PL59179B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 10.11.1970 UUIJ.UIUIIJ IIU1! 59179 KI. 47 f% 15/10 MKP F16 Twórca wynalazku: inz. Tadeusz Czuba Wlasciciel patentu: Zjednoczone Zespoly Gospodarcze Sp. z o. o., War¬ szawa (Polska) Uszczelka do tloków i cylindrów w silownikach hydraulicznych Przedmiotem wynalazku jest uszczelka do tloków i cylindrów w silownikach hydraulicznych.Jak wiadomo zadaniem uszczelki jest niedopu¬ szczenie do powstania przecieków cieczy bedacej pod okreslonym cisnieniem poprzez szczeliny wyste¬ pujace w miejtscu stykania sie dwu czesci. W zalez¬ nosci od tego czy wspólpracujace elementy znajdu¬ ja sie w spoczynku czy w ruchu, uszczelnienia dzie¬ limy na spoczynkowe i ruchowe. W uszczelnieniach spoczynkowych material uszczelniajacy zaglebia sie w nierównosci i szczeliny pod dzialaniem wstep¬ nego nacisku i nacisku cieczy, przez co otrzymuje sie latwe i pewne uszczelnienie.W polaczeniach ruchowych uszczelnienia sprawia¬ ja wiecej klopotu. Przy zachowaniu minimalnego luzu i minimalnych przecieków, powinno byc jedno¬ czesnie zapewnione wlasciwe smarowanie po¬ wierzchni wspólpracujacych.Wielkosc przecieków zalezna bedzie od: szczeli¬ ny istniejacej pomiedzy powierzchniami roboczymi, predkosci wzglednej, rodzaju mieszanki roboczeji i jej temperatury oraz dokladnosci wykonania wspólpracujacych powierzchni. Wszystkie te wa¬ runki majia wplyw na wielkosc przecieków i mu¬ sza byc kompensowane przez uszczelke.Z uwagi na to, ze material uszczelki musi wni¬ kac w nierównosci powierzchni i w sama szczeline, powinien on posiadac odpowiednia sprezystosc.Natomiast z drugiej strony material ten musi byc odpowiednio twardy z uwagi na wystepujace tar- 30 cie. Te wlasciwosci uszczelek uzaleznione sa z kolei od cisnienia roboczego. Przy niskich cisnieniach stosuje sie uszczelki miekkie, poniewaz wypelniaja one dobrze wszystkie zaglebienia. Zwiekszajac cis¬ nienie robocze nalezy stosowac uszczelki bardziej twarde, poniewaz wzrastajace sily moga odksztal¬ cic uszczelke a w zwiazku z tym zwiekszy sie prze*- ciek.Prócz tego zwiekszona sila nacisku od strony cie¬ czy roboczej moze spowodowac wcisniecie miek^ kiego materialu uszczelki w szczeline, w rezultacie czego wystapi wyrywanie krawedzi i przedwczesne zuzycie, oraz zwiekszy sie sila tarcia. Jak z tego widac do kazdego zakresu cisnien powinno sie sto^ sowac uszczelki o innych wlasciwosciach. Nastep¬ nym czynnikiem wplywajacym na wielkosc prze-*- cieków sa drgania mechaniczne.W silownikach hydraulicznych wystepuja drgania wewnetrzne i zewnetrzne. Drgania wewnetrzne wy¬ wolywane sa: praca pompy, kawitacja i pulsacja cieczy, natomiast drgania zewnetrzne przenoszone sa na silownik z calego ukladu, w którym jest on zamocowany. Moga to byc drgania silników elek-r trycznych, urzadzen przeladunkowych, drgania po¬ jazdów w ruchu lub inne.Oba rodzaje drgan oddzialuja na inne elemen¬ ty silownika. Drgania wewnetrzne dzialaja na tlok i tloczysko, zas drgania zewnetrzne przenosza sie na cylinder silownika. Wymuszaja one w tych ele¬ mentach drgania o czestotliwosciach bardzo róznia- 591793 59179 4 cych sie miedzy soba.. Znajdujaca sie miedzy ty¬ mi elementami uszczelka przejmuje oba rodzaje drgan i zaczyna drgac sama z czestotliwoscia i amplituda wypadkowa, poniewaz nastepuje tam na¬ kladanie sie obu drgan. Jezeli uszczelka w miejscu stykania sie z powierzchnia uszczelniana posiada drgania o amplitudzie bardzo rózniacej sie od am¬ plitudy tej powierzchni, to wystapi zjawisko od¬ rywania powierzchni uszczelki ód powierzchni uszczelnianej w rezultacie czego zwiekszy sie prze¬ ciek. Tak wiec nastepnym wymaganiem stawianym uszczelkom jest warunek dobrego tlumienia drgan.Stosunkowo najlepsze rezultaty uzyskuje sie, gdy do uszczelnien stosuje sie caly zestaw uszczelek o róznych wlasciwosciach. Pozwala to na spelnienie prawie wszystkich wymagan stawianych uszczel¬ kom. Jednak uszczelnienia takie wywoluja wieksze tarcie i koniecznosc zwiekszenia gabarytów silow¬ nika, co przy miniaturyzacji sprzetu niejednokrot¬ nie wyklucza mozliwosc ich zastosowania. W ta¬ kich wypadkach próbuje sie uzywac uszczelki o skomplikowanych przekrojiach poprzecznych na przyklad w ksztalcie liter L, O, U, V, W lub Y, jednak nie rozwiazuje to zagadnienia a utrudnia prace normalizacyjne.Celem wynalazku jest opracowanie uszczelki o prostej konstrukcji i malych wymiarach spelnia¬ jacej swoje zadania w zakresie niskich i wysokich cisnien oraz nie czulej na wplyw drgan.Cel ten zostal zrealizowany dzieki temu, ze w uszczelkach o dotychczasowym ksztalcie zastoso¬ wano dwie warstwy, twardej powloki i miekkie¬ go rdzenia, przy czym grubosc powloki wynosi 1/3 grubosci rdzenia, a twardosc jest wieksza przynaj¬ mniej o 10 KGi/cm2 • 103.