RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 2180973 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 14.08.2008 08801165.5 (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: 05.01.2011 Europejski Biuletyn Patentowy 2011/01 EP 2180973 B1 (13) (51) T3 Int.Cl. B23P 19/02 (2006.01) F15B 11/22 (2006.01) F15B 15/14 (2006.01) (54) Tytuł wynalazku: Hydrauliczna prasa do rozstawu kół (30) Pierwszeństwo: 16.08.2007 DE 202007011481 U (43) Zgłoszenie ogłoszono: 05.05.2010 w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2010/18 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 31.08.2011 Wiadomości Urzędu Patentowego 2011/08 (73) Uprawniony z patentu: Hegenscheidt-MFD GmbH & Co. KG, Erkelenz, DE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP 2180973 T3 MANFRED BOMS, Wegberg, DE HANS-JOACHIM REICHE, Erkrath, DE ALFRED HEIMANN, Aachen, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Eleonora Rozbicka INTERPAT BIURO OCHRONY WŁASNOŚCI INTELEKTUALNEJ ul. A.E. Odyńca 33 02-606 Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
Nasz znak: EP/82/11 Opis [0001] Wynalazek dotyczy prasy hydraulicznej do jednoczesnego nacisku dwóch hamulcowych lub kołowych tarcz na jedną oś koła o konstrukcji ramowej, osadzonej na podstawie z dwoma jednakowymi, pionowymi wspornikami, które połączone są w pewnej odległości od siebie poziomymi poprzeczkami i która każdorazowo posiada obudowę do przyjęcia cylindra centrującego, który osadzony jest na końcu osi koła oraz cylindra prasującego, ustawionego współśrodkowo do cylindra centrującego i zaczepionego do wciskanej tarczy hamulcowej lub kołowej, jak również do urządzenia sterującego do zasilania każdego z dwóch cylindrów poprzez środek nacisku. [0002] Hydrauliczna prasa tego rodzaju znana jest na przykład z US 3,995,361. Takie urządzenie wykazuje dwa jednakowe elementy czołowe połączone ze sobą za pomocą poprzeczek. Do każdego elementu czołowego przyporządkowany jest centrycznie jeden cylinder centrujący i jeden cylinder prasujący otaczający współśrodkowo cylinder centrujący. Cylinder centrujacy zasilany jest za pomocą środka nacisku. Jeśli cylinder centrujący porusza się od nacisku w kierunku osi koła, obraca się koło zębate wokół osi wzdłużnej cylindra centrującego (US 3,995,361, kolumna 3, wiersz 47 i 48). Zewnętrzne źródło energii nadaje prędkość ruchu cylindra centrującego (US 3,995,361, kolumna 4, wiersz 1 i 2). Obydwa cylindry centrujące po zasileniu za pomocą nacisku względem swojej prędkości i osiowej odległości poruszają się synchronicznie jeden za drugim (US 3,995,361, kolumna 4, wiersze 7 do 12). Wyśrodkowanie osi koła w kierunku osiowym w obrębie prasy umożliwia ruch każdej z tarcz w swoim położeniu na osi (US 3,995,361, kolumna 5, wiersze 30 do 33). Podczas nacisku kół na oś, każda tona nacisku na koła zmniejsza jedną tonę nacisku na cylindrze centrującym. Naprężenie wstępne prasy z siłą wyższą niż siła nacisku na koła wytwarza opór i dzięki temu zabezpiecza oś przed poruszaniem się przy nasadzaniu koła na oś. Umożliwia to precyzyjny montaż kół na osi, ponieważ nie dochodzi do zniekształceń (US 3,995,361,kolumna 6, wiersze 8 do 16).
