RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 182254 (13) B1 (2 1) Numer zgłoszenia: 318732 (22) Data zgłoszenia: 28.02.1997 (51) IntCl7 F15B 15/08 (54) Hydrauliczny siłownik (43) Zgłoszenie ogłoszono: 31.08.1998 BUP 18/98 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.11.2001 WUP 11/01 (73) Uprawniony z patentu: Przedsiębiorstwo Produkcyjno-Usługowe PUMAR Sp. z o.o., Siemianowice Śląskie, PL (72) Twórcy wynalazku: Bolesław Adamek, Piekary Śląskie, PL Kazimierz Świderski, Gliwice, PL Andrzej Kasprusz, Chorzów, PL Edward Cisoń, Gliwice, PL (74) Pełnomocnik: Olender Kornel PL 182254 B1 (57) Hydrauliczny siłownik, złożony z cylindra i tłoczyska z tłokiem, którego podtłokow a przestrzeń i nadtłokowa przestrzeń są połączone ze źródłem zasilania i spływem za pomocą przewodów w tłoczysku, przy czym jego tłoczysko jest utworzone z rury zamkniętej z jednego końca wewnętrzną głowicą z nasadzonym na nie tłokiem, a z drugiego końca jest zamknięta zewnętrzną głowicą, która to zewnętrzna głowica jest zaopatrzona w króćce łączące tłoczysko ze źródłem zasilania i ze spływem, znamienny tym, że rurę (16), łączącą króciec (14) przez kanał (15) w zewnętrznej głowicy (9) z podtłokową przestrzenią (11) przez wewnętrzną głowicę (8) ma wygiętą na części długości w pętlę (17) wewnątrz rury (7) tworzącej tłoczysko (2) oraz ma kanał (18) w zewnętrznej głowicy (9) łączący króciec (13) z wnętrzem rury (7) tworzącej tłoczysko (2) i ma kanał (19) w wewnętrznej głowicy (8) łączący wnętrze rury (7) tworzącej tłoczysko (2) z nadtłokową przestrzenią (12) siłownika.
Hydrauliczny siłownik Zastrzeżenie patentowe Hydrauliczny siłownik, złożony z cylindra i tłoczyska z tłokiem, którego podtłokowa przestrzeń i nadtłokowa przestrzeń są połączone ze źródłem zasilania i spływem za pomocą przewodów w tłoczysku, przy czym jego tłoczysko jest utworzone z rury zamkniętej z jednego końca wewnętrzną głowicą z nasadzonym na nie tłokiem, a z drugiego końca jest zamknięta zewnętrzną głowicą, która to zewnętrzna głowica jest zaopatrzona w króćce łączące tłoczysko ze źródłem zasilania i ze spływem, znamienny tym, że rurę (16), łączącą króciec (14) przez kanał (15) w zewnętrznej głowicy (9) z podtłokową przestrzenią (11) przez wewnętrzną głowicę (8) ma wygiętą na części długości w pętlę (17) wewnątrz rury (7) tworzącej tłoczysko (2) oraz ma kanał (18) w zewnętrznej głowicy (9) łączący króciec (13) z wnętrzem rury (7) tworzącej tłoczysko (2) i ma kanał (19) w wewnętrznej głowicy (8) łączący wnętrze rury (7) tworzącej tłoczysko (2) z nadtłokową przestrzenią (12) siłownika. * * * Przedmiotem wynalazku jest hydrauliczny siłownik złożony z cylindra i tłoczyska z tłokiem, którego przestrzeń podtłokowa i przestrzeń nadtłokowa są połączone ze źródłem zasilania za pomocą przewodów w tłoczyska. Znany z polskiego opisu patentowego nr 56 933 hydrauliczny siłownik ma w tłoczysku przewody łączące przestrzeń podtłokową i przestrzeń nadtłokową ze źródłem zasilania. Każdy z tych przewodów ma ujście przy końcu tłoczyska, które zawsze wystaje poza cylinder, i ujście to jest połączone ze źródłem zasilania i na przemian ze spływem. Drugie ujście jednego z przewodów znajduje się na powierzchni tłoczyska w sąsiedztwie tłoka. Ujście to łączy przewód z nadtłokową przestrzenią siłownika. Drugie ujście drugiego z przewodów znajduje się w czołowej powierzchni tłoka łączy przewód z podtłokową przestrzenią siłownika. W rozwiązaniu znanym z polskiego opisu patentowego nr 56 933 hydrauliczny siłownik spełnia zadanie serwomotoru, którego tłoczysko jest nieruchome, a przemieszcza się cylinder siłownika i z tego względu korzystne jest doprowadzanie hydraulicznego medium do siłownika przez nieruchome tłoczysko. Znany z polskiego opisu patentowego nr 58 371 hydrauliczny siłownik ma w tłoczysku przewody łączące