PL160607B1 - Naped liniowy z wspomaganiem hydraulicznym PL PL - Google Patents

Abstract

1. Naped liniowy z wspomaganiem hydraulicz­ nym. skladajacy sie z silownika hydraulicznego, którego tlok polaczony Jest z pierwsza przekladnia srubowa stanowiaca mechanizm odwodzacy dla ruchu skokowe­ go tloka, z zaworu sterujacego czynnikiem cisnienio­ wym umieszczonego w osi wzdluznej pierwszej przekladni srubowej, przy czym tlok zaworu sterujacego jest przesuwny pr zez czlon nastawczy, a jeden koniec czlonu nastawczego i pierwszej przekladni srubowej sa zwrócone ku sobie i tworza czesci ruchome drugiej przekladni srubowej, zas czlon nastawczy i pierwsza przekladnia srubowa sa funkcjonalnie ze soba polaczo­ ne poprzez druga przekladnie srubowa, jak równiez z napedu nastawczego oddzialujacego na czlon nastaw­ czy, znamienny tym, ze naped nastawczy (9) posiada element sterujacy (33). silownik hydrauliczny (32) z tlokiem (10) oraz walek krzywkowy (11) do wprawiania w ruch postepowy w kierunku osi (60) czlonu nastaw­ czego (7) i ze przesuwajace sie ruchem postepowym tloczysko (35) tloka (10) i czlon nastawczy (7) sa za pomoca lozyska (38) polaczone ze soba nieruchomo wzgledem siebie w kierunku osiowym lecz obrotowo wzgledem siebie wokól wlasnych osi wzdluznych, zas na czlonie nastawczym (7) zamocowana jest obrotowo wo­ kól osi (60) dzwignia (13), a na korpusie napedu linio­ wego umieszczony Jest element zderzakowy (14), który Jest przesuwny w obszarze obrotu dzwigni (13) i który wspóldziala z ta dzwignia (13) w zaleznosci od pozycji spoczynkowej tloka ( 2). F ig 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest napęd linowy z wspomaganiem hydrauliz^ym, składający się z siłownika hydraulicznego, którego tłok połączony jest z pierwszą przekładnią śrubową stanowiącą mechanizm odwodzący dla ruchu skokowego tłoka, zaworu sterującego dla medium ciśnieniiwego, umieszczonego w osi wzdłużnej pierwszej przekładni śrubowej, przy czym tłok zaworu sterującego Jest przesuwny przez człon nastawczy, a jeden koniec członu nasta^zego 1 pierwszej przekładni śrubowej są zwrócone ku sobie i te końce tworzą części ruchome drugiej przekładni śrubowej, zaś człon nastawczy i pierwsza przekładnia śrubowa są funkcjonalnie połączone ze sobą poprzez drugą przekładnię śrubową, jak również z napędu nastawczego oddziałującego na człon nastawczy.

Znany jest z szwajcarskiego opisu patentowego nr CH-PS 594 141 wymienionego na wstępie rodzaju napęd linowy z wspomaganiem hydraulicnnym, który określany jest jako wzmicniacz linoowy. Ten znany napęd posiada siłownik hydrauliczny, którego tłoczysko przenosi siły bezpośrednio na części maszyny, które mają być poruszane. W tłoku siłownika hydraulicznego umieszczona jest przekładnia śrubowa, której nakrętka połączona jest z tłokiem, a jej wrzeciono z tłokimm sterującym zaworu sterującego. W jednym z przedstawionych przykładów wykonanla wrzeciono przekładni śrubowej jest wykonane Jako dwuczęściowe, w wyniku czego następuje redukcja mas wirujących, a druga przekładnia śrubo?a stanowi równocześnie zabezpieczenie przed nadmiernym przeciążeniem.

Ruchy sterujące wytwarzane są, poprzez napędzane elektrycznie, przełączające urządzenie napędowe sprężynowe o ruchu prostoinniwwym, który wprawia w ruch

160 607 wirowy wrzeciono przekładni sprężynowej. Wirujące wneciono WłrubowuJe aię do nakrętki lub z niej a przez to porusza ułotyak<wrany na niej tłok aterująoy zaworu sterującego. Przez to reguluje się dopływ bądś odpływ oleju od siłownika hydraulicznego 1 w>rawia w ruoh jego tłok. Vytiraraain.e ruchu obrotowego przy silnilu elekttycziyrm wymiga stoetukcrno mło energii 1 powoduje mino to duże siły przy tłoku. Dla wyrównania ruchów osi twych pomiędzy wirnikiem elektiyoznego urządzenia napędowego sprężynowego o ruchu prostoliniowym i wrzeolona przekładni aprężynowej pomiędzy te elementy trzeba zamontować sprzęgło, które pozwala na osiewa przesunięcie wraeoiona. Sprzęgło to ma tę rndę, że trzeba znacznie zwiększyć maę, którą silnik musi wprowwazić w wibraoję. Aby zapewnić dokładność przenoszenia ruchu przełączania z silnika na wrzeolono, sprzęgło mai być ukeztałotwane mooUwle jak najbardziej odpornie na aknęcanle, oo jest połączone z poważnym trudnośoiam. W wyniku azybkioh i ozęatyoh operacji przełąozanla bardzo silnie obciąża się sprzęgło, oo prowadzi do szybkiego zużyoia 1 obniżenia dokładności przenoszenia ruohów. Przy szybkich prooesaoh napędzania, jak na przykład przy napędzaniu pomp do wtryskiwania paliwa 1 zaworów w silnikach spalin^ych i występujących czasach przełączania w zakresie ułamków sekundy elektryczno urządzenia napędowe sprężynowe o ruchu proatolinOowym nie są w stanie dotrzymać czasów przełączania. UspraTOnenia możżiwe₀,eą w wyniku iitβntwntoh środków technicznych, prowadzą jednak do bardzo drogioh napędów, którym następnie zarzuca się wadę w poataoi krótkiej ζ^^η^οΐ.

