PL68036B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 31X11.1973 68036 KI. 60a,13/01 MKP F15b 13/01 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Rudolf Korbel, Edgar Matter Wlasciciel patentu: Zaklady Konstrukcyjno-Mechanizacyjne Przemyslu Weglowe¬ go, Gliwice (Polska) Zamek hydrauliczny Przedmiotem wynalazku jest zamek hydrauliczny dla silowych cylindrów hydraulicznych obciazonych silami o zmiennych kierunkach dzialania.Znane zamki hydrauliczne sluza do ustalania tloków w hydraulicznych cylindrach silowych w polozeniach skrajnych lub posrednich. Zamki te skladaja sie z dwóch zaworów zwrotnych, miedzy którymi umieszczony jest tlok plywajacy, utrzymywany w polozeniu srodkowym sprezynami srubowymi. Kadlub zamka hydraulicznego, w którym umieszczone sa elementy skladowe, ma z jed¬ nej strony kanal wlotowy doprowadzajacy ciecz do zam¬ ka oraz kanal odprowadzajacy ciecz z zamka, a z dru¬ giej strony ma kanal doprowadzajacy ciecz z zamka do cylindra silowego oraz kanal odprowadzajacy ciecz z cy¬ lindra do zamka.Po doprowadzeniu cieczy na prawa strone zamka otwiera sie prawy zawór zwrotny i ciecz przedostaje sie do cylindra silowego. Jednoczesnie tlok plywajacy pod dzialaniem cisnienia cieczy przesuwa sie w lewa strone i otwiera lewy zawór zwrotny, umozliwiajac wyplyw cieczy z nieroboczego obszaru cylindra silowego. Pod¬ czas doprowadzenia cieczy na lewa strone zamka, za¬ mek zadziala analogicznie, ale w kierunku przeciwnym.W zaleznosci od doprowadzania cieczy na lewa lub prawa strone zamka, kanaly w kadlubie zamka sa na przemian kanalami doprowadzajacymi lub odprowadza¬ jacymi ciecz. Gdy cieczy nie doprowadza sie, zawory zwrotne zamykaja ciecz w cylindrze silowym i uniemo¬ zliwiaja ruch tloka. 10 15 20 25 30 Wada tych znanych zamków hydraulicznych jest utrud¬ nione lub wrecz niemozliwe stosowanie ich dla cy¬ lindrów silowych obciazonych silami zewnetrznymi o zmiennych wartosciach. Silami tymi moga byc opory tarcia i sila uzyteczna pochodzaca od oporów stawia¬ nych przez organ napedzany tloczyskiem, jak równiez sila ta moze byc dzialanie przeciwcisnienia na druga strone tloka. Sila dzialajaca na tlok poprzez tloczysko moze byc skierowana zgodnie z kierunkiem ruchu tlo¬ ka lub przeciwnie do kierunku ruchu tloka. Dzialanie przeciwcisnienia na druga strone tloka jest szczególnie wazne w przypadkach, gdy sila zewnetrzna ma w pew¬ nych chwilach kierunek zgodny z kierunkiem ruchu tloka, jak na przyklad przy frezowaniu wspólbieznym, podczas pracy kombajnu na upadzie, podczas opuszcza¬ nia organów urabiajacych na kombajnach lub podczas opuszczania czerpaka w ladowarkach zasierzutnych.Dzialanie przeciwcisnienia na druga strone tloka jest równiez istotne w tych przypadkach, gdy na skutek drgan mogloby nastapic odrywanie tloka od powierzchni na¬ pierajacej cieczy. Gdy jednak brak jest przeciwcisnienia po drugiej stronie tloka, a odrywanie sie tloka od slu¬ pa napierajacego oleju przy dawkowaniu oleju na wlo¬ cie do cylindra nie moze wystepowac ze wzgledów prak¬ tycznych, konieczne jest, aby sila dzialajaca na tlok, a wynikajaca z roboczego obciazenia tloka, byla skiero¬ wana przeciwnie do kierunku ruchu tloka.Przeciwcisnienie w cylindrze sprzyja takze plynnosci ruchów przy malych predkosciach tloka. Przeciwcisnie¬ nie uzyskiwane jest przez umieszczenie w przewodzie 68036splywowym cylindra