PL B1 (13) B1. (51) IntCl6: F15B 15/14 F16J 7/00. (54) Siłownik hydrauliczny lub pneumatyczny

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl6: F15B 15/14 F16J 7/00 (54) Siłownik hydrauliczny lub pneumatyczny (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 13/93 (73) Uprawniony z patentu: Przemysłowy Instytut Maszyn Budowlanych, Kobyłka, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 08/95 (72) Twórcy wynalazku: Stanisław Kosiński, Warszawa, PL_ Wojciech Tkaczyk, Wołomin, PL PL B1 (57) 1. Siłownik hydrauliczny lub pneumatyczny składający się z cylindra, tłoczyska i zamocowanego na tłoczysku tłoka, znamienny tym, że główne tłoczysko (2) osadzone jest współosiowo wewnątrz dodatkowego tłoczyska (4) o kształcie rury, którego średnica wewnętrzna jest dopasowana do średnicy zewnętrznej głównego tłoczyska (2), przy czym na dodatkowym tłoczysku (4) zamocowany jest element prowadzący (5), którego zewnętrzny wymiar w płaszczyźnie prostopadłej do osi wzdłużnej głównego tłoczyska (2) odpowiada wewnętrznej średnicy cylindra (1), a przestrzenie wewnętrzne (8,9) cylindra (1) po obu stronach prowadzącego elementu (5) są stale wzajemnie ze sobą połączone. Fig. 1

2 Siłownik hydrauliczny lub pneumatyczny Zastrzeżenia patentowe 1. Siłownik hydrauliczny lub pneumatyczny składający się z cylindra, tłoczyska i zamocowanego na tłoczysku tłoka, znamienny tym, że główne tłoczysko (2) osadzone jest współosiowo wewnątrz dodatkowego tłoczyska (4) o kształcie rury, którego średnica wewnętrzna jest dopasowana do średnicy zewnętrznej głównego tłoczyska (2), przy czym na dodatkowym tłoczysku (4) zamocowany jest element prowadzący (5), którego zewnętrzny wymiar w płaszczyźnie prostopadłej do osi wzdłużnej głównego tłoczyska (2) odpowiada wewnętrznej średnicy cylindra (1), a przestrzenie wewnętrzne (8,9) cylindra (1) po obu stronach prowadzącego elementu (5) są stale wzajemnie ze sobą połączone. 2. Siłownik według zastrz. 1, znamienny tym, że średnica wewnętrzna dodatkowego tłoczyska (4) tworzy ze średnicą zewnętrzną głównego tłoczyska (2) pasowanie umożliwiające wzajemny suwliwy ruch względny obu tłoczysk. 3. Siłownik według zastrz. 1, znamienny tym, że na wewnętrznej powierzchni dodatkowego tłoczyska (4), która jest luźno spasowana z zewnętrzną powierzchnią głównego tłoczyska (2), osadzone są co najmniej dwie tuleje prowadzące (10), których średnice wewnętrzne spasowane są ze średnicą zewnętrzną głównego tłoczyska (2) w sposób umożliwiający wzajemny suwliwy ruch względny obu tłoczysk. 4. Siłownik według zastrz. 1, znamienny tym, że element prowadzący (5) ma kształt kołnierza, w którego ściance znajdują się przelotowe otwory (6) łączące przestrzenie wewnętrzne (8,9) cylindra (1) po obu stronach prowadzącego elementu (5). 5. Siłownik według zastrz. 1, znamienny tym, że element prowadzący (5) ma kształt kołnierza, który na zewnętrznym obwodzie posiada wybrania (7) łączące przestrzenie wewnętrzne (8,9) cylindra (1) po obu stronach prowadzącego elementu (5). 6. Siłownik według zastrz. 1, znamienny tym, że wymiary geometryczne elementów cylindra są tak dobrane, iż długość skoku dodatkowego tłoczyska (4) równa jest w przybliżeniu połowie długości skoku głównego tłoczyska (2). 7. Siłownik według zastrz. 1, znamienny tym, że stanowi on podzespół siłownika wielostopniowego. * * * Przedmiotem wynalazku jest siłownik hydrauliczny lub pneumatyczny, zwłaszcza o dużym skoku przeznaczony do stosowania w urządzeniach, w których wymagany jest niski ciężar siłownika przy jednoczesnym wymaganiu dużej jego obciążalności na przykład w wysięgnikach teleskopowych żurawi budowlanych. W znanych siłownikach hydraulicznych zawierających cylinder z umieszczonymi wewnątrz niego tłoczyskiem i tłokiem zwiększenie obciążalności siłami ściskającymi powoduje wzrost ciężaru siłownika wywołany głównie zwiększeniem średnicy tłoczyska, które w siłownikach o dużym skoku, z uwagi na proporcje wymiarowe narażone jest na utratę stateczności spowodowaną wyboczeniem. Zwiększenie przekroju tłoczyska siłownika zastosowanego w układzie wysuwu wysięgnika teleskopowego powoduje wzrost ciężaru osprzętu podnoszącego, co wpływa na ograniczenie charakterystyki udźwigu. Poza tym, zwiększenie średnicy tłoczyska siłownika powoduje, na skutek zmniejszenia powierzchni tłoka po stronie tłoczyska, zmniejszenie siły suwu cofania. Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji takiego siłownika, w którym mimo znacznego zwiększenia dopuszczalnych sił ściskających nastąpi tylko niewielki wzrost ciężaru. Istota wynalazku polega na tym, że tłoczysko osadzone jest współosiowo wewnątrz dodatkowego tłoczyska o kształcie rury, którego średnica wewnętrzna jest odpowiednio