Zastosowanie napędu linoowego z wspomaganiem hydraulicznym do napędu hydraulicznego pompy wtryskującej paliwo przy silniku spalicowym, Jest znane na podstawie opisu wyłożeniowego APN nr 31 00 725· Przy tym napędzie ln^^wym stosuje się wrzeciono jednoczęściowe, w wyniku ozego napęd staje się nadzwyczaj podatnym na zakłócenia. Jeśli tłok hyd^^ic^y zatrzymuje się w wyniku nadmiernego przeciążenia lub wykorzystania całej drogi ruchów, wówczas elektryczny silnik napędowy staje się przeciążony i ewentualnie uszkadza wrzeciono lub silnik.

Jeśli tłok hydrauliczny stoi w bezruchu, wówwzas tłok sterujący zaworu sterującego można doprowadzić do innej pozycji przełączania .jedynie za pomooą elektrycznego silnika napędowego, bądź też w wyniku wirowania wrzeciona, i nie jest możliwe samoczynne położenie powrotne na przykład w pozycję 0. Ten układ Jest w szczególności niekorzystny przy ruchach podnoszenia tłoka hydraulicznego w kierunku oporu, ponieważ naraża ono napęd sterujący na niedopuszczalne obciążenia.

Niniejszy wynilacek ma za zadanie opracowanie linoowego napędu ze wzmocoieniem hydraulicznym, przy którym będą możliwe jak iajm!liejsce drogi ruchu elementów sterowania, między napędem nastawczym a wrzecionem nie będzie konieczne żadne sprzęgło z wyrównaniem osiowym, będzie można zastosować napędy nastawcze o wysokiej ζ^^ηο^Ι i bardzo krótkich okresach włączania, i przy których tłok hydrauliczny będzie mógł być używany w kierunku stałych oporów. Napęd powinien następnie u^ooil.w.ć mechaniczne ograniczenie górnej i dolnej pozycji zatrzymania tłoka hydraulicznego bez elektrycznego ustalania tych pozycji.

Zgodnie z wynalazkiem, zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że napęd nastawczy posiada element sterujący, siłownik hydrauliczny z tłokiem oraz wałek krzywkowy do wprawiania w ruch postępowy w kierwiku osiowym członu nastawczego 1 Ze przesuwające eię ruchem postęoowym tłoczysko tłoka i człon nastawczy są za pomocą łoZyska połączone ze sobą nieuuchomo względem siebie w kierunku osiowym lecz obrotowo względem siebie wokół własnych osi wzdłużnych, zaś na członie

160 607 nastawczym zamocowana Jest obrotowo wokół osi dźwignia, a na korpusie napędu liniowego umieszczony Jest element zderzakowy, który Jest przesuwny w obszarze obrotu dźwigni 1 który współdziała z tą dźwignią w zależności od pozycji spoczynkowej tłoka.

Na końcu członu nastawozego Jest umieszczone wrzeciono pociągowo-toczne, które Jest częścią składową ukształtowanej Jako sprzężenie pociągowo-toczne drugiej przekładni śrubowej 1 jest osadzone w nakrętce tej przekładni śrubowej, która to nakrętka jest osadzona obrotowo w korpusie napędu linoowego i jest trwale połączona z wrzecionem pierwszej przekładni śrubowej, przy czym elementem czynnym napędu nastawczego Jest wałek krzywkowy. Sprzężenie poclągiwotiozne pozwala na azozególnie łatwe wprcraadzznie członu nastawczego w ruch osiowy i wirujący. W i^niku tego napęd nastawczy musi działać tylko nieznaczną siłą osiową w kierunku członu naatawczegi, aby wprowadzić w ruch obrotowy wrzeciono drugiego sprzężenia sprężynowego.

Dalsze rozwinięcie wynalazku polega na tym, że przy członie naetawczym umieszczony jest napęd nastawozy i obustronnie działający siłownik hydrauliczny do wprowadzania w ruch osiowy członu naatdaczago. Dzięki nieznacznym siłom osiowym, które są niezbędne dla przesunięcia członu ndstdwczagi, ten siłownik można wykonać jako bardzo may, w wyniku czego u^możi^^a się nadzwyczaj krótkie okresy przełączania, a mimo to zawory te mmją długo żywotność. Sterowanie siłownika o dwustronnym działaniu następuje w znany sposób przez elektrohydrauliczny zawór sterujący, który otrzymuje impulsy sterowania od znanych urządzeń. W uprzywwiejowanym przykładzie wykonania wynalazku, elementem czymym napędu nastawczego jest wałek krzywkowy, którego krzywka współdziała z przesuwającym się ruchem poatępaaym tłoczyakiem, którego przeciwległy do przekładni śrubowej koniec co najmilej częściowo przylega podczas obrotu wałka krzywkowego do jego powierzchni i do stycznej piwaerzchli krzywki. Przy członie nastawczym umieszczona jest sprężyna naciskowa, która jest zamocowana przegubowo z jaZlaJ strony przy osłonie nastawczym, a z drugiej strony przy stałej Ponieważ osiowe drogi przełączania tłoka zaworu sterującego i siły, które niezbędne są dla wytworzenia tych ruchów osiowych, są względnie maae, to wałek krzywkowy może być ukształtowany jako mmły i o nieznacznej mmale.

Przy zastosowaniu wałka krzywkowego jako jedynego elementu powodującego ruch postępowy, funkcja przełączająca tłok zaworu uwarunkowana jest mechanicznie przez kształt krzywki stycznej oraz prędkość ruchu obrotowego wałka krzywkowego. Jeśli między wałek krzywkowy a człon nastawczy, względnie element czynny, wbudowany zostanie dodatkowy element przełączający w formie obustronnie działającego siłownika, wówczas wałek krzywkowy służy - obok siłownika przełączającego jako napęd nastawnika - za napęd awaryjny. Pomiędzy wałkiem krzywkowym i końcem członu nastawczego zamontowany jest dodatkowy przesuwalny element przełączająco-sterujący poprzecznie do osi wzdłużnej, przy czym ten element przełączająco-sterujący spoczywa swą rolką toczną na powierzchni sterującej krzywki. Ten element sterujący umożliwia z jednej strony przyłączanie i odłączanie wałka krzywkowego^ z drugiej strony raoduuację ruchu sterującego, który wytwarzany jest przez krzywkę przy wałku krzywkowym. Przy tym przesuwalny poprzecznie do oai element przełączający i sterujący wykazuje obszar o grubości zwiększającej się bądź zmiej sza jące j się.