silowego zaworu przelewowego.Przeciwcisnienie wynosi zazwyczaj 2 do 5 kG/cm2 a w przypadkach wiekszych sil, dzialajacych w kierunku tlo¬ ka, moze byc nawet znacznie wieksze. Predkosc tloka przy dawkowaniu stalej ilosci oleju na wlocie do cy-. lindra lub wylocie z cylindra jest wprost proporcjonalna do ilosci dawkowanego oleju oraz odwrotnie proporcjo¬ nalna do powierzchni, na która dziala olej.Sila na tloczysku jest proporcjonalna do róznicy cis¬ nien oraz róznicy powierzchni po obu stronach tloka.Gdy wartosc obciazenia zewnetrznego, dzialajacego na tlok niezaleznie od kierunku ruchu tloka jest mniejsza od wartosci sily wynikajacej z dzialania sprezonej cie¬ czy na tlok oraz gdy predkosc przemieszczania sie ob¬ ciazenia zewnetrznego jest mniejsza od predkosci tloka wynikajacej z dzialania sprezonej cieczy na tlok, wtedy nie wylaniaja sie zadne problemy zwiazane ze stosowa¬ niem znanych zamków hydraulicznych. Gdy jednak war¬ tosc obciazenia zewnetrznego dzialajacego zgodnie z kierunkiem ruchu tloka jest wieksza od wartosci sily wynikajacej z dzialania sprezonej cieczy na tlok lub gdy predkosc przemieszczania sie obciazenia zewnetrznego zgodna z kierunkiem ruchu tloka jest wieksza od pred¬ kosci tloka wynikajacej z dzialania sprezonej cieczy na tlok, stosowanie dotychczas znanych zamków hydraulicz¬ nych jest niemozliwe, bo zamki te nie zapewniaja plyn¬ nej pracy cylindrów silowych, co objawia sie odrywa¬ niem tloka od slupa napierajacego oleju przy dawkowa¬ niu oleju na wlocie do cylindra.Sytuacja, w której wartosc obciazenia zewnetrznego dzialajacego w kierunku przeciwnym do kierunku ru¬ chu tloka jest wieksza od wartosci sily wynikajacej z dzialania sprezonej cieczy na tlok nie wchodzi w zakres rozwazan jako, ze wtedy nie nastapi w ogóle ruch tlo¬ ka, a cala wydajnosc pomr/y zasilajacej cylinder silowy bedzie dlawiona w zaworze bezpieczenstwa, w który wy¬ posazony jest kazdy uklad hydrauliczny, skad ciecz przewaznie dostaje sie do zbiornika aby znów byc zassa¬ na przez pompe. W celu unikniecia odrywania sie tloka od slupa napierajacego oleju w cylindrze przy dawko¬ waniu oleju na wlocie do cylindra, stosowane sa cylindry silowe wyposazone w zamki hydrauliczne oraz dlawiki bedace w zasadzie zaworami dlawiacymi jednostronne¬ go dzialania, umieszczone za zamkiem hydraulicznym po stronie gdzie ciecz ma byc dlawiona. Jezeli kierunek obciazenia zewnetrznego jest zmienny, wtedy dlawiki umieszczone sa po obu stronach zamka hydraulicznego.Rozwiazanie to ma z kolei te wade, ze niezaleznie od kierunku obciazenia sila zewnetrzna w stosunku do kie¬ runku ruchu tloka oraz niezaleznie od zmian wartosci tej sily, ciecz wyplywajaca z cylindra silowego musi w kazdym przypadku przeplywac przez dlawik. Uklad pompowy musi zatem ciagle pokonywac opory przeply¬ wu przez dlawiki, co w konsekwencji zawsze prowadzi do niepotrzebnego nagrzewania sie cieczy w ukladzie hydraulicznym i przyspieszonego jej starzenia sie.Celem wynalazku jest wyeliminowanie zbednego dla¬ wienia cieczy przy stalej wielkosci i kierunku obciaze¬ nia zewnetrznego dzialajacego na hydrauliczny cylinder silowy, wyposazony w zamek hydrauliczny. Aby osiag¬ nac ten cel wytyczono sobie zadanie opracowania zam¬ ka hydraulicznego z samoczynnym chwilowym wylacza¬ niem lub wlaczaniem w obieg hydrauliczny jednego z dwóch dlawików znajdujacych sie na splywie cylindra : * ¦ j \ : 4 . / silowego, umieszczonych w kadlubie zamka hydraulicz¬ nego. '.'