źródło zasilania z podtłokową przestrzenią siłownika i nadtłokową przestrzenią. Każdy z przewodów ma ujście na zewnątrz tłoczyska, w miejscu które zawsze pozostaje poza cylindrem siłownik, czyli przy każdym względnym położeniu tłoczyska z tłokiem i cylindra. Jeden z przewodów ma drugie ujście do nadtłokowej przestrzeni w cylindrze, a drugi z przewodów ma drugie ujście w czołowej powierzchni tłoka do podtłokowej przestrzeni. W szczególnym rozwiązaniu tłoczyska wykonanego z rury zamkniętej z obu końców wspomniane kanały w rurowej części tłoczyska są wykonane z prostych rur osadzonych szczelnie za pomocą spoin w elementach stanowiących zakończenia tłoczyska i zamocowanych do końców rury tworzącej tłoczysko. Jedna z tych rur tworzy przewód sięgający czołowej powierzchni tłoka i przez nią jest dostarczane hydraulicznie medium do podtłokowej przestrzeni. Druga z tych rur jest połączona z przestrzenią nadtłokową przez otwór w jej ścianie, ale koniec tej rury, zaślepiony, jest osadzony w elemencie stanowiącym zakończenie tłoczyska, na który to element jest nasadzony tłok. Wadą znanego z polskiego opisu patentowego n r 56 933 i n r 5 8 371 hydraulicznego siłownika zasilanego hydraulicznym medium przez tłoczysko, w jego szczególnym, wykonaniu, czyli z tłoczyskiem utworzonym z rury, jest nietrwałość spoiny łączącej przewody doprowadzające medium z elementami zamykającym rurę tłoczyska. Na wspomniane przewody działa zmienne ciśnienie medium, a także zmienna temperatura, co powoduje periodyczne odkształcanie
182 254 3 wspomnianych przewodów, a to wywołuje niszczenie spoin. Pęknięta spoina jest przyczyną nieszczelności wewnątrz siłownika, co powoduje zaburzenia w jego pracy. Nieszczelne spoiny powodują bowiem przepływ medium z podtłokowej przestrzeni do nadtłokowej przestrzeni, lub na odwrót, czyli wyrównywanie ciśnień w obu przestrzeniach. W przypadku, gdy hydrauliczny siłownik jest obciążony zewnętrzną siłą, szczególnie przez dłuższy czas, wyrównanie się ciśnień po obu stronach tłoka pozwoli na ruch tłoczyska pod działaniem tych zewnętrznych sił. Może to być przyczyną niewłaściwego działania urządzenia, w które jest wbudowany taki hydrauliczny siłownik. Na przykład, gdy siłownik jest stojakiem obudowy górniczej, pod działaniem górotworu obudowa taka może się obniżyć i tym samym podpieranie stropu w wyrobisku staje się nieskuteczne. Istotą wynalazku jest rura wygięta w pętlę na części jej długości, która to pętla znajduje się wewnątrz rury tworzącej tłoczysko. Rura wygięta w pętlę łączy przez kanał w zewnętrznej głowicy króciec służący do łączenia siłownika ze źródłem zasilania medium z podtłokową przestrzenią siłownika. Ponadto siłownik ma w zewnętrznej głowicy tłoczyska kanał, który łączy króciec służący do przyłączenia siłownika do źródła zasilania medium z wnętrzem rury tworzącej tłoczysko i ma drugi kanał w wewnętrznej głowicy tłoczyska, który łączy wnętrze rury tworzącej tłoczysko z nadtłokową przestrzenią siłownika. Wynalazek eliminuje uszkodzenia siłownika, polegające na pękaniu spoin łączących rury przez które hydrauliczne medium dopływa do podtłokowej przestrzeni i nadtłokowej przestrzeni siłownika. Uzyskano ten efekt przez wyeliminowanie jednej z rur, a to rury zasilającej nadtłokową przestrzeń i wykorzystanie do tego celu rury tworzącej tłoczysko. Druga rura jest wygięta na części długości w pętlę, która kompensuje zmiany długości rury powstających przy zmianach ciśnienia i temperatury, a przez to chroni spoiny przed naprężeniami niszczącymi te spoiny. Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania przedstawiono na rysunku w przekroju podłużnym. Hydrauliczny siłownik tworzą cylinder 1 i tłoczysko 2 z tłokiem 3. Tłok 3 dzieli wnętrze cylindra 1 na podtłokową przestrzeń 11 i nadtłokową przestrzeń 12. Cylinder 1 składa się z rury 20 cylindra zamkniętej szczelnie z jednego końca dnem 5, które po zewnętrznej stronie ma ucho 28, służące do mocowania cylindra. Od strony tłoczyska 2 cylinder 1 jest zamknięty po krywą 4, osadzoną w rurze 20 cylindra za pomocą gwintu 21. Tłoczysko 2 jest utworzone z rury 7 tłoczyska zamkniętej wewnątrz cylindra 1 wewnętrzną głowicą 8, a z końca wystającego poza cylinder 1 zewnętrzną głowicą 9 zaopatrzoną w ucho 10, które służy do mocowania siłownika. Na wewnętrzną głowicę 8 jest nasadzony za pomocą gwintu 22 tłok 3, uszczelniony w cylindrze 1 uszczelką 23, lub zespołem uszczelek. Zewnętrzna głowica 9 ma króćce 13 i 14, które służą do łączenia siłownika ze źródłem zasilania hydraulicznym medium i na przemian ze spływem. Króciec 13 łączy się przez kanał 18 z wnętrzem rury 7 tworzącej tłoczysko 2. W wewnętrznej głowicy 8 jest kanał 19 łączący wnętrze rury 7 z nadtłokową przestrzenią 12. Króciec 14 łączy się z kanałem 15, do którego to kanału jest przyłączona jednym końcem rura 16. Drugi koniec rury 16 jest osadzony na wskroś wewnętrznej głowicy 8, a ujście 25 rury 16 prowadzi do podtłokowej przestrzeni 11. Rura 16 jest zamocowana do wewnętrznej głowicy 8 spoiną 26 która jednocześnie uszczelnia rurę 16 względem głowicy 8. Do zewnętrznej głowicy 9 rura 16 jest zamocowana spoiną 27, która to spoina zarazem uszczelnia kanał 15 i rurę 16 względem wnętrza rury 7 tworzącej tłoczysko 2. Rura 16 ma na części długości pętlę 17, korzystnie o zarysie kołowym, która mieści się wewnątrz rury 7. Tłoczysko 2 jest uszczelnione w pokrywie 4 za pomocą uszczelki 24, bądź za pomocą zespołu uszczelek. Siłownik z doprowadzeniem hydraulicznego medium do cylindra przez tłoczysko ma zastosowanie szczególnie wtedy, gdy tłoczysko 2 jest zamocowane nieruchomo do urządzenia z którym współdziała siłownik, a przemieszcza się cylinder 1. Chodzi o to, że w tym przypadku
4 182 254 króćce 13 i 14 nie zmieniają położenia względem urządzenia z którym połączone jest tłoczysko 2, albo zmieniają położenie przemieszczając się na niewielką odległość, a to korzystnie wpływa na hydrauliczne przewody połączone do wspomnianych króćców, łączące je ze źródłem zasilania i spływem. W celu przemieszczania cylindra 1 tak, aby oddalał się od ucha 10 hydrauliczne medium wtłacza się przez króciec 14, kanał 15, i rurę 16 do podtłokowej przestrzeni 11. Dopływ hydraulicznego medium powoduje zwiększenie przestrzeni 11, czyli oddalanie dna 5 od tłoka 3. Aby było to możliwe nadtłokowa komora 12, której objętość ulega zmniejszeniu, jest połączona przez kanał 19, wnętrze rury 7, kanał 18 i króciec 13 ze spływem, albo ze zbiornikiem medium. Zmniejszanie komory 12 powoduje wytłaczanie tą drogą hydraulicznego medium. Ruch cylindra 1 w odwrotnym kierunku jest wywołany dostarczaniem hydraulicznego medium do króćca 13, które kanałem 18, wnętrzem rury 7 i kanałem 19 wpływa do nadtłoko wej przestrzeni 12 i wywierając napór na czoło pokrywy 4 przemieszcza cylinder 4 w stronę ucha 10. W tym czasie podtłokowa przestrzeń 11 jest przez króciec 14 połączona ze spływem, aby umożliwić wypływ hydraulicznego medium ze zmniejszającej się podtłokowej przestrzeni 11. Pod działaniem sił naporu, raz na jedną, raz na drugą stronę tłoka 3 i wywołaną przez te siły reakcją w uchu 10 rura 16 podlega ściskaniu bądź rozciąganiu, gdyż jej końce są zamocowane do wewnętrznej głowicy 8 i zewnętrznej głowicy 9. Dzięki pętli 17 naprężenia w rurze 16 są kompensowane skręcaniem i kurczeniem się tej pętli, a tym samym spoiny 26 i 27 są mniej narażone na pękanie. Okazało się, że wykorzystanie wnętrza rury 7 jako przewodu hydraulicznego medium, pozwala uniknąć silnej i szybkiej korozji wnętrza rury 7 w stosunku do rozwiązania, w którym przestrzeń ta była wypełniona powietrzem.
182 254
182 254 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.