W wyniku prze sunięcia elementu przełączania poprzecznie do osi przesuwa się równiej rolka toczna, a przez to równiej jego punkt nałożenia przy krzywce. Skutkiem tego zachodzi zmiana ruchu osiowego wytworzonego przez krzywkę, to znaczy modduacja.

160 607

Dla stwierdzenia osiowego położenia członu naatawczego 1 tłoka hydraulicznego człon naetawczy jest połączony z piero^^j^m czujnikiem pomiarowym, zaś siłownik hydrauliczny Jest połączony z drugim czujnikiem pomlar<wym. Te urządzenia pom.ai^<we umożliwiają kontrolę chwilowych stanów pracy i przystosowania do wszelkiego rodzaju wy m gań poprzez urządzenie nastawcze.

W dalszym rozwinięciu wynalazku, równolegle do elementu sterującego umieszczony Jest mechanicznie steoowany suwak sterujący, zaś oba kanały dopłw⁰*⁶ dla środka ciśnienoowego tego suwaka stażującego uchodzą do komory cylindrowej i zasilają tłok siłownika hydraulicznego środkiem ciśnienowwym, a meohanlozny element przepływający tego suwaka sterującego wapóódziała z elementem przełączająco-sterującym i z wałkiem krzywkowym.

Takie wykonanie napędu li^cwego Jest konstrukcją Jeszcze bardziej zwartą i skraca czas budowy. Do tego redukuje się dalej metę, wprowadzaną w ruch przez krzywkę, co prowadzi do dodatkowej 1 znacznej redukoji aił.

Korzystnie jest gdy element zderzakowy jest przestawialny za pomocą zębatki i Jest unieruchamiany w określonych pozycjach i gdy do zębatki zamocowany Jeat sprężynowy spo^wanl-acz, który w określonych pozycjach blokuje zębatkę 1 razem z nią element zderzakowy, przy czym spowanlacz posiada tłok oraz komorę, która wraz z kanałem połączona jest z komorą cylindrową, a tłok pod naporem olśnienia z kanału przep^Nowego oddziaływaje na eprężynę spowalniacza i luzuje go.

Napęd linowNy według wynalazku stosuje się do napędu pompy wtryskujących pali wo lubzaworówwlotooyąh i wylotowych przy silnikach spalinowych. Przy tym zastosowaniu wymaga się bardzo krótkich okresów przełączania przy równocześnie nadzwyczaj długiej 1^^^0501 urządzenia. Przy braku sterowania elektrycznego korzystne są mechaniczne sterowania biegu bezpieczeństwa, które istnieją przy napędzie linowwym według niniejszego wynalazku. Zawór sterujący 1 tłok hydrauliczny naleiy przy tym w znany sposób dostosować do potrzeb zastosowania.

Zgodny z wynalazkiem napęd linocwy znajduje za stosowanie w maszynach 1 napędach. Opisane zalety można wykorzystać również przy tych dalszych zastosowaniach.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest odtworzony na rysunku,na którym fig. 1 przedstawia napęd linoi^wy z wspomaganiem hydraulicznym w przekroju osiowym, fig. 2- napęd linoiowy z fig. 1 w przekroju poprzecznym, fig. 3 - uproszczony przekrój wzdłużny przez pompę wtryskową silnika cieplnego z wmontowanym napędem linowwym, fig. 4 - obszar końcowy napędu linżowego zgodnie z fig. 1 z dodatkcwym elementem stenljącym pomiędzy wałem krzywkowym a człc^em nastawczym, w widoku z boku, fig. 5 - dolny obszar końcowy napędu linocwego z dodatkowym elementem 8teΓującyo w przekroju częścoiwwym.

Napęd linoowy, przedstawiony na fig. 1, składa się z siłownika hydraulicznego 1 z tłokom 2 i cylindrem 3· Tłoczyako 15 wyprowadzone jest z cylindra hydraulicznego 3 i współdziała z elementem mszyny, który ma być wprawiany w ruch.

Te elementy maszyny, które uruchamiane są przez tłoczysko 15, nie są przedstawione na fig. 1. Na ściance komory cylindrowej 16 jest umieszczona przeciwobrotowa prowadnica 17, która prowadzi tłok 2 w kierunku osiwwym 1 zapobiega Jego obrotowi wokół osi wzdłużnej. W centrum tłoka hydraulicznego 2 jest umieszczona przekładnia śiu^oowa 4, która składa się z nakrętki 18 i wrzeciona 19. Nakrętka 18 jest um^co^^^^na w tłoku 2 z zabezpieczeniem przecOwobrożowym. Do cylindra hydraulicznego 3 przyłączony jest znany zawór sterujący 5· Powwerzchnia czołowa 20 tego zaworu sterującego 5 stanowi w pokazanym przykładzie wykonania zamknięcie komory ąclind.rooeU 16. W korpusie zaworu sterującego 5 umieszczony jest przesuwny w kierunku osiowym tłok sterujący 6, który zaopatrzony jest w rowki pierscienoowe i krawędzie sterowania. Przewód wlotowy 21 połączony z nie pokazanym

160 607 źródłem oleju pod ciśnieniem prowadzi, poprzez kanały 22 i 23 olej pod ciśnieniem, do zaworu sterującego 5 i stąd zależnie od położenia tłoka eteiuijąeago 6, poprzez kanał 24, wprowadza ten olej do komory cylindrowej 16 siłownika hydraulicznego 1. Poprzez kanał 25 i przewód wypływowy 26 przy prawidłowej pozycji tłoka sterującego 6 może odpływać środek ciśnienoowy z komory cylindrowej 16 poprzez kanał 24. Tłok sterujący 6 jest osadzony współśrodkowo na członie nastawczym 7. Ten człon nastawczy 7 może wirować wokół swojej oai wzdłużnej. Tłok sterujący 6 jest zabezpieczony przeciw obrotowi za pomocą blokady 27. W kiermku osiowym tłok sterujący 6 ułożyskowany jest bez luzu przy członie nastawczy 7.