.»¦ Zgodnie z wytyczonym zadaniem,., zamek hydraulicz¬ ny z samoczynnym chwilowym wylaczaniem z obiegu 5 hydraulicznego lub wlaczaniem w ten obieg jednego z dwóch dlawików umieszczonych na splywie cylindra si¬ lowego, ma sterujacy cylindryczny suwak z dwoma pier¬ scieniowymi wytoczeniami, osadzony luzno w kanale z dwoma zastawkami ograniczajacymi skok suwaka, który 10 laczy kanal doprowadzajacy ciecz z zamka do cylindra silowego i kanal odprowadzajacy ciecz z silowego cy¬ lindra do zamka oraz ma dodatkowe kanaly, które sta¬ nowia odgalezienie kanalu doprowadzajacego ciecz z zamka do silowego cylindra i odprowadzajacego ciecz 15 z silowego cylindra do zamka. Cylindryczny suwak ste¬ rowany jest cisnieniem cieczy plynacej przez zamek hy¬ drauliczny, stwarzajac sytuacje, w których strumien cie¬ czy wyplywajacej z cylindra przeplywa przez dlawik albo omija go, w zaleznosci od kierunku, wielkosci i 20 szybkosci zmian sil zewnetrznych dzialajacych na silow¬ nik hydrauliczny.Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykla¬ dzie wykonania na rysunku w przekroju podluznym.Zamek hydrauliczny wedlug wynalazku sklada sie z 25 kadluba 1, w którym umieszczony jest lewy kulkowy zwrotny zawór 2 oraz prawy kulkowy zwrotny zawór 3, miedzy którymi jest umieszczony wspólosiowo plywa- jacy tlok 4 zakonczony obustronnie trzpieniami 5 i 6 oraz 7 i 8 parami o róznych srednicach, unoszacych na 30 przemian kulki zwrotnych zaworów 2 i 3. Kadlub 1, w którym umieszczone sa elementy skladowe, ma z jednej ,. strony wlotowy kanal 9 doprowadzajacy ciecz do zamka oraz wylotowy kanal 10 odprowadzajacy ciecz z zamka hydraulicznego, a z drugiej strony ma kanal 11 dopro- wadzajacy ciecz z zamka do silowego cylindra 12 oraz kanal 13 odprowadzajacy ciecz z cylindra do zamka.Do zamka hydraulicznego ciecz doprowadzana jest na przyklad z pompy nie uwidocznionej na rysunku, nato¬ miast odprowadzana jest na przyklad do zbiornika zle- 40 wowego, równiez nie uwidocznionego na rysunku, z którego to zbiornika ciecz moze byc znów pobierana przez pompe. Nalezy zaznaczyc, ze niezaleznie od kie¬ runku tloczenia cieczy przez pompe, kanal 9 oraz ka¬ nal 10 sa na przemian kanalami wlotowymi dó zamka 45 hydraulicznego lub wylotowymi z zamka jak równiez w takiej sytuacji kanal 11 oraz kanal 13 sa na przemian kanalami doprowadzajacymi ciecz z zamka hydraulicz¬ nego do silowego cylindra 12 lub odprowadzajacymi ciecz z cylindra do zamka. 50 Doprowadzajacy ciecz z zamka do cylindra silowega kanal 11 polaczony jest hydraulicznie z odprowadzaja¬ cym ciecz z silowego cylindra do zamka kanalem 13 za pomoca laczacego kanalu 14, w którym umieszczony jest cylindryczny suwak 15 z pierscieniowymi wytoczeniami. 55 Wytoczenia te odciazaja suwak 15 od sil promieniowych, dzieki czemu zmniejsza sie sila potrzebna do przesuwa¬ nia suwaka oraz zmniejsza sie jego wycieranie na ob¬ wodzie cylindrycznej powierzchni. Laczacy kanal 14, w którym umieszczony jest cylindryczny suwak 15 krzyzu- 60 je sie z dwoma kanalami 16 i 17, kazdy osobno przyna¬ lezny do jednego z dwóch zwrotnych zaworów 2 i 3, przy czym kanal 16 laczy poprzez lewy zwrotny za¬ wór 2 odprowadzajacy z cylindra do zamka kanal 13 z wylotowym kanalem 10 z zamka do zbiornika, nato- 65 miast kanal 17 laczy