PL438676A1 - 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 przy każdym z końców komory rozdzielczej (2) wbudowana jest, wydzielająca w niej komorę boczną (7), przegroda (8), w której utworzony jest osiowy otwór, przez który przeprowadzony jest czopowaty końcowy odcinek suwaka (3), oraz w której utworzone są stożkowe otwory przelewowe (9) z naprzemiennie w przeciwnych kierunkach nachylonymi pobocznicami, przy czym znajdujący się w każdej z komór bocznych koniec suwaka (3) zestawiony jest trwale z tarczą podpierającą ruch cieczy (10).

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 zewnetrzne jakie wystepuja w maszynach roboczych, urzadzeniach mobilnych i pojazdach specjalnych.

W obecnie uz)"vanych rozdzielaczach hydraulicznych znane sa skutki dzialania zewnetrznych drgan mechanicznych na obudowe rozdzielacza. Gdy kierunek ich dzialania pokrywa sie z osia suwaka rozdzielacza, to suwak róv1niez zostaje wzbudzony w drgania. Wynika to z zastosowanych sprezyn powrotnych oraz typowego napedu elektromagnetycznego suwaka. Drgania zewnetrzne prowadza do niestabilnych polozen suwaka oraz pulsacji wydajnosci i cisnienia, na skutek okresowo zmieniajacej sie szczeliny przeplywowej w rozdzielaczu. W ponizszych opisach ujawniono konstrukcje, których celem jest v.ryeliminowanie powyzej opisanych niekorzystnych zjawisk w pracy rozdzielacza.

I tak, z polskiego opisu patentowego PL 235454 znany jest rozdzielacz hydrauliczny, który sklada sie z korpusu, wewnatrz 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 i elektromagnesami wyposazonymi w zwory elektromagnesu, na które nasadzone sa zakonczone kuliscie nasadki. Zastosowanie podparcia spretyn oraz nasadek na zworze elektromagnesu 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 PL 438676 A1 2/10umieszczona jest sruba napedowa trwale polaczona z walem silnika. Poza tym, w suwaku umieszczona jest dodatkowo, kasujaca luz na gwincie glównym, nakretka, która blokowana jest klejem lub dodatkowym kolkiem na zewnetrznej czesci gwintu.

Ujawnione rozwiazanie zapobiega przemieszczaniu sie suwaka pod \\rplywem dzialania zewnetrznych drgan 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 rosyjskiego zgloszenia patentowego SU 1006822 znany jest uklad hydrauliczny przeznaczony do redukcji drgan znacznej masy uzyskanej ze zwiekszonej objetosci tloka w silowniku. Glówny 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 wynika 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 wynalazkiem jest konstrukcja, która skutecznie zapewm 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 przeplywowe 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 PL 438676 A1 3/10komorze rozdzielczej po obu stronach suwaka umiejscowione sa sprezyny, które przy braku zasilania elektromagnesu pozycjonuja suwak posrodku komory rozdzielczej, wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, iz przy obu koncach komory rozdzielczej wbudowana jest, wydzielajaca w niej komory boczne, przegroda, w której utworzony jest osiowy otwór, przez który przeprowadzony jest czopowaly koncowy odcinek suwaka, oraz w której utworzone sa stozkowe otwory przelewowe z naprzemiennie w przeciwnych kierunkach nachylonymi pobocznicami, przy czym znajdujacy sie w kazdej z komór bocznych koniec suwaka zestawiony jest trwale z tarcza podpierajaca ruch cieczy.

Konstrukcja wedlug \\ynalazku zapewma podparcie hydraulicznego suwaka oraz dlawienie przeplywu cieczy podczas jej przeplywu przez stozkowe otwory przegrody, przez co otrzymuje sie redukcje drgan suwaka podczas pracy rozdzielacza hydraulicznego. Korzyscia vvynikajaca z wprowadzonego ukladu tlumienia oddzialywania zewnetrznych drgan mechanicznych jest redukcja przemieszczania sie suwaka rozdzielacza. W konsekwencji uzyskuje sie poprawe stabilnosci polozenia suwaka, vqeliminowanie jego drgan oraz redukcje pulsacji wydajnosci i cisnienia w ukladzie hydraulicznym spowodowana ruchem drgajacym suwaka rozdzielacza.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony zostal na rysunku, na którym fig. l przedstawia przekrój osiowy rozdzielacza hydraulicznego, fig. 2 przegrode z szescioma stozkowymi otworami rozmieszczonymi symetrycznie wokól pionowej osi przegrody co kat 60°, a fig. 3 przekrój osiO\vy przegrody ze stozkov.ymi otworami.