Przy końcu zaworu sterującego 5 zwróconym do siłownika hydraulicznego 1 ułożyskowana jest obrotowo nakrętka 28 sprzężenia pociągowo-tocznego, która zabezpieczona jest przed prze sunięciami osiowymi. Ta nakrętka 28 jest częścią składową drugiej przekładni śrubowej 8 i jest nieruchomo połączona z wrzecionem 19 pierwszej przekładni śrubowej 4. Przynależne do drugiej przekładni śrubowej 8 wrzeciono poclągowo-toczne 29 umocowane jest na górnym końcu członu nastawczego 7 i jest z nim na stałe połączone.

Przestrzeń pośrednia 30 pomiędzy tłokiem sterującym 6 a nakrętką 28 jest połączona z kanałem 31, który prowadzi do nie przedstawionego przewodu odpływowego.

Na drugim końcu tłoka sterującego 6 wyprowadzony jest przedłużony człon nastawczy 7 i współdziała z elementami czynnymi napędu nastawczego 9« Napęd nastawczy 9 składa się w przedstawoonym przykładzie wykonania z obustronnie działającego siłownika hydraulicznego 32 i elementu sterującego 33. Siłownik hydrauliczny 32 posiada komorę cylindrową 34 tłoka 10, który połączony jest z tłoczyskiem 35, Jak również kanały 36, 37 do doprowadzania i odprowadzania środka ąiśnienOawego. Tłoczysko 35 jest połączone przy górnym końcu, poprzez łożysko 38 bez luzu, z członem nastawczym 7, a mianowacie tak, aby człon nastawczy 7 niezależnie od tłoczyska 35, które stanowi element czynny napędu nastawczego 9, mógł się obracać wokół osi wzdłużnej. Obok tłoczyska 35 jest umieszczony czujnik pomiarowy 39, który stwierdza osiowe położenie tego tłoczyska 35 bądź członu nastawczego 7 i przekazuje impulsy sterujące do elementu sterującego 33 poprzez przewód sterujący 40.

Poprzez przewody oleju cii^neeniw^ego 41 i 42 odprowadza się i doprowadza olej potrzebny do wprowadzania w ruch tłoka 10. Następny czujnik pomiarowy 43 jest umieszczony przy siłowniku hcdraullzenym 1. Za pomocą tego czujnika pomiarowego 43 stwierdza się pozycję tłoka hydraulicznego 2 i odpowiednie wartości pomiarowe przekazuje się, poprzez przewód 44, do elementu sterującego 33. Pomiędzy napędem nastawczym 9 a zaworem stirującym 5 przy członie nastawczym 7 jest umocowany element 45 posiadający ukierunkowaną promieniowo dźwignię 13. Poniżej tego elementu 45 w korpusie 46 ułozyskowana jest tuleja 47, którą można obracać wokół osi z elementem oporowym 14. Ta tuleja 47 spoczywa na łożysku 48 i zaopatrzona jest na obwodzie w wieniec zębaty 49, z którym zazębia się zębatka 50. Zębatka 50 napędzana jest przez jednostkę sterującą 51, przedstawioną na fig. 2. Ponad elementem 45 jest umieszczona prowadnica 52 sprężyny, która Jest wsparta na łożysku 53 w ten sposób, ze nie obraca się wokół osi wzdłużnej członu nastawczego 7. Przy tej prowadnicy 52 umieszczona jest sprężyna naciskowa 54, która z jednej strony przylega do prowadnicy 52, a z drugiej strony do stałej podpory 55 korpusu. 0 ile na człon nastawczy 7 nie oddziaływuje żadna siła osiowa, to sprężyna 54 popycha człon nastawczy 7, a przez to również tłok sterujący 6 w kierunku osowwym odpychając je od siłownika hydraulicznego 1.

Jako dodatkowo element wytwarzający ruchy tranalacyjne elementu czynnego napędu nastaaczigi 9 umieszczony jest poniżej siłownika 32 wałek krzywkowy 11

160 607 z krzywką 12. Tłoczysko 35 w tym obszarze wyprowadzone jest z siłownika 32 i stanowi w wyniku tego przedłużony koniec członu nastawczego 7. Jeśli uruchamia się wałek krzywkowy 11, to znaczy obraca się go wokół Jego osi, wówczas koniec 56 tłoczyska 35 przylega do powierzchni sterującej krzywki 12 i Jest popychany przezeń w kierunku osiowym. W wyniku tego człon nastawczy 7 i tłok sterujący 6 przesuwane są ku górze i w następstwie tego wszczyna aię ruch podnoszący tłoka hydraulicznego 2.

Sposób funkcjonowania napędu liniwwego można opisać na podstawie fig. 1. Tłok sterujący 6 i tłok hydrauliczny 2, bądź tłoczysko 15 znajdują się w dolnym położeniu w^^jśców^y^m ruchu podnoszącego. Poprzez przewód sterowania 40 element sterujący 33 otrzymuje sygnał startu dla wszczęcia ruchu. Elektrohydrauliczny element sterujący 33 otwiera dopływ oleju ciśnienowwego do kanału

37, a przez to do dolnej części komory cylindrowej 34 siłownika hydraulicznego 32. Siła os^wa oddziałująca na took 10 i toozzyako 35 Jest w stronę siłownika hydraulicznego 1. Ta siła osiowa przenoszona jest, przez łożysko

38, na człon nastawczy 7, a przez to działa na wrzeciono 29 przekładni śrubowej 8.

