(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl5: F15B 13/02 F16H 61/48 B60K 41/04 ( 5 4 ) Układ hydrauliczny z m odulacją ciśnienia, zw łaszcza do skrzyń biegów przełączanych (54) p od obciążeniem (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 10/92 ( 4 3 ) Uprawniony z patentu: Przemysłowy Instytut Maszyn Budowlanych, Kobyłka, PL ( 7 2 ) Twórcy wynalazku: Wojciech Giza, Warszawa, PL Wojciech Tkaczyk, Wołomin, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 01/94 PL B1 (57)1. Układ hydrauliczny z modulacją ciśnienia, zwłaszcza do skrzyń biegów rozłączanych pod obciążeniem zawierający suwakowy zawór modulujący ciśnienie zabudowany na linii zasi-- lania pomiędzy pompą hydrauliczną a pok-- rywą sterującą umożliwiającą jednoczesne ste-- rowanie co najmniej dwoma odbiornikami, znamienny tym, że suwak wykonawczy (36) zaworu modulującego (1) połączony jest z jednej strony z przewodem (5), stanowiącym linię zasilania pomiędzy zaworem modulującym (1) 1 pokrywą sterującą (6), a z drugiej strony zawór (1) ma zamontowany zespół sterujący (31) połączony również z przewodem (5), przy czym zespól sterujący (31) połączony jest przewodem (30), poprzez zawór rozładowujący (29), ze zbiornikiem (33). Fig 1

2 Układ hydrauliczny z modulacją ciśnienia, zwłaszcza do skrzyń biegów przełączanych pod obciążeniem Zastrzeżenia patentowe 1. Układ hydrauliczny z m odulacją ciśnienia, zwłaszcza do skrzyń biegów rozłączanych pod obciążeniem zawierający suwakowy zawór m odulujący ciśnienie zabudowany na linii zasilania pomiędzy pom pą hydrauliczną a pokryw ą sterującą umożliwiającą jednoczesne sterowanie co najmniej dwom a odbiornikam i, znamienny tym, że suwak wykonawczy (36) zaworu m odulującego (1) połączony jest z jednej strony z przewodem (5), stanowiącym linię zasilania pom iędzy zaworem m odulującym (1) i pokryw ą sterującą (6), a z drugiej strony zawór (1) ma zam ontow any zespół sterujący (31) połączony również z przewodem (5), przy czym zespół sterujący (31) połączony jest przewodem (30), poprzez zaw ór rozładow ujący (29), ze zbiornikiem (33), 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zawór rozładowujący (29) posiada tłoczek (39) sterow any hydraulicznie połączony z jednej strony, poprzez zaw ór zw rotny alternatyw ny, przew o- dami (20), 21) z jednym odbiornikiem lub grupą odbiorników, a z drugiej strony, poprzez grupę zaworów zwrotnych alternatyw nych przew odam i (22, 23, 24, 25) z drugim odbiornikiem lub z drugą grupą odbiorników. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zawór rozładowujący (29) posiada tłoczek (39) sterowany elektrom agnetycznie, przy czym elektrom agnes (42) połączony jest przewodem elektycznym (44) ze sterow nikiem (43) włączającym pracę poszczególnych odbiorników. 4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zawór rozładowujący (29) posiada tłoczek (39) sterow any popychaczem (45), którego ruch wym uszony jest zm ianą położenia suw aków sterujących pokrywy sterującej (6). 5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, ze zawór rozładowujący (29) posiada tłoczek (39) sterowany pneum atycznie. * * * Przedm iotem wynalazku jest układ hydrauliczny z m odulacją ciśnienia, zwłaszcza do skrzyń biegów przełączanych pod obciążeniem oraz do innych zespołów maszyn i urządzeń, w których w czasie zmiany stanu odbiornika np. podczas włączania przy rozruchu wymagany jest określony proces narastania ciśnienia. Znany jest hydrauliczny układ sterujący pracą sprzęgieł skrzyni biegów za pośrednictwem pokrywy sterującej, um ożliw iającej jednocześnie sterow anie kilkom a sprzęgłam i, w którym, m odulacja ciśnienia realizowana jest za pom ocą zaworu m odulującego zabudowanego na linii sterow a- nia pom iędzy pom pą hydrauliczną a pokryw ą sterującą i w spółpracującego ze wszystkimi sprzęgłami skrzyni biegów. Zawór modulujący ciśnienie ma postać bloku zawierającego zawór redukcyjny, tłoczek regulujący ciśnienie oraz sam oczynny zaw ór wielodrogowy o ustalonej kolejności działania. Zawór redukcyjny obniża wartość ciśnienia z chwilą przełączenia biegu, umożliwiając pracę tłoczka regulującego ciśnienie, który łączy drogę ciśnieniową ze zbiornikiem zlewowym poprzez system precyzyjnie w ykonanych kilkunastu otw orków o średnicach 0,85 do 1,15 mm usytuow a- nych na powierzchni prowadzącej tłoczka i reguluje wydajność wypływającego medium na zlew. Regulacja wydajności jest wynikiem zmiany wielkości powierzchni wypływu w przesuwającym się tłoczku, w następstwie której następuje wzrost ciśnienia zasilania Medium pod narastającym ciśnieniem przekazywane jest w ustalonej kolejności, poprzez samoczynny zawór wielodrogowy, na suwak kierunku jazdy, a następnie na suwak biegowy pokrywy sterującej, skąd kierowane jest do sprzęgieł skrzyni biegów. Przedstawiony powyżej blok m odulujący składa się z wielu różnorodnych elem entów i zespołów hydraulicznych o bardzo wysokich wym aganiach, które dotyczą zarów no dopuszczalnych