poprzez prawy zwrotny zawór 3W36 wlotowy do zamka kanal 9 z doprowadzajacym ciecz z zamka do cylindra kanalem 11.W kanale 18 laczacym bezposrednio kanal 16 przyna¬ lezny do lewego zwrotnego zaworu 2 z wylotowym z zamka kanalem 10 oraz w kanale 19 laczacym bezpo¬ srednio kanal 17 przynalezny do zwrotnego zaworu 3 z wlotowym do zamka kanalem 9, umieszczone sa regu¬ lowane dlawiace zawory 20, 21. Trzpien 5 plywajacego tloka 4 zamyka otwór w sciance 22 oddzielajacej prawy zwrotny zawór 3 od wlotowego do zamka kanalu 9, trzpien 6 plywajacego tloka 4 zamyka otwór w sciance 23 oddzielajacej lewyvzwrotny zawór 2 od wylotowego z zamka kanalu 10, natomiast trzpien 7 oraz trzpien B plywajacego tloka 4 unosza na przemian kulke lewego zwrotnego zaworu 2 lub prawego zwrotnego zaworu 3 umozliwiajac przeplyw cieczy jprzez zamek hydraulicz-; ny z pompy do silowego cylindra 12 oraz odwrotnie z silowego cylindra przjrz zamek hydrauliczny do zbior¬ nika zlewowego. Kulka lewego zwrotnego zaworu 2 do¬ ciskana jest do swojego gniazda sprezyna 24, natomiast kulka prawego zwrotnego zaworu 3 dociskana jest do swojego gniazda sprezyna 25.Dzialanie zamka hydraulicznego wedlug wynalazku jest nastepujace. Ciecz hydrauliczna doprowadzona" do kanalu 9 przesuwa plywajacy tlok 4 w lewo i pierscie¬ niowym kanalem utworzonym przez otwór w sciance 22 i trzpien 7 przedostaje sie do kanalu 17, a nastepnie unosi kulke prawego zwrotnego zaworu 3 odslaniajace kanal 11 doprowadzajacy ciecz do komory roboczej si¬ lowego cylindra 12. Plywajacy tlok 4 przesuwajac sie w lewo pod wplywem cisnienia sprezonej cieczy, unosi kulke lewego zwrotnego zaworu 2, dzieki czemu ciecz wypychana z silowego cylindra 12 dostaje sie kolejno do odprowadzajacego kanalu 13 i poprzez lewy zwrotny zawór 2 do kanalu 16 oraz przecinajac laczacy kanal 14 dostaje sie do wylotowego z zamka kanalu 10, a stad do zbiornika zlewowego nie uwidocznionego na rysunku.Dzialanie zamka hydraulicznego jest analogiczne, gdy ciecz hydrauliczna doprowadzona z pompy do kanalu 10 przesuwa plywajacy tlok 4 w prawo unoszac równocze¬ snie kulke lewego zwrotnego zaworu 2, a kanalem 13 dostaje sie do komory roboczej silowego cylindra 12.Plywajacy tlok 4 przesuwajac sie w prawo unosi kulke prawego zwrotnego zaworu 3, dzieki czemu ciecz wypy¬ chana z silowego cylindra 12 dostaje sie kolejno kana¬ lami 11, 17 oraz 19, a stad do zbiornika zlewowego.Ciecz tloczona pompa do kanalu 9 powoduje przesu¬ niecie cylindrycznego suwaka 15 w lewo i skomuniko¬ wanie sie kanalu 16 z kanalem 10, natomiast ciecz do¬ prowadzona pompa do kanalu 10 powoduje przesuniecie cylindrycznego suwaka 15 w prawo i skomunikowanie sie kanalu 17 z kanalem 9. Gdy jednak cisnienie cieczy w aktualnym kanale splywowym, na przyklad w kana¬ le 13 jest wyzsze od cisnienia cieczy w kanale 11 dopro¬ wadzajacym ciecz do silowego cylindra 12, wtedy cylin¬ dryczny suwak 15 przemieszczany jest w prawo oddzie¬ lajac kanal 16 od kanalu 10.Ciecz zmuszona jest wtedy przeplywac przez dla¬ wik 20. Polaczenie hydrauliczne kanalu 16 z kanalem 10 istnieje poprzez dlawik 20. Cisnienie cieczy w kanale 13 mimo, ze jest wieksze od cisnienia cieczy w kanale 9 nie spowoduje przesuniecia plywajacego tloka 4 w pra¬ we skrajne polozenie i zamkniecie lewego zwrotnego za¬ woru 2 kulka dociskana sprezyna 24, gdyz sila dzia¬ lajaca na plywajacy tlok 4 od