Dzzałająca siła osiowa zamieniana jest tutaj co najmniej częściowo w moment obrotowy działający na człon nastawczy 7, ponieważ nakrętka 28 przekładni tocznej 8 jest w kierunku osiowym nieruchoma. V wyniku układu sił panującego w przekładni śrubowej wrzeciono 29 wkręca się do nakrętki 28, a przez to podąża za ruchem transaacynnym wytwarzanym przez tłok 10 napędu nastawczego 9. Ponieważ tłok zaworu sterującego 6 jest ułożyskowany bez luzu na członie nastawczym 7, to przesuwa się on również w kierunku siłownika hydraulicznego 1, przez co umożliwia dopływ oleju ciśnienoowego z kanałów 22 1 23 do kanału 24, a stąd do komory cylindrowej 16.

Działający na tłok hydrauliczny 2 sprężony olej powoduje ruch podnoszący tłoczyska 15. Za tym ruchem w kierunku osiowym nadąża również nakrętka 18 sprzężenia śrutowego 4, która osadzona jest w tłoku 2. Wrzeciono 19 niejunchomo ułożyskowane w kierunku osiowym w wyniku tego wprowadzane jest w ruch obrotowy i obraca nakrętkę 28 wokół osi wzdłużnej. Skoki gwintu obu wrzecion 19 i 29 są przeciwbieżne, tak że tłtok hydrauliczny 2 i tłok sterujący 6 muszą się poruszać przy swobodnie obracających się wrzecionach 19 i 29 w kierunkach przeciwnych. Podczas ruchów podnoszących tłoka 2 jednak element czynny bądź tłok 10 napędu ^siewczego 9 dalej naciska na człon nastawczy 7, a przez to na wrzeciono 29 w nakrętce 28. Ta siła jest taka wielka, ze wrzeciono 29 nie może się obrócić z powrotem, w wyniku czego tłok sterujący 6 pozostaje również w pozycji przesuniętej. W^eciono 29 przekładni śrubowej 8 obraca się przez to z tą samą prędkością co nakrętka 28 wokół osi wzdłużnej. Jest to możliwe dzięki ułiżnakiwaniu członu nastawczego 7 przy tłoku sterujccy® 6 1 łożyska 38 na końcu tłoczyska 35·

W przedstawionym przykładzie wykonania jako tłok hydrauliczny stosuje się tłok działający jednostronnie. Na górnej powOerzcCni tłoka Jak również na górnej powierzchni końcowej komory cylindrowej 16 znajduje się urządzenie tłumiące 57. Na krótko przed tym zanim iłoczysko 15 całkiem się wysunie zaczyna funkcjonować urządzenie tłumiące 57 i poprzez wypcl^nęcie zawartego oleju powoduje szybkie hamowwnie i tłumienie tłoka 2. Gdy tłok 2 osiąga obszar górnego martwego punktu T/ówwzas redukuje się siłę działającą na tłok 10 kierunku napędu nasiewczego 9, poprzez przerwanie zasilania ciśni^i^neem i kanał 37 łączy się

160 607 z przewodem wylotowym 42. Ba skutek obrotu wrzaoiona 19, bądź nakrętki 28 i/lub na skutek siły powrotnego nastawiania sprężyny 54, która działa na człon nastawozy 7, tłok sterujący 6 najpierw ustawia się w pozyoji neutralnej, a potem w pozyoji biegu powrotnego. Przy tym kanał 24 łąozy się z kanałem 25 i olej znajdująoy się w komorze oylindrowej 16 może odpływać do przewodu wyjśoiowego 26« Z tłoczyskiem 15 współdziała sprężysty amrtj^^i^^or powietrzny, który nie jest przedstawiony na fig. 1, Jednak widoczny Jest na fig. 9. Ten sprężysty Βοο^ζβ^ powwstrzny przyciska tłoczysko 15, a tym samym tłok 2, z powrotem przepyrhająr do cylindra 3, to znaczy do obszaru dolnego punktu martwego.

W wyniku tego ruchu osiowego znowu wkręoa się wrzeciono 19, przy ozym teraz siła osiowa wytworzona przez sprężynę 54 i działająca na osłon naatawczy 7 jest tak wy uderzona, że wrzeoiono 29 obraoa się współbieżnie z nakrętką 28. Przez to zapewnia się, że tłok sterujący 6 pozostaje w tejże pozycji, w której zaczyna się bieg powrotny. z ozłonem nastawozym 7 obraoa się wokół jego oai również element 45 θ dźwignią 13 połączony stale z ozłonem nastawozym 7.

Ten ruoh kontynuuje się tak długo, aż dźwignia zetknie się θ elementem zderzakowym 14, a przez to przerywa się ruoh obrotowy ozłonu nastawnego 7. Ody człon nastawny 7 nie może już ^^pf^iłobraoaó się synchronicznie θ nakrętką 28 przekładni śrubowej 8, wrze^ono 29 wkręoa się do środka nakrętki 28 i przesuwa w wyniku tego tłok sterują^ 6 do jego położenia wyjściowego. V położeniu wyjśoiwwym tłoka sterującego 6 zarówno przewód wejśoiowy 21 jak również przewód wyjśmowy 26 oddzielone są od kanału 24 i tłok 2 zatrzymuje się, ponieważ nie jest już mooiiwy żaden dopływ lub odpływ środka ciśnlenOiwego z komory cylindrowej 16. Ponieważ tłok 2 w przeciwieństwie do ruchu przesuwu wraoa stosunkowo powon i przy nieznacznym zadziałaniu siły, dźwignia 13 1 element oporowy 14 mogą byó ukształtowane prosto i sztywno.

Na skutek bezpośredniego mechanicznego sprzężenia zwrotnego, poprzez wrzeciono 19 i nastawnik 7, pozycjonowanie tłoka 2 jest bardzo dokładne 1 można je dowolnie powwarzać. V pokazanym przykładzie wykonania przesuw tłoka 2 bądź tłtoosyslca 15 jest odmierzany od górnego punktu martwego, przy czym dolny punkt martwy tłoka 2 jest zmienny. V wyniku tego osiąga się w odniesieniu do ogólnego przesuwu tłoka 2 wymarzenie czysto objętościowe, które nie jest zależne ani od członu czasowego, ani od innych środków pomiarowych obciążonych błędem.