3 błędów kształtu jak i tolerancji wykonania mieszczących się w granicach kilkunastu m ikronów, co powoduje, że zespół jest trudny pod względem wykonawczym, a co za tym idzie, drogi. Ponadto popraw na i niezawodna praca bloku m odulującego uzależniona jest od bardzo dokładnej filtracji oleju wymagającej stosow ania filtrów o dokładności filtrow ania max. 10 µm. Celem w ynalazku jest wyeliminow anie powyższych niedogodności poprzez opracow anie konstrukcji układu hydraulicznego z m odulacją ciśnienia, prostego w budowie i niezawodnego w eksploatacji przy zastosow aniu filtrów o niższej dokładności filtrow ania. Istota wynalazku polega na tym, że w układzie hydraulicznym wyposażonym w zawór m odulujący ciśnienie suwak wykonawczy tego zaworu połączony jest z jednej strony z linią zasilania pomiędzy zaworem m odulującym i pokryw ą sterującą, a z drugiej strony zawór ma zam ontowany zespół sterujący połączony również z linią zasilania pomiędzy zaworem m odulującym i pokrywą sterującą oraz, poprzez zaw ór rozładow ujący, ze zbiornikiem oleju. Zaw ór rozładowujący posiada tłoczek sterowany hydraulicznie połączony z jednej strony, poprzez zawór zwrotny alternatyw ny, z jednym odbiornikiem lub grupą odbiorników, a z drugiej strony, poprzez grupę zaworów zwrotnych alternatywnych, z drugim odbiornikiem lub z drugą grupą odbiorników. W korzystnej postaci w ynalazku zaw ór rozładow ujący posiada tłoczek sterow any elektromagnetycznie, przy czym elektrom agnes połączony jest przewodem elektrycznym ze sterownikiem włączającym pracę poszczególnych odbiorników. W innej korzystnej postaci wynalazku zawór rozładowujący posiada tłoczek sterowany popychaczem, którego ruch wym uszany jest zm ianą położenia suw aków sterujących pokryw y sterującej. Z aw ór rozładow ujący może być, według innego w ariantu rozw iązania sterow any pneumatycznie. Przedm iot w ynalazku jest uw idoczniony w przykładach w ykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowo-blokowy układu ze sterowaniem hydraulicznym, fig. 2 przedstawia wykres przebiegu ciśnienia w sprzęgle w funkcji czasu w układzie według fig. 1, fig. 3 - schemat układu ze sterowaniem elektrom agnetycznym, a fig. 4 - schemat układu ze sterowaniem m echanicznym. Pokazany na fig. 1 rysunku układ hydrauliczny według wynalazku do sterowania skrzynią biegów wyposażony jest w zawór m odulujący 1, który przewodem 2 połączony jest z pom pą 3. Przewód 2 ma odgałęzienie upustowe z zaworem przelewowym 4. Zawór m odulujący 1 połączony jest przewodem zasilającym 5 z pokrywą sterującą 6, z której wyprowadzone są przewody zasilające 7, 8, 9, 1 0, 1 1, 12 łączące, odpow iednio, sprzęgła 1 3, 1 4, 1 5, 1 6, 1 7, 18 skrzyni biegów 19. Przewody 7, 8, 9, 10, 11, 12 połączone są przewodam i sterującymi, odpowiednio, 20, 21, 22, 23, 24, 25 z blokiem zaworów alternatywnych 26, który z kolei przewodami 27, 28 połączony jest z zaworem rozładowującym 29, przy czym wyprowadzone ze sprzęgieł 13, 14 przewody 20, 21 połączone są, poprzez jeden zawór alternatyw ny, z przewodem 27 wyprowadzonym z jednej strony zaworu rozładowującego 29, a przewody 22, 23, 24, 25 łączą, poprzez grupę trzech zaworów alternatywnych, sprzęgła 15, 16, 17, 18, z przewodem 28 wyprowadzonym z drugiej strony zaworu 29. Przewód 30 łączy zawór rozładowujący 29 z zespołem sterującym 31 zaworu modulującego 1, a przewód zlewowy 32 łączy zawór 29 ze zbiornikiem 33. D o przewodu 30 dołączony jest przewód sterujący 34 z zabudowanym w nim elementem ograniczającym natężenie przepływu 35. Drugi koniec przew odu 34 połączony jest z przewodem 5. Podstawowym elem entem zaworu m odulującego 1jest suwak wykonawczy 36, który w skrajnych położeniach: początkowym a i końcowym c kieruje medium z pom py 3 do pokrywy sterującej 6, przy czym w położeniu a wielkość ciśnienia medium zasilającego ograniczona jest napięciem sprężyny 37 i jest mniejsza od wielkości ciśnienia ustawionego na zaworze przelewowym 4, który ogranicza wielkość ciśnienia maksym alnego w całym układzie hydraulicznym. W położeniu końcowym c suwak 36 medium podaw ane jest pod maksymalnym ciśnieniem, równym ciśnieniu, na jakie ustawiony jest zawór 4, z uwagi na wyeliminowanie sprężyny 37 z pracy suw aka 36. W położeniu pośrednim b suwaka 36 medium kierowane jest do pokrywy sterującej 6 pod narastającym ciśnieniem wynikającym ze zmiany napięcia sprężyny 37, która to zmiana jest wywoływana przez zespół sterujący 31 za pom ocą elem entu ograniczającego przepływ 35. Przykładowy przebieg ciśnienia w sprzęgle w funkcji czasu, przedstaw iony jest na fig. 2 rysunku. Położenie

