СОЕДИНЕНИЕ ПОРШНЯ С ШТОКОМ Российский патент 2001 года по МПК F16J1/14 

Изобретение относится к гидроприводу, в частности к соединению поршня со штоком.

Известно соединение поршня со штоком, содержащее пропущенный сквозь поршень шток, причем поршень и шток связаны между собой элементом связи (см. а. с. N 511456, МКИ F 16 J 1/10, F 15 B 15/14. Соединение поршня со штоком. В.С.Лобов, В.Ф.Полищук, С.Ф.Сергеев. Бюл. N 15 от 25.04.1976).

Известно соединение поршня со штоком, содержащее пропущенный сквозь поршень шток, причем поршень и шток связаны между собой элементом связи (см. патент RU N 2037680).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании устройства, относится то, что использование одного упругого элемента связи не позволяет исключить автоколебания от сил трения.

Известно соединение поршня со штоком, содержащее пропущенный сквозь поршень шток, причем поршень и шток связаны между собой элементом связи, состоящим из последовательно установленных упругих элементов, сила упругости одного из которых соизмерима с силами трения в уплотнительных элементах (а. с. N 1333918, МКИ F 16 J 1/24. Соединение поршня со штоком. В.Л.Строков, А. А.Карсаков, Ю.Г.Лапынин. Бюл. N 32 от 30.08.87).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании устройства относится то, что использование последовательно установленных упругих элементов увеличивает осевые размеры устройства, а использование упругого элемента пониженной жесткости снижает эффективность работы при отклонении оси гидроцилиндра от горизонтального положения.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение - повышение эффективности гидравлического устройства.

Технический результат - повышение надежности гидроцилиндра при уменьшении габаритов.

Указанный технический результат достигается тем, что в соединении поршня со штоком, содержащим пропущенный сквозь поршень шток, причем поршень и шток связаны между собой устройством установки поршня в заданное положение относительно штока при остановке штока, выполненного в виде установленного в штоке хотя бы одного фиксатора, взаимодействующего с кольцевым пазом с коническими поверхностями, выполненными на внутренней поверхности поршня с возможностью перемещения поршня в направлении движения штока одновременно с началом движения штока. Коаксиально поршню установлен дополнительный поршень, взаимодействующий по внутреннему диаметру с поршнем, а по внешнему с гильзой цилиндра, причем дополнительный поршень связан с поршнем элементом связи дополнительного поршня в заданное положение относительно поршня. Кольцевой паз с конической поверхностью размещен между уплотнительными поверхностями.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного объекта.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

На фиг. 1 представлен общий вид соединения, на фиг.2 - вариант устройства, на фиг. 3 - управление фиксатором механически, на фиг. 4 - электрическое управление, на фиг. 5 - гидравлическое.

Соединение поршня со штоком состоит из гильзы 1, штока 2, на котором установлен поршень 3. Поршень 3 и шток 2 связаны между собой элементом связи 4, дополнительно поршень 3 и шток 2 связаны между собой устройством установки поршня в заданное положение относительно штока при остановке штока, которое может быть выполнено из фиксатора 6 и блока управления 7. В соединении имеется уплотнение 5.

Вариант устройства с дополнительным поршнем состоит из гильзы цилиндра 1, штока 2, поршня 3, дополнительного поршня 8, элемента связи 9, устройства 10 установки дополнительного поршня в заданное положение относительно поршня. Это устройство может быть выполнено в виде фиксатора 11, взаимодействующего с кольцевым пазом с конической поверхностью 12, выполненной на внутренней поверхности дополнительного поршня и размещенной между уплотнительными элементами. Элементы связи 4 и 9 могут быть выполнены различным образом, широко известным в технике - упругий элемент, упругий и демпфирующий элемент, демпфирующий элемент устройства 6, 10 возвращения поршня и дополнительного поршня в заданное положение могут также быть выполнены различным образом - механическим, электрическим и т.д.

Представленные устройства 6, 10 механического типа в виде фиксаторов могут управляться механически, упругим элементом - фиг.3, электрически - фиг.4 и гидравлически - фиг.5.

13 - датчик ускорения штока; 14,15 - датчики давления в рабочих полостях гидроцилиндра.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Перед началом работы основной 3 и дополнительный 8 поршни установлены в заданное положение устройствами 6, 10 установки основного 3 и дополнительного 8 поршней. Это может быть среднее положение, наиболее простой и дешевый вариант, а может и другое положение в зависимости от параметров системы: давление в полостях, гидроцилиндр, ускорения штока и т.д.