Element oporowy 14 jest przy tulei 47, którą można obracać wokół osi wzdłużnej członu nastawozego 7. W tym celu tuleja 47 jest łożyskowana w korpusie 46 i leży na łożysku 48. Na obwodzie tulel 47 znajduje się wieniec zębaty 49, z którym zazębia się zębatka 50. jak widać na podstawie fig. 2, ta zębatka jest napędzana przez jednostkę sterującą 51, która ułożyskowana jest przy obudowie 46. jednostka sterująca 51 zawiera odpowwedni znany napęd. jednostka sterująca 51 otrzymuje idpowiednil sygnały sterujące z nie przedstawionego iθitralnego urządzenia sterującego. Na stronie odwrotnej zębatki 50 lmieszcziiy jest element hamu^cy 92, za pomocą którego można blokować ruch zębatki 50. Element hamuuący 92 jest przyciskany przez sprężynę talerzową 91 do zębatki 50, tak że jednostka sterująca 51, która ma siły posuwu nie może przesunąć zębatki 50 podczas przylegania dźwigni 13 do elementu zderzakowego 14.

Gdy tłok sterowania 6 uwalnia nacisk do otworu 24, poprzez otwór 94, zasila się również ciśnieniem przestrzeń tłoka 93, tak że tłok 90 unosi trzpień hamowania z zębatki 50 1 jednostka sterująca 51 może nastawiać nową pozycję elementu oporowego 14 az do suwu powrotnego. Zazwyczaj skok wrzeciona 19 i przesuw tłoka 2 są tak wyrniirzone, aby element zderzakowy 14 można było przestawiać w obszarze

160 607 obrotu wokół osi. Przy większych ruchach przesuwnych lub przy inaczej wr^branyoh stoamkaoh przekładnia śrubowa 4. tulejka 47 może za pomocą jednostki sterującej 51 realizować rówjnież część lub kilka dodatkowych obrotów, aby znowu ustalać się w żądanej pozycji.

Przedstawione na fig· 1 czujniki pomiarowe 43 i 39 służą do nadzorowania prawidłowej pozycji tłoka hydraulicznego 2 i tłoka 10 działającego jako czynny element translacyjny w urządzeniu nastawczym 9· Te urządzenia służą optymaizacji i dodatkowemu uprecyzyjnlenlu przebiegu funkcjonowania tego urządzenia.

V przypadku koniecznym przedstawione tu urządzenie może pracować rówiULeż przy braku elektrycznych urządzać pomiarowych i sterujących, jeśli, jak przedstawiono na fig· 1, montuje się wałek krzywkowy 11 z krzywką 12 do sterowanLa· Przy tym krzywka sterująca 12 działa powierzchnią sterującą na konieo 56 tłkoczyslca 35, które stanowi przedłużenie członu nastawczego 7. Krzywka 12 przesuwa człon naatawczy 7 do góry, a siła oddziaływująca na wrzeciono 29 przekładni śrubowej 8 powoduje dokręcanie śrubą członu nastawczego 7 a przez to przestawienie tłoka sterującego 6 do tej pożyci, w której wprowadza się olej pod ciśnieniem do siłownika hydraulicznego 1. Pozostały przebieg funkcjonowania odpowiada wyżej opisanym etapom.

Gdy krzywka 12 nie przylega już do koćca 56 tłoczyska 39, to znaozy, gdy uwalnia znowu jego ruch, wówczas sprężyna nacisku 54 powoduje pozycję powrotną tłoka sterującego 6, a przez to przesuw powrotny tłoka hydraulicznego 2. Te cykle robocze można powtarzać dowolnie często, przy czym również Jest możliwe mechanlczne przestawienie przesuwu przez Jednostkę sterującą 51.

Na fig. 3 przedstawione Jest zastosowanie napędu linoowego według wynalazku, zgodnie z fig. 1, w powOązaniu z pompą 61 wtryskującą paliwo do sinników cieplnych. Pompa 61 wtryskująca paliwo składa się przy tym z tłoka 63 pompy, który prowadzony Jest w tulei cylindrycznej 64. Tuleja cylindryczna 64 jest ze swej strony umieszczona w korpusie 62 pompy wtryskującej i jest podparta. Dolny koniec 75 tłoka 63 pompy jest połączony z tłokiem 74, który-Jest częścią składową amortyzatora powOθtrznegż 58. Amootyzator powietrzny 58 dysponuje znanymi przewodami doprowadzającymi powwetrze pod ciśnieniem i urządzeniami ograniczającymi ciśnienie, które nie są przedstawione. Do tłoka 74 aoożtyzayora po-^wetrznego 58 przyłączone jest przegubowo tłoczysko 15 sioownika hydraulicznego 1 napędu liniowego. Korpus 62 pompy wtryskującej 61 Jest trwale 1 sztywno połączony z cylnndrem 3 si.owni^ka hydraulicznego 1. Dzięki temu zagwarantowane jest, że ruchy tłoczyska 15 bez błędu przenoszone są na tłok 74, a przez to na tłok 63 pompy wtryskującej 61. Tłok 63 pompy wtryskującej 61 jest przesuwalny w kiermku osi wzdłużnej 76 pompy wtryskującej, przy czym powOerzjhnia końcowa 68 ogranicza przestrzeń cylindrową 65. W tej przestrzeni cylindrowej 65 wr^staje dolny koniec 67 korpusu zaworu 66. Korpus zaworu 66 posiada gniazdo zaworu 77, poprzez które łączy się lub oddziela przestrzeń cyinudrowa 65 z otworem wlotowym 69 lub ewentualnie otworem od^owNym 70. W górnej części 7 3 pompy wtryskującej 61 umieszczone są dalej nie przedstawione, jednak znane urządzenia, które służą do sterowania i poruszania korpusu zaworu 66. W centrum korpusu zaworu 66 jest umieszczony otwór 71, przez który prowadzony jest olej pod ciśnieniem z przestrzeni cylindrowej 65 do przewodu ciśnienia 72. Ten przewód ciśnienia 72 jest połączony z dyszą wtryskującą silnika spalinowego i doprowadza paliwo pod wysokim ciśnieniem. Ilość paliwa, którą transportuje posuw roboczy tłoka 63 i wypycha do przewodu ciśnienoowego 72,

160 607

Jeet przy tym dozowana objętościowo. V górnym mrtwym puncle tłoka 63 pompy powierzchnie kcóccwe 68 tłoka 63 uderza o dolny koniec 67 korpusu aaworu 66 1 utrzymuje w tej poayoji otwarte gnlaado aaworu 77. foayoja górnego punktu martwego jeet tym aamym dokładnie okraólona 1 pozostaje taka sama pray wszystkich etanach ekaploatacOi. foayoja dolnego punktu martwego tłoka 63 pompy Jeat aMenna 1 aaledy od paliwa 1 od objętości Jego tłoczenia.