4 a suwaka 36 odpowiada szybkiemu napełnieniu sprzęgieł, położenie b - łagodnem u narastaniu ciśnienia czyli m odulacji, w czasie której następuje sprzęgnięciu płytek ciernych sprzęgieł, a położenie c odpow iada fazie stanu ustalonego, gdy nastąpiło już pełne sprzęgnięcie płytek ciernych i pracujące sprzęgła obciążone są m aksym alnym ciśnieniem. D ziałanie układu jest następujące: z zaworu m odulującego 1 m edium kierow ane jest przew o- dem zasilającym 5 do pokryw y sterującej 6, k tóra pełni funkcję rozdzielacza, a jej układ funkcjonalny jest ściśle związany ze schem atem kinematycznym skrzyni biegów. W om awianym przykładzie załączenie dowolnego biegu następuje po doprowadzeniu m edium pod określonym ciśnieniem do dwóch sprzęgieł: jednego ze sprzęgieł kierunkowych P - 13 lub W - 14 oraz jednego ze sprzęgieł biegowych, I-15, II-16, III-17 lub IV-18. Pozostałe sprzęgła nie znajdujące się pod wpływem ciśnienia zasilania, połączone są, poprzez odpowiednie przewody zasilające, pokrywę sterującą 6 i przew ód zlewowy 38 ze zbiornikiem 33. Ze znajdujących się pod ciśnieniem przew odów zasilających, pomiędzy pokryw ą sterującą 6 a określonymi sprzęgłami, medium podaw ane jest poprzez zbocznikowane przewody sterujące, blok zaworów zwrotnych alternatywnych i przewody 2 7, 28 na dwie strony suwaka 39 zaworu rozładowującego 29. D oprow adzone z dwóch stron przew odam i 27 i 28 ciśnienie oraz sprężyny 40 i 41 utrzym ują suwak 39 w położeniu środkow ym, w którym medium znajdujące się w przewodzie 30 odcięte jest od zbiornika 33. Jest to, przy przesterowanym suwaku 36 zaworu m odulującego 1 w położenie c, stan ustalony układu hydraulicznego, gdy określone sprzęgła znajdują się pod m aksymalnym ciśnieniem zasilania. O dpow iada on pracy skrzyni biegów na dowolnym biegu. W przypadku zm iany biegu na wyższy lub niższy następuje skierow anie m edium zasilającego ze sprzęgła znajdującego się pod ciśnieniem, poprzez pokrywę sterującą 6, do zbiornika 33. W wyniku tego w przewodzie zasilającym to sprzęgło i połączonym z nim przewodzie sterującym oraz w bloku zaworów 26 i przewodzie sterującym 28 następuje chwilowy spadek ciśnienia, co w konsekwencji prowadzi do przesterow ania ciśnieniem z przewodu sterującego 27 suwaka 39 i skierowanie medium z przewodu 30 do zbiornika 33. Opróżnienie przewodu 30 umożliwia pow rót suwaka 36 do położenia początkowego a, a tym samym rozpoczęcie procesu załączania odpowiedniego układu biegowego. W wyniku ustalenia się równowagi sił sterujących suwak 39 pow raca do położenia środkowego odcinając w ten sposób przewód 30 od zbiornika 33 i uniemożliwiając dopływ medium do zespołu sterującego 31 poprzez element ograniczający natężenie przepływu 35. Jednocześnie do odpowiednich sprzęgieł dopływa medium pod wzrastającym ciśnieniem, do chwili aż suwak 36 zostanie przesterowany w położenie końcowe c i do sprzęgieł tych zostanie skierowane medium pod maksymalnym ciśnieniem określonym ustawieniem zaworu przelewowego 4, a tym samym ponow nie zostanie osiągnięty, po zm ianie biegu, stan ustalony układu hydraulicznego. Na figurze 3 przedstaw iono układ hydrauliczny z modulacją ciśnienia do sterowania skrzynią biegów, w którym zaw ór rozładowujący 29 posiada tłoczek 39 sterowany elektrom agnetycznie, przy czym elektrom agnes 42 połączony jest przewodem elektrycznym 44 ze sterownikiem 43 włączającym pracę poszczególnych odbiorników. Na figurze 4 pokazano schemat układu hydraulicznego z modulacją ciśnienia, w którym zawór rozładowujący 29 jest sterowany mechanicznie. Tłoczek 39 zaworu 29 ma zam ontowany z jednej strony popychacz 45, którego ruch wymuszony jest zmianą położenia suwaków sterujących pokrywy sterującej 6 skrzyni biegów 19.

5 Fig. 4

6 Fig. 3

7 Fig 2

8 Fig. 1 Departament Wydawnictw U P RP. Nakład 90 egz Cena zł