БЕСШТОКОВЫЙ СИЛОВОЙ ЦИЛИНДР Российский патент 1998 года по МПК F15B15/08 F15B15/14 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к исполнительным механизмам гидроприводов, и может быть использовано в транспортных системах станков и автоматических линий.

Известен бесштоковый силовой цилиндр, содержащий корпус с продольным сквозным пазом и торцовыми крышками с отверстиями, уплотненный поршень с выходным элементом, соединенным с ползуном, направляющий стержень, подвижно установленный в центральном отверстии поршня, уплотняющую и покрывную ленты и упругие спиральные элементы для поджатия уплотняющей ленты к пазу, установленные в рабочих полостях цилиндра [1].

Недостатком такого цилиндра является сокращение длины полезного хода поршня за счет размещения в рабочих полостях корпуса опорных элементов.

Известен бесштоковый силовой цилиндр, содержащий корпус с продольным пазом, торцовые крышки, поршень со сквозным отверстием, размещенный в корпусе с образованием рабочих полостей, направляющий стержень, установленный в сквозном отверстии поршня, уплотняющую и покрывную ленты и упругий опорный элемент, установленный с возможностью взаимодействия с уплотняющей лентой и выполненный в виде ленты, концы которой закреплены на торцовых крышках, а боковые стороны размещены в осевой плоскости паза корпуса с возможностью взаимодействия со стержнем в зоне отверстия поршня [2].

Такое техническое решение позволяет сократить осевые габариты цилиндра при сохранении длины хода поршня, однако его недостатком является наличие направляющего стержня, проходящего через осевое отверстие в поршне, что значительно усложняет конструкцию цилиндра и снижает надежность герметизации рабочих полостей между собой.

Бесштоковый силовой цилиндр [2] выбран в качестве прототипа.

Технической задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы.

Эта задача достигается тем, что опорный элемент выполнен в виде втулки овального сечения с продольной прорезью и боковыми центрирующими лепестками, размещенными в продольной осевой плоскости с возможностью взаимодействия с диаметрально противоположными стенками корпуса, элемент смонтирован стороной прорези к уплотняющей ленте, причем ширина прорези в свободном состоянии элемента меньше ширины уплотняющей ленты, а в местах взаимодействия с поршнем превышает ширину уплотняющей ленты.

Такое конструктивное решение, по сравнению с известными аналогами, позволяет при сохранении оптимальной длины рабочего хода поршня упростить конструкцию путем исключения элементов, размещаемых в осевом отверстии поршня, и повысить надежность работы за счет прижима уплотняющей ленты к кромкам паза корпуса в двух параллельных зонах, размещенных непосредственно в местах контакта ленты с кромками паза.

На фиг. 1 показан цилиндр, общий вид, в осевом сечении, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг.1, на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1, на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг. 1, на фиг. 6 - сечение Д-Д на фиг. 1, на фиг. 7 - сечение Е-Е на фиг. 1, на фиг. 8 - сечение Ж-Ж на фиг. 1, на фиг. 9 - сечение И-И на фиг. 6.

Бесштоковый силовой цилиндр содержит корпус 1 с продольным сквозным пазом 2 и торцовыми крышками 3, снабженными отверстиями для подачи рабочей среды. В корпусе 1 установлен уплотненный поршень 4 с выходным элементом 5 и образованы рабочие полости 6, 7. Сквозной паз 2 корпуса 1 перекрыт с внутренней стороны уплотняющей лентой 8, проходящей через отклоняющий канал 9 в поршне 4, с наружной стороны - покрывной лентой 10, проходящей через отклоняющий канал 11 в выходном элементе 5 и закрепленной накладками 12. Между стенками корпуса 1 и поршня 4 смонтирован упругий опорный элемент 13, выполненный в виде втулки овального сечения с продольной прорезью и боковыми лепестками 14, предназначенными для центрирования элемента 13 относительно стенок корпуса 1. Расстояние между лепестками 14 по длине элемента 13 превышает длину поршня 4. На торцовых сторонах элемента 13 выполнены хвостовики 15, предназначенные для крепления элемента 13 между корпусом 1 и крышками 3. В свободном состоянии элемента 13 ширина h прорези в элементе 13 меньше ширины H уплотняющей ленты 8, в местах взаимодействия элемента 13 с поршнем 4 ширина h₁ прорези превышает ширину H ленты 8. Со стороны торцов на элементе 13 выполнены выступы 16, не выходящие за пределы ленты 8 при подходе поршня 4 в крайние положения. Опорный элемент 13 может быть выполнен как из металла, так и, например, из пластмасс, обладающих упругими свойствами.

