02; r:16K17 /04; r:16K17 /06; r:16Kll/06 (2006.01) F 16K31/00 (2 006.01) Poszukiwania prowadzone w klasach: F15B13/02;F15B13/044;F16Kll/07; F15C3/02;F16K17/0~F16K17/06; F16Kll/06 r:16K31/00 Bazy komputerowe, w których prowadzono poszukiwania: baza wewnetrzna UP, baza zewnetrzna esp@cenet, Epoquenet Kategoria Dokumenty - z podana identyfikacja Odniesienie dokumentu do zastrz.

A PL235454 B1 (POLITECHNIKA WROCLAWSKA), 8.05.2017 R., POLSKA 1 A PL 422548 A (POLITECHNIKA WROCLAWSKA), 15.01.2018 R., POLSKA 1 A EP 2375114 (BOSCH REXORTH OIL CONTROL), WLOCHY, 12.10.2011 R. 1 D Dalszy ciag wykazu dokumentów na nastepnej stronie A - dokument okresl8jacy ogólny stan techniki. który nie jest uwafany za posiadajacy szczególne rnaczenie, E - dokument stanowiacy wczesniejsze zgloszenie luh patent, ale opublikowany w luh po dacie zgloszenia, L - dokument, który moze podcb\\'aC w watpliwosc 1.astrzegane pierwszenstwof-wa l- luh przytoczony w celu ustalenia daty puhlikacji innego cytowanego dokumentu lub z innego szczególnego powodu, O - dokument odnoszacy sie do ujawnienia ustnego przez zastosowanie, wystawienie luh ujawnienie w inny sposóh, P - dokument opublikowany przed data zgloszenia, ale pózniej niz zastrzegana data pierwszehstwa, T - dokument pózniejszy, opublikowany po dacie zgloszenia lub w dacie pierwszer'istwa i niebedacy w kontlikcie ze zgloszeniem. ale cytowany w celu zrozumienia zasad lub teorii lezacych u podstaw wynalazku, X - dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany ½ynalazek nie moze byc uwazany za nm\y lub nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom wynalazczy, jezeli ten dokument brany jest pod uwage samodzielnie, Y - dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany wynalazek nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom wynalazczy, jezeli ten dolrnment wstanie polaczony z jednym lub kilkoma tego typu dokumentarni, a takie polaczenie bedzie oczywiste dla znawcy, & dokument nalezacy do tej samej rodziny patentuwej.

Sprawozdanie wykonali-a: Tomasz Potyra Ekspert data 09.09.2021r. /-podpisano kwalifikowanym podpisem elektronicznym-/ Pismo wvdane w fonnie dokumentu elektroniczne1rn Uwagi do zgloszenia Sprawozdanie zostalo wykonane w oparciu o wersje zastrzezen patentowych z 2.08.2021 r.

PL 438675 A1 /10