Pierwszenstwo: Opublikowano: 10.XII. 1970 61244 KI. 60 a, 15/24 MKP F 15 b, 15/24 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Jerzy Latkiewicz, Jerzy Wichlinski, Jan Soko¬ lowski, Ryszard Zerman Wlasciciel patentu: Zjednoczone Przedsiebiorstwo Projektowania i Wy¬ posazania Zakladów Przemyslu Elektromaszynowego „Prozamet-Bepes", Warszawa (Polska) Silownik pneumatyczny o zmienianej wielkosci skoku tloczyska Przedmiotem wynalazku jest silownik pneuma¬ tyczny o zmienianej wielkosci skoku tloczyska, sto¬ sowany w ukladach napedu pneumatycznego do przemieszczania elementów maszyn i urzadzen, wy¬ magajacych wykonywania skoku nastawialnego w czasie pracy maszyny lub urzadzenia.Znane silowniki o zmienianej wielkosci skoku tloczyska charakteryzuja sie zlozona budowa i wy¬ konanie ich jest kosztowne. Wynika to stad, ze tlo¬ ki w silownikach ustalane sa w zadanym polozeniu przy pomocy sprzegiel wieloplytkowych, spelniaja¬ cych role hamulców ciernych. Plytki wewnetrzne sprzegiel zwiazane sa z nakretka sruby wielozwoj- nej, polaczonej z tloczyskiem. Plytki zewnetrzne polaczone sa z obudowa silownika. Wylaczanie i wlaczanie sprzegla odpowiadajace uruchomieniu lub zatrzymaniu tloka silownika, odbywa sie przez opróznianie lub napelnianie sprezonym powietrzem komory pneumatycznej, oddzialywujacej na sprezy¬ ny sprzegla wieloplytkowego.Przekazywanie aktualnego polozenia tloka na wskaznik, umieszczony w miejscu sterowania praca silownika, odbywa sie przy pomocy selsyna nadaw¬ czego, polaczonego przekladnia zebata z obracajaca sie nakretka sruby wielozwojnej. Luzy na gwintach sruby i nakretki oraz luzy miedzyzebne przekladni zebatej nie pozwalaja na dokladne przekazywanie danych o aktualnym polozeniu tloka, a tym samym i napedzanego elementu maszyny lub urzadzenia.Koniecznosc zastosowania sruby wielozwojnej, nie- 10 15 25 samohamownej i o duzej sprawnosci mechanicznej zmusza do uzycia sprzegla wieloplytkowego o du¬ zym momencie nominalnym, zwiekszajacego gaba¬ ryty ^poprzeczne silownika, co utrudnia jego wbu¬ dowanie w maszyne lub urzadzenie.Inne znane rozwiazania konstrukcyjne polegaja na zastosowaniu przestawialnych przy pomocy sru¬ by nastawczej elementów oporowych wewnatrz si¬ lowników. Uklad ten pozwala na zmiane wielkosci skoku tloczyska przez ograniczenie swobody ruchu tloka w tulei w jednym z kierunków, najczesciej przy wciaganiu tloczyska.Wystepuja tu znaczne trudnosci w doprowadze¬ niu sprezonego powietrza, które moze doplywac je¬ dynie przez wydrazona srube nastawcza. Jeszcze bardziej utrudnione jest uzyskanie efektu amorty¬ zacji w koncowym odcinku ruchu przy wciaganiu tloczyska. Opisana konstrukcja silownika nie po¬ zwala ponadto,na wykorzystywanie dowolnie obra¬ nego odcinka skoku, poniewaz stosowanie dwu ele¬ mentów oporowych na obu koncach silownika po¬ woduje bardzo duze komplikacje w zasilaniu silow¬ nika.W obu rozwiazaniach predkosc ruchu tloczyska* zalezy w duzym stopniu od jego obciazenia; przy malym obciazeniu lub jego braku tloki uderzaja gwaltownie o pokrywy. Znane rozwiazania silowni¬ ków pneumo-hydraulicznych wskutek zastosowania