2 Naprężenie wstępne prasy następuje samczynnie przez przedmiot obrabiany osi (US 3,995,361, kolumna 6, wiersze 29 i 30). [0003] Niekorzystne przy znanych prasach do rozstawu kół jest mechaniczne sterowanie biegu synchronicznego cylindrów centrujących. Nie jest przy tym zagwarantowany odbiór wyższych hydraulicznych sił nacisku przez koła zębate, które zapewniają ruch współbieżny cylindrów centrujących. Skutkiem tego jest wczesne, wzmożone zużycie (ścieranie się) na zębatkach trybu współbieżnego. Ponieważ należy wyjść z założenia, że naciski prasy, które są wymagane do wprowadzenia obu tarcz kołowych na oś, są zawsze różne, to właśnie tego rodzaju różnice mają niekorzystny wpływ na sterowanie i mechanikę znanych pras do kół. [0004] Z tego właśnie wynika zadanie niniejszego wynalazku aby przedstawić prasę do synchronicznego nałożenia tarcz hamulcowych lub kołowych, przy której będzie możliwe wyrównanie nacisku w obrębie maszyny samoczynnie przez hydrauliczny środek nacisku, za pomocą którego zasilany jest cylinder centrujący i prasujący. [0005] Zgodnie z wynalazkiem zadanie to zostało rozwiązane przez urządzenia pomiarowe, znajdujące się na podstawie, na której osadzona jest prasa i ujmujące każdy suw cylindrów i jednocześnie połączone z urządzeniem sterującym, które przewidziane jest do regulacji zasilania za pomocą nacisku w zależności od suwu cylindrów. W konkretnym przypadku urządzenie pomiarowe położone jest więc poza maszyną i ujmuje ruch cylindrów centrujących i prasujących z położenia, które jest niezależne od konstrukcji ramowej prasy. Ujmowane są różnice ruchów cylindrów i przetwarzane w odpowiednim poleceniu sterowniczym co do ilości lub naporu dostarczanego środka nacisku. W ten sposób w każdej fazie procesu praca odbywa się w optymalnych warunkach eksploatacji. [0006] Według pierwszej postaci wykonania obudowa we wspornikach zawiera jedną położoną centralnie komorę cylindryczną na przyjęcie cylindra centrującego i jedną komorę pierścieniową, otaczającą współśrodkowo komorę
3 cylindryczną do przyjęcia cylindra prasującego, co znane już jest z cytowanego wcześniej US 3,995,361. [0007] Uproszczenie obudowy powstaje, jeśli obudowa będzie posiadać komorę cylindryczną, przewidzianą do przyjęcia cylindra prasującego, a cylinder prasujący współśrodkową komorę cylindryczną do przyjęcia cylindra centrującego. Powstaje przy tym swego rodzaju układ teleskopowy cylindrów prasującego i centrującego. Zarówno cylinder centrujący, jak i cylinder prasujący zawierają dwa połączenia, przez które doprowadzany jest do nich środek nacisku lub przez które srodek nacisku może mieć ujście. [0008] Urządzeniem pomiarowym do oznaczenia suwu cylindrów prasy okazała się oryginalna taśma miernicza, która z bardzo dużą dokładnością, sięgającą nawet do 1/100 milimetra, podaje każdorazowe położenie wałków cylindra. [0009] W dalszej części wynalazek zostanie opisany bliżej na podstawie dwóch przykładów. [0010] Poniżej schematycznie i w dużym uproszczeniu, w widoku bocznym przedstawiono: - Fig. 1 Pierwsza postać wykonania prasy, oraz - Fig. 2 Schemat sterowania - Fig. 3 Druga postać wykonania. [0011] Prasa hydrauliczna do jednoczesnego nacisku dwóch tarczy kołowych 1, 2 na jedną oś 3 zbudowana jest z ramy konstrukcyjnej 4, osadzonej na podstawie 5. Podstawę 5 może stanowić na przykład podłoga zakładu. Konstrukcja ramowa 4 wykazuje dwa jednakowe, prostopadłe wsporniki 6 i 7. Jak można zobaczyć na Fig. 1, oba pionowe wsporniki są ustawione we wzajemnej odległości. Wsporniki 6 i 7 połączone są ze sobą za pomocą kilku poziomych poprzeczek 8 i 9. Ze wspornikami 6 i 7 połączona jest każdorazowo obudowa 10 i 11. Podobnie jak wsporniki 6 i 7 wyznaczone są także jednakowe obudowy 10 i 11, stanowiące wzajemnie lustrzane odbicie. W każdej obudowie 10 i 11 znajduje się cylinder centrujący 12, poziomo przesuwny. Koncentrycznie wokół cylindra