strony lewego zwrotnego zaworu 2 wynikajaca z naporu cieczy znajdujacej sie w kanale 13 odprowadzajacym ciecz z silowego cylindra 12 do zamka hydraulicznego na powierzchnie kolowa trzpienia 6 o srednicy b, stanowiacego zakonczenie ply- 5 wajacego tloka 4 jest mniejsza od sily dzialajacej na plywajacy tlok 4 od strony prawego zwrotnego zaworu 3 wynikajacej z naporu cieczy znajdujacej sie w kanale 9 doprowadzajacym ciecz z pompy do zamka hydraulicz- _ negp ora* w Jcanale 11 doprowadzajacym ciecz z zam- 10 ka do silowego cylindra 12 na powierzchnie kolowa ply¬ wajacego tloka 4 o srednicy a.Plywajacy tlok 4 dwustronnego dzialania o srednicy zewnetrznej a ma po obu stronach trzpienie o zróznico¬ wanych srednicach b i c. Ciecz zasilajaca silowy cylin- i5 der 12 wywiera cisnienie na powierzchnie kolowa o srednicy a, natomiast ciecz splywajaca z silowego cy¬ lindra 12 wywiera cisnienie na powierzchnie kolowa o .Srednicy b. Wartosci srednic a, b, c dobierane sa odpo¬ wiednio dla róznych zakresów cisnien i przeplywów ja- 20 .k° ze wartosci sil wynikajace z naporu cieczy na dana powierzchnie kolowa sa proporcjonalne do cisnienia cie¬ czy oraz srednicy kola w drugiej potedze. Przed ujem¬ nymi skutkami wzrostu cisnienia cieczy po stronie ro¬ boczej cylindra silowego, uklad hydrauliczny zabezpie- ^ czony jest zaworem bezpieczenstwa. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 3Q 1. Zamek hydrauliczny do ustalania tloka w silowym cylindrze hydraulicznym w polozeniach skrajnych lub posrednich, wyposazony w dwa zawory zwrotne z ply¬ wajacym tlokiem miedzy nimi, umieszczone razem w ka¬ dlubie majacym kanal doprowadzajacy ciecz do cylindra 35 silowego, kanal odprowadzajacy ciecz z cylindra silo¬ wego oraz kanal doprowadzajacy ciecz do zamka i ka¬ nal odprowadzajacy ciecz z zamka, wyposazony w dwa dlawiki przeplywu cieczy kazdy umieszczony w kanale splywowym z cylindra silowego poprzez zamek do 0 zbiornika zlewowego, znamienny tym, ze dla chwilowego samoczynnego wylaczania z obiegu hydraulicznego lub wlaczania w ten obieg jednego z dwóch dlawików (20, 21) umieszczonych na splywie cylindra (12) silowego, ma sterujacy cylindryczny suwak (15) z dwoma pierscie- 45 niowymi wytoczeniami, osadzony luzno w kanale (14) z dwoma zastawkami ograniczajacymi skok suwaka, la¬ czacym kanal (11) doprowadzajacy ciecz z zamka do si¬ lowego cylindra (12) z kanalem (13) odprowadzajacym ciecz z silowego cylindra (12) do zamka oraz ma dodat- 50 kowe kanaly (16, 17) kazdy stanowiacy odgalezienie ka¬ nalów doprowadzajacego ciecz z zamka do silowego cy¬ lindra (12) i odprowadzajacego ciecz z silowego cylin¬ dra (12) do zamka, laczace wloty dlawików (20, 21) z ich wylotami, przecinajace sie z kanalem (14), przy czym 55 plywajacy tlok (4) dla otwierania jednego z dwóch zwrotnych zaworów (2, 3) jest zakonczony obustronnie trzpieniami osadzonymi suwliwie w prowadnicach, w sposób umozliwiajacy bezposrednie oddzielanie kanalu odprowadzajacego ciecz z silowego cylindra (12) do ^ zamka, od kanalu odprowadzajacego ciecz z zamka do zbiornika zlewowego przy otwartym zaworze zwrot¬ nym.

2. Zamek hydrauliczny wedlug zastrz. 1, znamienny rym, ze suwak (15) ma obwodowe rowki na powierzch- 65 ni cylindrycznej stykajacej sie ze scianka kanalu (14).KI. 60a.l3/01 68036 MKP F15b 13/01 8 23 S 10 WDA-1. Zam. 5992, naklad 105 egz. Cena zl 10,— PL