Управление устройством 10 установки поршней в заданное положение может осуществляться по сигналу датчиков давления 14, 15, ускорения 13 и т.п. широко известных в технике. Так, чтобы повысить эффективность системы и уменьшить габариты при начале движения штока 2 с поршнем 3 вправо, поршень 3 предварительно относительно штока 2 перемещаем влево и дополнительный поршень 8 перемещаем влево. При подаче жидкости в поршневую полость начинает перемещаться дополнительный поршень 8, после выбора хода элемента связи 4 дополнительный поршень 8 начинает двигаться совместно с поршнем 3, затем дополнительный поршень 8 и поршень 3 начинают перемещаться совместно относительно штока 2, когда выбирается свободный ход элемента связи 9 поршня 3, все поршни и шток движутся совместно. При колебаниях давления поршень 3, дополнительный поршень 8 могут смещаться относительно друг друга и штока 2 по различному закону в зависимости от характеристик элемента связи.

После остановки штока (запирание обеих полостей гидроцилиндра) устройство 6, 10 установки поршня 3 и дополнительного поршня 8 в заданное положение устанавливает их в заданное положение относительно поршня 3 и штока 2.

Устройства установки поршня и дополнительного поршней в заданное положение могут быть выполнены различным образом, широко известным в технике (магнитным, электрическим, механическим и т.п.).

При механическом способе фиксатор может управляться блоком управления 7, который при установке поршней в среднее положение (относительно поршня и штока) может отсутствовать.

При управлении фиксатором блоком управления 7 по сигналу датчиков 13, 14, 15 поршень перемещается в заданное положение.

Фиксатор может быть выполнен с конической поверхностью, входящей в паз на поршне (и (или) дополнительном поршне). В зависимости от степени подъема фиксатора поршень устанавливается в заданное положение (фиг. 3). Фиксатор может управляться упругим элементом (фиг. 3), электрическим (фиг. 4) и гидравлическим (фиг. 5).

За счет того, что шток и поршень дополнительно связаны между собой установкой поршня в заданное положение относительно штока устройство может эффективно работать под различными углами установки гидроцилиндра.

За счет того, что коаксиально поршня установлен дополнительный поршень уменьшаются осевые габариты гидроцилиндра.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
средство предназначено для использования в гидравлических системах;
средство, воплощающее заявленный объект, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

В настоящее время разработаны и изготовлены гидроцилиндры с предлагаемым соединением поршня со штоком.

Соединение предназначено для соединения поршня с штоком. Соединение поршня с штоком содержит пропущенный сквозь поршень шток, причем поршень и шток связаны между собой устройством установки поршня в заданное положение относительно штока при остановке штока с возможностью перемещения поршня в направлении движения штока одновременно с началом движения штока. Коаксиально поршню установлен дополнительный поршень, взаимодействующий по внутреннему диаметру с поршнем, а по внешнему - с гильзой цилиндра, причем дополнительный поршень связан с поршнем элементом связи дополнительного поршня в заданном положении относительно поршня. Технический результат - повышение надежности гидроцилиндра при уменьшении габаритов. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Соединение поршня с штоком, содержащее пропущенный сквозь поршень шток, причем поршень и шток связаны между собой элементом связи, отличающееся тем, что шток и поршень дополнительно связаны между собой устройством установки поршня в заданное положение относительно штока при остановке штока, выполненным в виде установленного в штоке хотя бы одного фиксатора, взаимодействующего с кольцевым пазом с коническими поверхностями, выполненными на внутренней поверхности поршня с возможностью перемещения поршня в направлении движения штока одновременно с началом движения штока. 2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что коаксиально поршню установлен дополнительный поршень, взаимодействующий по внутреннему диаметру с поршнем, а по внешнему - с гильзой цилиндра, причем дополнительный поршень связан с поршнем элементом связи дополнительного поршня с основным поршнем и устройством установки дополнительного поршня в заданное положение относительно поршня. 3. Соединение по п.1, отличающееся тем, что кольцевой паз с конической поверхностью выполнен на внутренней поверхности поршня и размещен между уплотнительными элементами. 4. Соединение по п.1, отличающееся тем, что в поршне установлен хотя бы один фиксатор для установки дополнительного поршня в исходное положение после каждого цикла работы, взаимодействующий с кольцевым пазом с коническими поверхностями, выполненными на внутренней поверхности дополнительного поршня, и размещенный между уплотнительными элементами.