Бесштоковый силовой цилиндр работает следующим образом.

В свободном состоянии элемента 13 его продольные кромки за счет упругой деформации поджаты к ленте 8. Подачей сжатого воздуха, например, в полость 6 поршень 4 перемещается в корпусе 1 /на чертеже вправо/ и перемещает выходной элемент 5. Полость 7 соединена с атмосферой. В процессе перемещения поршня 4 опорный элемент 13 с набегающей стороны поршня 4 раздвигается и прижимается к стенкам корпуса 1, при этом продольная прорезь в элементе 13 расширяется и не препятствует прохождению уплотняющей ленты 8 через канал 9 поршня 4. Расширение прорези исключает взаимную накладку кромок ленты 8 и элемента 13. Лента 8 и элемент 13 облегают поршень 4 по общей окружности /фиг. 5/. С противоположной стороны поршня 4 в рабочей полости 6 элемент 13 принимает свою первоначальную /овальную/ форму и его кромки заходят под ленту 8, осуществляя ее прижим к кромкам паза корпуса 1. Наличие выступов 16 не позволяет кромкам элемента 13 выходить из-под ленты 8 на конечных участках перемещения поршня 4.

Предлагаемый цилиндр целесообразно использовать в устройствах с относительно большой длиной перемещения рабочего органа.

Бесштоковый силовой цилиндр предназначен для исполнительных механизмов станков и автоматических линий. Цилиндр содержит корпус 1 с продольным пазом, торцовые крышки 3 с отверстиями для подвода-отвода рабочей среды, поршень 4, размещенный с образованием рабочих полостей 6, 7, жестко связанный с поршнем выходной элемент 5, уплотняющую 8 и покрывную 10 ленты и упругий опорный элемент 13, установленный с возможностью взаимодействия кромками прорези с уплотняющей лентой 8. Опорный элемент 13 выполнен в виде втулки овального сечения с продольной прорезью и боковыми центрирующими лепестками 14, размещенными в продольной осевой плоскости с возможностью взаимодействия с диаметрально противоположными стенками корпуса 1, причем ширина h прорези в свободном состоянии элемента 13 меньше ширины Н уплотняющей ленты, а в местах взаимодействия с поршнем 4 превышает ширину Н уплотняющей ленты. 9 ил.

Бесштоковый силовой цилиндр, содержащий корпус с продольным пазом, торцевые крышки с отверстиями для подвода - отвода рабочей среды, уплотненный поршень, размещенный в корпусе с образованием рабочих полостей, выходной элемент, установленный в продольном пазу с возможностью перемещения, уплотняющую и покрывную ленты и упругий опорный элемент, установленный с возможностью взаимодействия с уплотняющей лентой, отличающийся тем, что опорный элемент выполнен в виде втулки овального сечения с продольной прорезью и боковыми центрирующими лепестками, размещенными в продольной осевой плоскости с возможностью взаимодействия с диаметрально противоположными стенками корпуса, элемент смонтирован стороной прорези к уплотняющей ленте, причес ширина прорези в свободном состоянии элемента меньше ширины уплотняющей ленты, а в местах взаимодействия с поршнем превышает ширину уплотняющей ленты.