Na fig. 4 przedstawione Jeet ursądaenie, aa pcmooą którego wałek krzywkowy 11 aaatoaowany Jako element czynny przyłączany moża byó do napędu naatawoaago 1 może byó sterowany ruoh posuwu krzywki 12. V tym oalu, Męday krzywką 12 wałka krzywkowego 11 a kcóoem 56 członu nastawozego 7, włąozony Jeat element sterujący 80. Blernant sterujący 80 posiada rolkę toczną 81, która laty na powie rochniach sterujących wałka krzywkcwegc 11 bądś krzywki 12. Na leżąoaj napraeolwko pd^i^rzoh^^ śliagowej 85 elementu sterującego 80 ledy koniec 56 ozłonu nastawozego 7. Element sterujący 80 można wyo żyr lać wokół punktu obrotu 84 i Jeat wsparty w tym punkole obrotu 84 poprzez rolkę 83 w łodyaku 82·

Za pomocą drądkz 86 element eterujący 80 można przeeuwaó poprzecznie do oai nastawnika 60. V przedstawionej pozycj element eterująoy 80 Jest w pełni wciśnięty do potyoji roboczej 1 ruoh wyohylenle krzywki 12 do wałka krsywkowego 11 oddaleływuje w palnym zakresie na człon naztαwcay 7. Jeśli element eterująoy 80 przesuwa się w kierunku strzałki 87, w^wozas ukośnie umieszczona caędó powierzchni 85 powoduje, de wałek krzywkowy przy w pełni wychylonym elemencie 80 odłącza się od kcócz 56 nastawnika 7. Jeśli element aterującl 80 nie Jest w pełni wyprzęgany lub podczas procesu posuwu tłoka 2 w sioownlku hydraulicznym 1 porusza w Jednym z obu kierunków strzałek 87 1 88, następuje ^^o^ś^I^^^z ruchu tłoka, pcnlθozś tłok eterująoy 6 natychmiast reaguje na ruchy osiowe członu nastaooiegc 7. Jeśli rolkz 81 ledy na kole podstawowym krzywki 12, tc można przykładowo, poprzez przesunięcie elementu sterującego 80 w kierunku strzałki 88, to znaczy w przedstawionym przykładzie przeciwko kierunkowi obrotu krzywki, wytworzyć ^r^lejszy ruch posuwu. Ten ruch poalwOBty-zwrctiy wstępnie przesunięty modna przerwać poprzez nagłe przesunięcie elementu sterującego 80 w kierunku strzałki 87, podczas przebiegu ruchu. Przy tym rolka 81 z elementem stemjąoym 80 przesuwa się na tyle daleko, ad zncwu dotknie on kcłe podstawowego lub żądanego głębszego punktu ne wałku krzywkowym 11.

Dla dokładnego określenia głównego ruchu posuwu przewidziany Jest przesuwalny opór 89. Blement sterujący 80 jest prowadzony do cporu 89, i krzywka 12 poprzez rolkę 81 modę wykonywać główny ruch posuwu bądd ruoh resztkowy posuwu.

Przy zastosowaniu napędu linCcnwegc z tym dodatkowym urządzeniem przy pompie wtryskującej 61, opisany przebieg ruchu wytwarza przebieg wtryskiwania poprzes wtryskiwanie wstępne, z ManowOcie poprzez sterowanie meehanicane,

MCdlacje ruchu pcsiwu tłoka 2 siłownika hydraulicznego 1 możne uzyskać w razie braku lub nie podłączonego wałka krzywkowego 11, przy przykładach wykonanie przedstawionych na rysunku, równied poprzez uruchomienie innych elementów czynnych członu izetzoczegc 9. Tak więc dc tegc tłok 10, przedstawiony ne fig. 1, modę wykonywać dodatkowe ruchy w kierunku osi nastawnika 60, a przez to ^wCywać ruchy moOulacyjie tłoka sterującego 6. Odpowwednie rczkzzy sterowania doprowadzane są śo napędu izetαoczego 9 poprzez elektro-hydrauliczne elementy sterujące 33, które ze swojej strcny staroY/zne są odpowOθdiimi sterowaniami pożyci. Jest oozlw08te, de przedstawione urządzenie zgodnie z wynalazkiem dopuszcza moOulacje ruchu w szerokim zakresie. Mmo tc ruch posuwu tłoka 2 Jak równled Jegc dclny martwy punkt pozostaje zawsze możliwy dc zmierzenia.

160 607

Zgodnie z fig. 5, równolegle do elektrohydraulicznego elementu sterującego 33 uMeazczony jest dodatkowy hydrauliczny suwak sterujący 95. Tłok sterujący tego suwaka sterującego 95 jest zaopatrzony w element przełączający 98, który współdziała z elementem sterującym 80 1 wałkiem krzywkowym 11. Suwak sterujący 95 zasilany jest przez nie przedstawione przewody środków ciśnienoowych 1 steruje dopływ oleju do wyjść 96 1 97 środków ciśnieniowych. Te przewody 96 i 97 prowadzą do otworu cylindra 34 i zasilają po jednej stronie tłoka 10 siłownika. TonlewaZ masa tłoka sterującego w suwaku sterującym 95 Jest bardzo mła, to wałek krzywkowy 11 może być ukształOwany Jako bardzo mały i cienki. V wyniku tego moZna znacznie zredukować wszystkie siły czynne i przeprowadzić szybsze procesy przełączania. Zależnie od ukształtowania urządzenia element sterujący 33 1 suwak sterujący 95 w znany sposób ujęte są w Jeden podzespół. V każdym przypadku w wyniku umie iszczenia wałka krzywkowego 11 poza osią wzdłużną 60 dokonuje się redukcja długości budowy.