4 centrującego 12 umieszczony jest cylinder prasujący 13. Cylindry centrujące 12 naciskają na zewnętrzne końce 14 i 15 osi kołowej 3. Wałki cylindrów prasujących 13 naciskają natomiast na tarczę kołową 1 i 2. Przez zewnętrzne połączenia 16 i 17 do cylindrów centrujących 12 dociera środek nacisku, a przy zasilaniu cylindrów prasujących 13 za pomocą środka nacisku przez zewnętrzne połączenia 18 i 19. [0012] Po prawej stronie Figury 1 cylinder centrujący 12 połączony jest z urządzeniem pomiarowym 20. To samo odnosi się do cylindra prasującego 13, który połączony jest z urządzeniem pomiarowym 21. Oba urządzenia pomiarowe 20 i 21 wyprowadzone są z konstrukcji ramowej 4 i połączone przez wspornik 37 z podstawą 5. Urządzenie pomiarowe 20 rejestruje biegnący suw cylindra centrującego 12, a urządzenie pomiarowe 21 rejestruje biegnący suw cylindra prasującego 13, jednocześnie po prawej i lewej stronie prasy. Sygnały urządzeń pomiarowych 20 i 21 doprowadzane są do urządzenia sterującego 22, które przedstawia schematycznie przykładowo Figura 2. Sygnały urządzenia pomiarowego 20 tworzą współrzędne ruchu X. Sygnały urządzenia pomiarowego 21 odpowiadają siłom tarcia XR między kołami 1 i 2 a osią koła 3. Stosownie do tego ze wspólnego źródła nacisku zasilane są cylindry centrujące 12 za pomocą nacisku P1 a cylindry prasujące 13 naciskiem P2. [0013] Przebieg ruchów (proces prasowania) przedstawia się następująco: [0014] W konstrukcji ramowej 4 założony jest gotowy zestaw kół. Gotowy zestaw kół składa się z osi kołowej 3 i dwóch tarczy 1 i 2, które dwoma zewnętrznymi końcami 14 i 15 nałożone są na oś. W ten sposób zestaw kół od teraz będzie się zachowywał następująco: cylindry prasujące 13 i cylindry centrujące 12 są w swojej pozycji wyjściowej, tzn. są one wpuszczone do obudowy 10 i 11. Następnie cylindry centrujące 12 i prasujące 13 przechodzą jednocześnie w pozycję wstępną. Przy tym cylindry prasujące 13 pozostają na razie w pozycji wstępnej, a cylindry centrujące 12 poruszają się dalej, aż dotkną zewnętrznych końców 14 i 15 osi 3. Powstaje przy tym wzrost ciśnienia w cylindrach centrujących 12. Cylindry prasujące 13 z kolei pozostają w dalszym ciągu w pozycji wstępnej. Cylinder centrujący 12, poruszający koniec 15 zostaje
5 przełączony w regulację siły, podczas gdy cylinder centrujący 12 poruszający koniec 14 pozostaje w regulacji pozycji. Następnie oba cylindry prasujące 13 przechodzą w uregulowanej pozycji dalej i ustawiają koła 1 i 2 na osi 3, to jest w istocie proces prasowania. Jak tylko proces prasowania skończy się, cylindry prasowe 13 wracają do obudowy 10 i 11. Cylindry centrujące 12 pozostają jednak jeszcze w swojej regulacji siły lub pozycji. Dopiero potem następuje powrót cylindrów centrujących 12 do obudowy 10 i 11 również w uregulowanej pozycji. [0015] Wyniki pokazują, że system hydraulicznego prasowania do zestawu kół pracuje stabilnie i wykazuje się dobrym działaniem. Statyczny błąd regulacji, dokładność pozycjonowania wynosi przy wałkach cylindra centrującego mniej niż 0,2 mm, a przy wałkach cylindra prasującego mniej niż 0,4 mm. Bezwzględna dokładność pozycjonowania zależy od uwzględnienia rozszerzenia konstrukcji ramowej 4. Jeśli rozszerzenie konstrukcji ramowej nie zostanie uwzględnione przy obliczeniu wartości planowej, to błąd regulacji podwyższa się odpowiednio do rozszerzenia. W przedstawionym przypadku rozszerzenie konstrukcji ramowej zostało uwzględnione, jak podano, idealnie do 100%. [0016] W przypadku przedstawionym na Fig. 3 w postaci wykonania zmienione zostały obudowy 23 i 24 względem obudowy 10 i 11 w Fig. 1. W obudowach 23 i 24 wstawiony został cylinder prasujący 25 i 26, przesuwny wzdłużnie. Wałki cylindra prasującego 25 naciskają na tarczę kołową 2, a wałki cylindra prasującego 26 na tarczę 1. W wewnątrz dwóch cylindrów prasujących 25 i 26 umieszczony jest w układzie teleskopowym każdorazowo cylinder centrujący 27 i 28, przesuwany wzdłużnie. Cylinder centrujący 27 naciska na zewnętrzny koniec 29, a cylinder centrujący 28 na zewnętrzny koniec 30 osi 3. Zewnętrzne połączenia 31 i 32 zasilają cylindry centrujące 27 i 28 środkiem nacisku, a połączenia 33 i 34 zasilają cylindry prasujące 25 i 26 wymaganym środkiem nacisku. Podobnie, jak przy wykonaniu zgodnym z Fig. 1 cylindry centrujące 27 i 28 połączone są z urządzeniem pomiarowym 35, a cylindry prasujące 25 i 26 z urządzeniem pomiarowym 36, które połączone są z kolei ze wspornikiem 37 na podstawie 5. Płaszcze cylindra centrującego 27 i 28 formowane są przy tym przez wałki cylindra prasującego 25 i 26. Mechanizm jest