nastawialnych zaworów dlawiacych na drodze czynnika hydraulicznego pozwalaja uzyskac regu- 6124461244 3 lacje predkosci tloka niemal niezaleznie od zew¬ netrznego obciazenia tloczyska, nie umozliwiaja jednak zatrzymania tloka w dowolnie wybranych polozeniach czyli zmiany wielkosci skoku.Wad tych nie posiada silownik bedacy przedmio¬ tem wynalazku. Ustalanie tloka w wymaganym po¬ lozeniu odbywa sie w nim przez przesterowanie za¬ woru, uniemozliwiajacego przeplyw cieczy pomie¬ dzy komorami hydraulicznymi silownika. Przedsta¬ wiony silownik pneumatyczny o zmienianej wiel¬ kosci skoku cechuje sie prosta budowa, niezawod¬ noscia dzialania/latwa obsluga i konserwacja oraz dokladnymi wskazaniami aktualnego polozenia tlo¬ czyska, przekazywanymi do odbiornika umieszczo¬ nego w miejscu sterowania praca silownika. Budo¬ wa silownika, bedacego przedmiotem wynalazku, pozwala na wyeliminowanie wystepujacych w do¬ tychczas znanych i stosowanych silownikach takich elementów jak: sruba i nakretka wielozwojna, sprzeglo wieloplytkowe, dokladna przekladnia zeba¬ ta i komora pneumatyczna sterujaca sprzeglem.Przyjecie jako zasady dzialania istnienia prze¬ plywu, cieczy pomiedzy komorami hydraulicznymi pozwala na wyeliminowanie wplywu zmiennosci wspólczynnika tarcia plytek sprzegla — zaleznego Od rodzaju materialu plytek, gladkosci ich po¬ wierzchni i stopnia zaolejenia powierzchni tracych sie w czasie pracy «4- na dokladnosc ustalania tloka w zadanym polozeniu/Silownik zbudowany w opar¬ ciu o powyzsza zasade nie wymaga regulacji wza¬ jemnego polozenia wspólpracujacych czesci w mia¬ re ich zuzywania sie, posiada mozliwosc regulacji predkosci przesuwania sie tloczyska przez dlawie¬ nie przeplywu cieczy oraz charakteryzuje sie tym, ze pracuje plynnie niezaleznie od wielkosci sily zewnetrznej obciazajacej tloczysko, a ustalenie tlo¬ ka w wybranym polozeniu nastepuje z duza do¬ kladnoscia; niemozliwa dó uzyskania przy zastoso¬ waniu znanych dotychczas rozwiazan wyposazonych w hamulce cierne i sprzezenia mechaniczne.Przedmiot wynalazku — silownik pneumatyczny o zmienianej wielkosci skoku — przedstawiony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podluzny plaszczyzna symetrii, a fig. 2 — przekrój wzdluz linii A—A.Silownik pneumatyczny o zmienianej wielkosci skoku sklada sie z pokrywy przedniej 1, przegrody 2, tloczyska 3 z osadzonymi na nim tlokami 4 i 5, pokrywy tylnej 6, wkladki 7 i nakladki 8, do której przymocowany jest element nadawczy ukladu sle¬ dzacego np. selsyn 9. Tloki 4 i 5 umieszczone sa w cylindrach 10 i 11. Kanal 12 przeznaczony jest do^ doprowadzania sprezonego powietrza do komorpf pneumatycznej 13, zas kanal 14 do doprowadzania sprezonego powietrza do komory pneumatycznej 15.Kanal 16 sluzy do doprowadzania sprezonego po¬ wietrza do komory 1T.Komory hydrauliczne 18 i 19, kanaly 20, 21, 22, 23, 14 i 25 wypelnione sa ciecza. Tloki 4 i 5 sa uszczel¬ nione w obu kierunkach, tak ze nie jest mozliwe przedostanie sie cieczy z komór hydraulicznych 18 i 19 do komór pneumatycznych 13 i 15 jak równiez (przedostawanie sie sprezonego powietrza z komór pneumatycznych 