Rozdzielacz hydrauliczny w przykladzie wykonania wedlug \vynalazku 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 wyprowadzone sa na zewnetrzna powierzchnie korpusu 1. Od obu naprzeciwleglych boków korpus 1 zestawiony jest z elektromagnesami 4 sterujacymi polozeniem suwaka 3 poprzez \\'JSUwne 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. Przy jednym i naprzeciwleglym drugim koncu komory rozdzielczej 2 wbudowana jest, wydzielajaca w niej komory boczne 7, przegroda 8, w której utworzony jest osiowy otwór, przez który przeprowadzony jest czopowaty koncowy PL 438676 A1 4/10odcinek suwaka 3, oraz w której utworzone sa stozkowe otwory przelewowe 9 z naprzemiennie w przeciwnych kierunkach nachylonymi pobocznicami. Znajdujacy sie w kazdej z komór bocznych 7 koniec suwaka 3 zestawiony jest z tarcza podpierajaca ruch cieczy I O. Kazda z przegród 8 ma postac tarczy w komorze rozdzielczej 2 na sztywno zamocowan~j w ten sposób, iz od strony srodka komory rozdzielczej 2 zaparta jest ona o zmniejszajacy srednice komory rozdzielczej 2 uskok, a ze strony przeciwnej o \-\'Pasowana w komore rozdzielcza 2 tuleje 11, której drugi koniec zaparty jest o scianke boczna komory rozdzielczt!j 2. W kazdej tarczy podpierajacej ruch cieczy 1 O utworzonych jest szesc, rozmieszczonych symetrycznie wokól pionowej osi tarczy co kat 60° stozkowych otworów przelewowych 9 (o ksztalcie scietego stozka). Kolejno, naprzemienne nachylenie powierzchni stozkowej co drugiego otworu przelewowego 9 zwrócone jest w przecivmym kierunku. Tak wiec, co 120° otwory przelewowe 9 zwezaja sie w tym samym kierunku. Podczas przeplywu cieczy stozkowe otwory przelewowe 9 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 podpierajaca ruch cieczy I O. Tarcza podpierajaca ruch cieczy 10 zamontowana jest na stale z suwakiem 3. 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).

W rozwiazaniu wedlug wynalazku tlumienie drgan ruchu posuwistego suwaka 3 otrzymuje sie poprzez utworzenie komór bocznych 7, które od strony suwaka 3 zamkniete sa przeplywo\\ komór bocznych 7 konców suwaka 3, na których zamocowane sa wymuszajace przeplyw cieczy przez stozkowe otwory przelewowe 9 kazdej z przegród 8 tarcze podpierajace ruch cieczy 10. Konstrukcja wedlug wynalazku powoduje ruch cieczy przez stozkowe otwory przelewowe 9 przegród 8 podczas zmiany pozycji suwaka 3. W wyniku podparcia hydraulicznego suwaka 3 oraz dlawienia przeplywu cieczy przez przegrody 8 otrzymuje sie redukcje drgan suwaka 3 podczas pracy rozdzielacza hydraulicznego. Przykladowo, tarcze podpierajace ruch cieczy I O moga miec wymiary: srednica zewnetrzna 24 mm, srednica wewnetrzna 1 O mm, grubosc 3 mm, a utworzone w przegrodach 8 stozkowe otwory przelewowe 9 moga miec nachylenie tworzacej otworu stozkowego 5°, srednice mniejszego otworu stozkowego 2,5 mm, a wiekszego 3 PL 438676 A1 /10mm. Wielkosc stozkowych otworów przelewo\\.rych 9 dobiera sie w zaleznosci od cisnien panujacych w r9z.d~iclaczu. Dodatkowo sprezyny 6 podtrzymujace tarcic podpierajace ruch cieczy 1 O wymuszaja ruch cieczy podczas zmiany pozycji suwaka 3.

Przegrody 8 powoduja OpOf)'. przeplywu cieczy podczas zmiany pozycji suwaka J wymuszonej, pr.t.ez tarcze podpierajaca ruchu cieczy I O. Zasada dzialania rozdzielacza wedlug ,wynalazku jest identyczna jak rozdzielaczy znanych, ze stanu techniki. I tak, przesuw suwaka 3 w jednym kierunku przeplywowo zestawia ze soba kanaly pr1,eplywowe P i B oraz jeden T i A, a w kierunku przeciwnym kanaly pr.lep!ywowe P i A oraz B i drugi T. Rozwiazanie moze byc stosowane w jedno lub dwustopniowych ' . ro·zdzielaczac.h • hydraulicznych.

PL 438676 A1 6/10Zas.trLezenie patentowe 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 kon~e v,ryprowadzone sa na zewnetrzna powierzchnie korpusu, przy czym korpus co najmniej z jednej bocznej strony zestawiony jest z elektromagnesem sterujacym polozeniem suwaka popr;.ez wychodzacy z niego rdzen, który z suwakiem zestawiony jest osiowo, a poza tym w komorze rozdzielczej po. obu :stronach suwaka umiejscowione sa sprezyny, które pr.ty braku zasilania elektromagnesu pozycjonuja suwak posrodku komory rozdzielczej, znamienny tym, ze przy kazdym z konców. komory rozdzielczej (2) wbudowana jest, -.vydzielajaca w niej komore boczna (7), przegroda (8), w której utworzony jest osiowy otwór, prz:cz który przeprowadzony jest czopowaly krnicowy odcinek suwaka (3), oraz w której utworzone sa stozkowe otwory przelewowe (9) z naprzemiennie w przeciwnych kierunkach nachylonymi pobocznicami, przy czym znajdujacy si~ w kazdej z komór bocznych koniec suwaka (3) zesta\\>fonyjest trwale z tarcza podpierajaca ruch cieczy { 1 O).

PL 438676 A1 7/10......

PL 438676 A1 8/108 60° I I A I~ Fig. 2 Fig. 3 PL 438676 A1 9/10al. Niepodleglosci 188/192 00-950 Warszawa, skr. poczt 203 URZAD PATENTOWY RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ 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.438676 Klasyfikacja zgloszenia: F15B13/02;F15B13/044; F16Kll/07; F15C3/02; F16K17 /04; F16K17 /06; F16Kll/06 (2006.01) F16K31/00 (2 006.01) Poszukiwania prowadzone w klasach: F15B13/02;F15B13/044;F16Kll/07; F15C3/02;F16K17/04;F16K17/06; F16Kll/06 F16K31/00 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 ? Dalszy ciag wykazu dokumentów na nastepnej stronie A - dokument okreslajacy ogólny stan techniki, który nie jest uwazany za posiadajacy szczególne znaczenie, E - dokument stano\\'iacy wczesniejsze zgloszenie lub patent, ale opublikowany w lub po dacie zgloszenia, L - dokument, który moze poddawac w watpliwosc zastrzegane pierwszehstwo(-wa), lub przytoczony w celu ustalenia claty publikacji innego L')'tcnvanego doku1nentu lub z innego szczególnego pcnvoclu, O - dokument odnoszaty sie do ujawnienia ustnego przez zastosowanie, wystawienie lub ujawnienie w inny sposób, r - dokument opublikowany przed data zgloszenia, ale pózniej niz zastrzegana data pierwszenstwa, T - dokument pózniejszy, opublikowany po dacie zgloszenia lub w dacie pierwszenstwa i niebedacy w konflikcie ze zgloszeniem, ale cytowany w celu zrozumienia rnsad lub teorii lezacych u podstaw \\ynal8zku, X - dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany wynalazek nie moze byc uwazany za no\\Y lub nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom wynalazczy, jezeli ten dokument brany jest pod uwage samodzielnie, y dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany ,rynalazek nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom ,\ynalazczy, jezeli ten dokument zostanie polaczony z jednym lub kilkoma tego typu dokumentami, a takie polaczenie bedzie oczywiste dla znawcy, & - dokument nalezacy do tej samej rodziny patentowej.

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

PL 438676 A1 /10