6 mniej kosztowny, średnice są mniejsze i powstają krótsze skoki. Każdy bok posiada dwa systemy miernicze drogi 35 i 36 oraz dwa czujniki ciśnienia P1 i P2 (nie pokazane), które umieszczone są odpowiednio w zewnętrznych połączeniach 32 i 34, co jest już znane. Postać wykonania z Fig. 3 wykazuje się mniejszymi kosztami i prostszą konstrukcją niż wykonanie z Fig. 1. Wykaz występujących oznaczeń [0017] 1 - Tarcza kołowa 2 - Tarcza kołowa 3 - oś kołowa 4 - Konstrukcja ramowa 5 - Podstawa 6 - Wspornik prasy 7 - Wspornik prasy 8 - Pozioma poprzeczka 9 - Pozioma poprzeczka 10 - Obudowa 11 - Obudowa 12 - Cylinder centrujący 13 - Cylinder prasujący 14 - Zewnętrzny koniec 15 - Zewnętrzny koniec 16 - Zewnętrzne połączenie 17 - Zewnętrzne połączenie 18 - Zewnętrzne połączenie 19 - Zewnętrzne połączenie 20 - Urządzenie pomiarowe 21 - Urządzenie pomiarowe 22 - Urządzenie sterujące 23 - Obudowa 24 - Obudowa
7 25 - Cylinder prasujący 26 - Cylinder prasujący 27 - Cylinder cylindryczny 28 - Cylinder cylindryczny 29 - Zewnętrzny koniec 30 - Zewnętrzny koniec 31 - Zewnętrzne połączenie 32 - Zewnętrzne połączenie 33 - Zewnętrzne połączenie 34 - Zewnętrzne połączenie 35 - Urządzenie pomiarowe 36 - Urządzenie pomiarowe 37 - Wspornik Zastrzeżenia patentowe 1. Hydrauliczna prasa do rozstawu kół na jednoczesnym naciskiem dwóch tarcz kołowych (1, 2) lub hamulcowych na jedną oś (3), z konstrukcją ramową (4), umieszczoną na podstawie (5) składającą się z dwóch jednakowych poziomych wsporników (6, 7), które połączone są ze sobą we wzajemnej odległości poziomymi poprzeczkami (8, 9) i posiadają obudowy (10, 11, 23, 24) do przyjęcia cylindra centrującego (12, 27, 28), który naciska na koniec (14, 15) osi (3), oraz cylindra prasującego (13, 25, 26) umieszczonego współśrodkowo do cylindra centrującego (12), naciskającego na wciskaną tarczę hamulcową lub kołową (1, 2), jak również z urządzenia sterującego (22) do zasilania każdego z dwóch cylindrów (12,13) za pomocą środka nacisku, znamienna tym, że na podstawie (5) przewidziane są urządzenia pomiarowe (20, 21, 35, 36, 37), które rejestrują każdorazowo suw cylindrów (12, 13, 25, 26, 27, 28) i połączone są z urządzeniem sterującym (22) przewidzianym do regulacji zasialania cylindrów środkiem nacisku w zależności od suwu cylindrów (12, 13, 25, 26, 27, 28).
8 2. Hydrauliczna prasa do rozstawu kół według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że obudowa (10, 11) posiada współosiową komorę cylindryczną do przyjęcia cylindra centrującego (12) i współosiową komorę pierścieniową otaczającą współśrodkowo komorę cylindryczną do przyjęcia cylindra prasującego (13). 3. Prasa hydrauliczna do rozstawu kół według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że obudowa (23, 24) posiada komorę cylindryczną do przyjęcia cylindra prasującego (25, 26), a cylinder prasujący (25, 26) posiada usytuowaną centralnie komorę cylindryczną do przyjęcia cylindra centrującego (27, 28). 4. Prasa hydrauliczna do rozstawu kół według jednego z zastrzeżeń 2 lub 3, znamienna tym, że cylinder centrujący (12, 27, 28) i cylinder prasujący (13, 25, 26) posiada każdorazowo dwa połączenia (16, 17, 31, 32 lub 18, 19, 33, 34) na środek nacisku. 5. Prasa hydrauliczna do rozstawu kół według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że urządzenia pomiarowe (20, 21, 35, 36) składają się z taśmy mierniczej, która połączona jest z wałkiem cylindra centrującego (12, 27, 28) lub prasującego (13, 25, 26) i jednocześnie posiada połączenie (37) z podstawą (5). Uprawniony: Hegenscheidt-MFD GmbH & Co. KG Pełnomocnik: Eleonora Rozbicka
9
10
11