13 i 15 do komór hydraulicznych 18 i 19. W przegrodzie 2 osadzone sa pierscienie 4 uszczelniajace 27 tloczyska 3. Wewnatrz wkladki 7 umieszczony jest klin 28 z osadzonymi na nim prze¬ ponami 29 i 30 oraz zawór sterujacy dwugrzybko- wy, pokazany na rysunku fig. 2, skladajacy sie 5 z dwu grzybków 31 i dwu sprezyn 32.Zawór sterujacy w polozeniu przedstawionym na rysunku fig. 2 uniemozliwia przeplywanie cieczy pomiedzy komorami hydraulicznymi 18 i 19. Kanaly 33 i 34 sluza do polaczenia kanalów 22 i 25 z komo- 10 ra 26. Na tloczysku 3 osadzone sa widelki 35 z za¬ mocowanym w nich wspornikiem 36, w którym osadzony jest trzpien 37 przy pomocy nakretek 38.Do trzpienia 37 przymocowane jest ciegno 39 prze¬ chodzace przez krazek 40, zwiazane drugim koncem 15 z krazkiem 41, osadzonym na osi selsyna 9. Os sel- syna 9 polaczona jest z nakladka 8 przy pomocy wstepnie napietej spiralnej sprezyny powrotnej 42.Sprezyna 43 przesuwa klin 28 w polozenie, odpo¬ wiadajace zamknieciu sterujacego zaworu dwu- 20 grzybkowego.Sprezone powietrze doprowadzone kanalem 14 do komory pneumatycznej 15 wywiera parcie na tlok 5.Poniewaz grzybki 31 zaworu sterujacego opieraja sie na gniazdach, ciecz z komory hydraulicznej 19 25 nie moze przeplynac do komory hydraulicznej 18 i tloczysko 3 nie przesunie sie ani pod dzialaniem cisnienia sprezonego powietrza ani pod dzialaniem sil zewnetrznych.W celu uzyskania wysuniecia tloczyska 3 nalezy dodatkowo doprowadzic sprezone powietrze kana¬ lem 16 do komory 17. Wskutek parcia sprezonego powietrza na przepone 30 klin 28, sciskajac sprezy¬ ne 43, przesunie sie i odepchnie grzybki 31 zaworu sterujacego od gniazd, ciecz z komory hydraulicz¬ nej 19 kanalami 23, 24, 25 i 33 poprzez otwarty za¬ wór sterujacy i przez kanaly 33, 22, 21 i 20 zacznie przeplywac do komory hydraulicznej 18, umozli¬ wiajac ruch tloków 5 i 4 wraz z tloczyskiem 3.Przesuwajacy sie wraz z tloczyskiem 3 wspornik 36 zabierze ze soba trzpien 37 wraz z ciegnem 39. Cieg¬ no 39 odwija sie z krazka 41, obracajac wirnik sel¬ syna nadawczego 9, napinajac jednoczesnie sprezy¬ ne 42. 4g Po odcieciu doplywu sprezonego powietrza do kanalu 16 i odprowadzeniu sprezonego powietrza z komory 17 do otoczenia, sprezyna 43 przesunie klin 28 w poprzednie polozenie. Grzybki 31 opra sie na gniazdach, zamykajac przeplyw cieczy z komory 50 hydraulicznej 19 do komory hydraulicznej 18. Tlok 5 oprze sie na cieczy wypelniajacej komore hydra¬ uliczna 19, tloczyska 3 zatrzyma sie.W celu wywolania wciagania tloczyska 3 nalezy doprowadzic sprezone powietrze zarówno kanalem 55 12 do komory pneumatycznej 13 jak i kanalem 16 do komory 17. Nastapi wówczas przesuniecie klina 28 i otwarcie zaworu sterujacego. Ciecz przeplywa¬ jac z komory hydraulicznej 18 do komory hydra¬ ulicznej 19 umozliwi przesuwanie sie tloków 4 i 5 60 wraz z tloczyskiem 3. Pod dzialaniem sprezyny 42 wirnik selsyna 9 obróci sie i nawinie ciegno 39 na krazek 41. Ruch tloczyska bedzie sie odbywal tak dlugo, jak dlugo w komorze 17 zostanie utrzymane cisnienie sprezonego powietrza lub dopóki tloczysko w nie zostanie calkowicie wciagniete.5 61244 6 PL