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podluzny uszczelki, a fig. 2 pokazuje sposób zamocowania uszczelki w tloku.Jak to uwidoczniono na fig. 1 uszczelka sklada sie z powloki zewnetrzneji 1 wykonanej z materia¬ lu twardego oraz rdzenia 2 sporzadzonego z ma¬ terialu bardziej miekkiego. Jak juz wspomniano twardosc uszczelki uzalezniona jest od cisnienia roboczego, a poniewaz jest ono w silowniku zmien¬ ne, trudno jest dobrac odpowiedni material.Jezeli jednak wykonamy uszczelke w ten spo¬ sób, ze na miekki rdzen nalozymy warstwe mate¬ rialu bardziej twardego, to uszczelka taka bedzie posiadala dobre wlasciwosci w szerokim zakresie cisnien. Miekka warstwa przy niskich cisnieniach bedzie pracowala normalnie, natomiast przy wzros¬ cie cisnienia jest ona pod dzialaniem warstwy ze¬ wnetrznej, co zapobiega powstaniu przecieku. Po¬ wloka zewnetrzna przy niskich cisnieniach bedzie dociskana do powierzchni uszczelniajacej — miek¬ kim rdzeniem, natomiast przy wzroscie cisnienia zacznie pracowac w sposób normalny.Dobierajac odpowiednio obie warstwy uzyska sie uszczelke odporna na bardzo szeroki zakres cisnien.Uszczelka dwuwarstwowa spelnia równie i drugie wymaganie — odpornosc na wplyw drgan.Jednorodny material stosowany dotychczas na uszczelki nie mógl spelnic tego zadania, poniewaz 5 drgania przylozone do obu powierzchni uszczelki o jednorodnym materiale rozchodzily sie z jednako¬ wa szybkoscia. W takiej sytuacji wystepowalo zja¬ wisko nakladania sie i sumowania drgan. Rezulta¬ tem tego bylo powstawanie drgan wlasnych uszczel- io ki o wypadkowej amplitudzie, róznej od amplitudy drgan wewnetrznych i zewnetrznych. Uszczelka zlo¬ zona z dwu warstw o róznej sprezystosci posiada zdolnosc tlumienia drgan wobec czego oba rodzaje drgan nie nakladaja sie na siebie, a sama uszczel- 15 ka nie posiada drgan wlasnych.Warstwy uszczelki stykajace sie z powierzchnia¬ mi drgajacymi posiadaja czestotliwosc taka sama jiak te powierzchnie, a w czesci srodkowej drga¬ nia sa wytlumiane. W takiej sytuacji nie wystepu- 20 je zjawisko odrywania sie powierzchni uszczelki od powierzchni uszczelnianych. Dzieje sie tak dla¬ tego, poniewaz obie warstwy posiadajace inny wspólczynnik sprezystosci inaczej przenosza drga¬ nia i w poblizu polaczenia obu warstw nastepuje 25 wytlumienie drgan. Aby zjawisko to wystapilo na¬ lezy dobrac odpowiednio grubosci obu warstw.Po dlugotrwalych próbach dobrano eksperymen¬ talnie stosunek modulów sprezystosci i grubosc warstw tak, ze uszczelki wykonane w ten sposób 30 moga byc stosowane we wszystkich silownikach hy¬ draulicznych.Doswiadczalnie ustalono, ze najbardziej wszech¬ stronne zastosowanie moga miec uszczelki, gdy róz¬ nica sprezystosci pomiedzy obiema warstwami wy- 35 nosi co najmniej 10 KGi/cm2 • 103. Róznica ta jest uzalezniona od rodzaju materialu uzytego na obie warstwy. Nja przyklad w uszczelkach tkaninowo- -gumowych warstwa gumy zewnetrznej powinna posiadac twardosc okolo 98 °Sh, natomiast twardosc 40 rdzenia powinna byc w granicach 88 °Sh, jednak najlepsze rezultaty uzyskuje sie, gdy róznica twar¬ dosci wynosi 13—18 °Sh.Doswiadczalnie równiez ustalono, ze grubosc po¬ wloki 1 powinna stanowic L/3 grubosci rdzenia 2. 45 Uszczelki tego typu moga byc wykonane z dwu dowolnych materialów na przyklad gumy i two¬ rzywa sztucznego, którego dotychczas nie mozna bylo stosowac ze wzgledu na brak elastycznosci mimo tego, ze posiada ono inne cechy dodatnie jak 50 maly wspólczynnik tarcia, odpornosc na oleje i na scieranie. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe j5 Uszczelka do tloków i cylindrów w silownikach hydraulicznych, znamienna tym, ze sklada sie z powloki zewnetrznej (1) obejmujacej w calosci rdzen (2), przy czym grubosc jej wynosi 1/3 gru¬ bosci rdzenia (2), a twardosc jest wieksza przy na j- 60 mniej o 10 KGi/cm? • 103..KI. 47 f2, 15/10 59179 MKP F16j fig-1 PL