Fig. 5

160 607

Fig. 4

Fig. 3

i

160 607

Fig. 2

47 40 3712

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Hpęd liniowy z wepomaaanlem hydraulicznym, składaa^cy się z siłownika hydraulicznego, którego tłok połączony Jest z pierwszą przekładnią śrubową stanowiącą mechanizm odwodzący dla ruchu skokowego tłoka, z zaworu sterującego czynnikiem ciśneenoo^ym umieszczonego w osi wzdłużnej pierwszej przekładni śrubowej, przy czym tłok zaworu sterującego jest przesuwny przez człon nastawcay, a jeden koniec ozłonu nastawczego 1 pierwszej przekładni śrubowej są zwrócone ku sobie i tworzą części ruchome drugiej przekładni śrubowej, zaś człon naetawczy 1 pierwsza przekładnia śrubowa aą funkcjonalnie ze sobą połączone poprzez drugą przekładnię śrubową, jak również z napędu nastawczego oddziałującego na człon nastawczy, znamienny tym, że napęd naetawczy /9/ posiada element sterujący /33/, siłownik hydrauliczny /32/ z tłoklmm /10/ oraz wałek krzywkowy /11/ do wprawwanla w ruch postępowy w kierunku osi /60/ członu nastawczego /7/ 1 że przesuwające się ruchem postępi^ym tłoczysko /35/ tłoka /10/ i człon nastawczy /7/ są za pomocą łożyska /38/ połączone ze sobą nieruchomo względem siebie w kierunku osiowym lecz obrotowo względem siebie wokół własnych osi wzdłużnych, zaś na członie nastawczym /7/ zamocowana jest obrotowo wokół osi /60/ dźwignia /13/, a na korpusie napędu linoowego uMeszczony jest element zderzakowy /14/, który jest przesuwny w obszarze obrotu dźwigni /13/

   1 który współdziała z tą dźwignią /13/ w zależności od pozycji spoczynkowej tłoka /2/.
2. 2, Napęd mn^y według zastrz. 1, znamienny tym, że na końcu członu nastawczego /7/ jest umieszczone wrzeciono pociągowo-toczne /29/, które jest częścią składową ukształtowanej jako sprzężenie pociągowo-toczne drugiej przekładni śrubowej /8/ 1 jest osadzone w nakrętce /28/ tej przekładni śrubowej /8/, która to nakrętka jest osadzona obrotowo w korpusie napędu linowego i jest trwale połączona z wrzecionem /19/ pierwszej przekładni śrubowej /4/.
3. 3· Napęd linoowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przy członie nastawczym /7/ u^meszczony jest napęd nastawczy /9/ i obustronnie działający siłownik hydrauliczny /32/ do wprowadzania w ruch osiowy członu nastawczego /7/.
4. 4. Napęd linoowy według zaatrz. 1,znamienny tym, że elementem czynnym napędu nastawczego /9/ Jest wałek krzywkowy /11/, którego krzywka 12/ współdziała z przesuwającym się ruchem postępowym tłoczyskiem /35/, którego przeciwległy do przekładni śrubowej /8/ koniec co najmniej częściowo przylega podczas obrotu wałka krzywkowego /11/ do jego powierzchni i do stycznej krzywki /12/.
5. 5. Napęd linoowy według zastrz. 1, znamienny tym, że przy członi nastawczym /7/ osadzona jest sprężyna naciskowa /54/, która jest zamocowana prze gubowo z jednej strony przy członie nastawczym /7/, a z drugiej strony przy stałej podporze /55/.
6. 6. Napęd linoowy według zastrz. 5, znamienny tym, że pomiędzy wałkiem krzywkowym /11/ a końcem /56, 98/ członu nastawczego /7/ zamontowany jest przesuwnie w kierunku poprzecnnym do osi wzdłużnej element przełączająco160 607 sterujący /80/, przy czym element przełączająco-sterujący /80/ spoczywa swą rolką toczną /81/ na powierzchni sterującej krzywki /12/.
7. 7. Napęd linoowy według zaatrz. 1 albo 6, znamienny tym, że dla stwierdzenia osiowego położenia członu nastawczego /7/ i tłoka hydraulicznego /2/ człon naatawczy /7/ jest połączony z czujnikiem pomiarowym /39/, zaś siłownik hydrauliczny /1/ jest połączony z czujnikiem pomiarowym /43/·
8. 8. Napęd liniowy według zastrz. 1,znamienny tym, że równolegle do elementu steruj ącego /33/ umieszczony jest meehanicznie sterowany suwak sterujący /95/, zaś oba kanały dopływowe /96, 97/ dla środka ciśnieniowego tego suwaka sterującego /95/ łączą się z komorą cyllndiOią /34/, do której doprowadzają w środek ciśnieniowy, a mechaniczny element przełączający /98/ tego suwaka sterującego /95/ współdziała z elementem przełączającos^eru^ooym /80/ i wałkiem krzywkowym /11/.
9. 9. Napęd lJ^noowy według zaatrz. 1, znamienny tym, że element zderzakowy /14/ jest osadzony prze stawnie i zazębiająco z zębatką /50/, przy czym do zębatki /50/ zamocowany jest zwykle sprężynowy spowalniacz /92/, który w określonych pozycjach unieruchamia zębatkę /50/ i razem z nią element zderzakowy /14/.
10. 10. Napęd i-nnow^y według zastrz. 9, znamienny tym, że spowalniacz /92/ posiada tłok /90/ oraz komorę /93/, przy czym komora /93/ wraz z kanałem /24/ połączona jest z komorą cylindoową /16/, a tłok /90/ pod naporem ciśnienia z kanału /24/ oddziaływuje na sprężynę spowalnicza /92/ i luzuje go.

    * · ·