3 dopasowana do średnicy zewnętrznej głównego tłoczyska, przy czym na dodatkowym tłoczysku zamocowany jest element prowadzący, którego zewnętrzny wymiar w płaszczyźnie prostopadłej do osi wzdłużnej głównego tłoczyska odpowiada wew nętrznej średnicy cylindra, a przestrzenie wewnętrzne cylindra po obu stronach prowadzącego elementu są stale wzajemnie ze sobą połączone. Korzystnie jest, gdy średnica wewnętrzna dodatkowego tłoczyska tworzy ze średnicą zewnętrzną głównego tłoczyska pasowanie umożliwiające wzajemny suwliwy ruch względny obu tłoczysk. W innej korzystnej postaci wynalazku na wewnętrznej powierzchni dodatkowego tłoczyska, która jest luźno spasowana z zewnętrzną powierzchnią głównego tłoczyska, osadzone są co najmniej dwie tuleje prowadzące, których średnice wewnętrzne spasowane są ze średnicą zewnętrzną głównego tłoczyska w sposób umożliwiający wzajemny suwliwy ruch względny obu tłoczysk. Korzystnie jest także, gdy element prowadzący dodatkowego tłoczyska ma kształt kołnierza, który ma w ściance przelotowe otwory i/lub wybrania na zewnętrznym obwodzie łączące przestrzenie wewnętrzne cylindra po obu stronach elementu prowadzącego. Najkorzystniej jest, gdy długość skoku dodatkowego tłoczyska równa jest w przybliżeniu połowie długości skoku głównego tłoczyska. Proponowane rozwiązanie może być zastosowane również w siłownikach wielostopniowych (teleskopowych). Siłownik posiadający wymienione powyżej cechy umożliwia, dzięki dodatkowemu podparciu tłoczyska, znaczne zwiększenie siły obciążającej, bez groźby utraty jego stateczności spowodowanej wyboczeniem. Wynalazek umożliwia niemal dwukrotne zwiększenie nośności siłownika w stanie zsuniętym w stosunku do dotychczasowej konstrukcji, przy jednoczesnym zwiększeniu ciężaru siłownika tylko o około 10%. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia siłownik jednostopniowy według wynalazku w przekroju osiowym, a fig. 2 i fig. 3 przedstawiają dwie postacie elementu prowadzącego dodatkowego tłoczyska w widoku czołowym. Siłownik (fig. 1) składa się z cylindra 1, wewnątrz którego umieszczone jest tłoczysko główne 2 z zamocowanym na jego końcu tłokiem 3. Główne tłoczysko 2 osadzone jest współosiowo wewnątrz mającego kształt rury dodatkowego tłoczyska 4, którego długość równa jest, w przybliżeniu, połowie długości głównego 2. Na końcu dodatkowego tłoczyska 4, od strony tłoka 3, zamocowany jest trwale element prowadzący 5 mający postać kołnierza. W ściance kołnierza (fig. 2 i fig. 3) wykonane są otwory przelotowe 6 i/lub obwodowe wybrania 7, poprzez które łączą się wzajemnie przestrzenie wewnętrzne 8, 9 cylindra 1 po obu stronach elementu prowadzącego 5. Średnica zewnętrzna kołnierza 5 jest tak dobrana, że dodatkowe tłoczysko 4 może poruszać się suwliwie względem cylindra 1. Wewnątrz dodatkowego tłoczyska 4, luźno spasowanego z głównym tłoczyskiem 2, osadzone są tuleje prowadzące 10 spasowane suwliwie z głównym tłoczyskiem 2 oraz, przy końcu wystającym poza długość cylindra 1, umieszczone jest uszczelnienie 11 głównego tłoczyska. U wejścia do przestrzeni roboczej cylindra 1 osadzone jest uszczelnienie 12 dodatkowego tłoczyska. Na głównym tłoczysku 2, na odcinku wystającym poza cylinder, osadzony jest pierścień oporowy 13 ograniczający ruch dodatkowego tłoczyska 4 względem głównego tłoczyska 2. Podczas rozsuwania siłownika dodatkowe tłoczysko 4 jest wypychane z cylindra przez tłok 3, natomiast przy zsuwaniu jest ono wpychane do wnętrza cylindra 1 za pomocą pierścienia oporowego 13 osadzonego na głównym tłoczysku 2, przy czym pierwszą połowę skoku w obu wypadkach stanowi ruch samego głównego tłoczyska 2. Podczas wzajemnego ruchu obu tłoczysk poprzez otwory 6 i/lub wybrania 7, następuje przepływ medium roboczego pomiędzy przestrzeniami wewnętrznymi 8, 9 cylindra. Siłownik ma największą nośność w granicach od 0 do 0,5 skoku przy czym jest ona w tym zakresie na ogół stała, gdyż o jego nośności decyduje najczęściej wytrzymałość cylindra. Podczas drugiej połowy skoku zsuwania siła, jaką wywiera siłownik jest mniejsza z uwagi na

4 zmniejszoną powierzchnię działania ciśnienia po stronie tłoczyska. Jest ona zmniejszona o powierzchnię przekroju dodatkowego tłoczyska z jego uszczelnieniem. Aby zsuwanie siłownika mogło odbywać się na całej długości skoku musi być spełniony następujący warunek wymiarowy: π ( D c 2 - D t 2 ) / 4 - π ( D o - D t ) / 4 > 0, w którym: Dc - średnica cylindra, Dt - średnica tłoczyska, Do - większa ze średnic Du lub Dm, gdzie Du - średnica zewnętrzna uszczelnienia dodatkowego tłoczyska, Dm - średnica zewnętrzna dodatkowego tłoczyska

5 Fig. 2 Fig. 3

6 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł