УПРАВЛЯЮЩИЙ КЛАПАН ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ЦИЛИНДРА ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ПРИВОДА ЧАСТИ МАШИНЫ Российский патент 2006 года по МПК F15B13/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к управляющему клапану, который предназначен для переключения гидравлического цилиндра возвратно-поступательного привода рабочего органа, например привода жатвенного ножа самоходной сельскохозяйственной уборочной машины, и содержит корпус и установленный в центральной сквозной проточке корпуса подвижный в осевом направлении поршневой золотник клапана, при этом гидравлический цилиндр связан с одной стороны с рабочим агрегатом и с другой стороны - с машиной.

Уровень техники

Из патентного документа ФРГ №19529067.4 известен передний навесной аппарат машины для уборки стебельчатых культур, в особенности зерноуборочного комбайна. Аппарат содержит раму, приводной элемент в виде качающегося ножевого бруса, вращающееся мотовило и забирающий шнек для дальнейшего транспортирования убранной массы. Привод ножа в жатвенных режущих аппаратах машин для уборки стебельчатых культур обычно выполняется механическим. Соответствующие рабочие органы и передачи трансмиссии навешены снаружи на жатвенном режущем аппарате. В особенности для жатвенных режущих аппаратов, имеющих большую ширину захвата, приводы и передачи трансмиссии, с одной стороны, должны быть очень мощными, чтобы обеспечивать возможность надежного позиционирования участков ножевого бруса по всей рабочей ширине захвата, и с другой стороны, приводы и передачи трансмиссии должны обладать способностью выдерживать высокие вибрационные усилия. Вследствие увеличения протяженности приводных трансмиссий и их габаритных размеров в соответствии с повышением мощности создаются высокие и, как правило, односторонние весовые нагрузки с большими инерционными усилиями, которые должны быть учтены в общем расчете при проектировании жатвенного режущего аппарата. Силовая передача от источника привода к ножу также имеет большую протяженность и связана с высокими затратами. Таким образом, в целом обычные механические приводы режущих аппаратов обладают тем недостатком, что они требуют тяжелых и дорогостоящих соединительных конструкций.

Для устранения этих недостатков известен привод жатвенного ножа посредством гидравлического цилиндра, управляемого управляющим клапаном, например, из описания полезной модели ФРГ №8209146.3. Известный управляющий клапан содержит корпус и золотник, установленный в центральной сквозной проточке корпуса с возможностью осевого перемещения, причем гидравлический цилиндр связан с одной стороны с рабочим агрегатом и с другой стороны с рабочей машиной. Это устройство принято в качестве прототипа.

Сами по себе такие приводы работают удовлетворительно. Критическим местом в таких приводах является переключающий клапан, который производит непрерывное переключение потока масла к гидравлическому цилиндру. В известных решениях переключение таких клапанов производится с помощью гидравлических средств. Однако такое переключение создает необходимость наличия в распоряжении всегда достаточного количества масла и требуемого давления, чтобы переключать клапан в нужную конечную позицию и удерживать его в ней. В случае, например, падения рабочего давления в тот момент, когда переключающий клапан находится в неопределенном промежуточном положении, без ручного вмешательства невозможно вернуть систему к непрерывному рабочему режиму.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в выполнении управляющего клапана описанного типа таким образом, что поршневой золотник управляющего клапана даже при внезапном падении давления всегда достигает одной из своих конечных позиций.

В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет того, что предложен управляющий клапан для переключения гидравлического цилиндра возвратно-поступательного привода рабочего агрегата сельскохозяйственной уборочной машины, содержащий корпус и золотник клапана, установленный в центральной сквозной проточке корпуса с возможностью осевого перемещения, причем гидравлический цилиндр связан с одной стороны с рабочим агрегатом и с другой стороны с рабочей машиной, а для золотника клапана в области каждого из его обоих концов предусмотрено управляющее сдвигающее устройство, выполненное с возможностью поочередного механического смещения в корпусе в осевом направлении посредством части гидравлического цилиндра, связанной с рабочим агрегатом.

При этом каждое управляющее сдвигающее устройство предпочтительно состоит из толкателя и свободно охватывающей его втулки, причем на обращенный от золотника клапана конец толкателя с одной стороны и на наружный конец втулки с другой стороны опирается силовая пружина, а втулки посредством силовых пружин поочередно воздействуют на толкатели, которые в свою очередь поочередно перемещают золотник клапана. Золотник клапана выполнен с возможностью фиксации в каждой из своих конечных позиций, например, с помощью подпружиненного фиксирующего шарика.

Золотник клапана, предпочтительно, снабжен двумя канавками, которые расположены на расстоянии друг от друга в соответствии с расстоянием между позициями переключения, причем в зависимости от позиции переключения золотника клапана в одну из двух канавок посредством пружины частично вводится фиксатор, при этом пружина и фиксатор размещены в специальной проточке, отходящей радиально наружу от центральной сквозной проточки корпуса. Каждая из указанных канавок может быть выполнена с возможностью совмещения с каналом для освобождения фиксатора под давлением масла. Канавки могут быть выполнены с поверхностями, проходящими наклонно к дну канавки, для более точного определения соответствующей позиции переключения золотника подпружиненным фиксатором.

Указанные втулки на своих наружных концах предпочтительно закрыты крышками, на которые одним своим концом опирается упомянутая пружина.

Предпочтительно, посредством механического смещения одной из втулок, с одной стороны, открывается доступ потока масла к соответствующей канавке, в которую введен фиксатор, и с другой стороны, предварительно напрягается пружина, которая воздействует на соответствующий толкатель для перемещения золотника после освобождения фиксатора.

Предпочтительно, в указанный канал для освобождения фиксатора под давлением масла встроен дроссель.

Цилиндр гидравлического цилиндра может быть связан как с жатвенным ножом, так и со скобой, свободные выступающие концы которой образуют приводные упоры для указанных втулок. Поршневые штоки гидравлического цилиндра предпочтительно образуют жесткую конструкцию и снабжены осевыми проточками, каждая из которых проходит к одной соответствующей поршневой полости цилиндра. В зависимости от позиции переключения золотника одна из этих осевых проточек соединяется с напорной гидравлической линией, а другая - со сливной гидравлической линией, ведущей к масляному баку

Обе цилиндрические полости, ограниченные с одной стороны золотником и с другой стороны соответствующим управляющим сдвигающим устройством, являются частью центральной проточки и связаны между собой каналом.

Перечень фигур чертежей

Пример осуществления настоящего изобретения будет подробнее описан ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает в схематичном виде жатвенный брус или жатвенный нож и предназначенный для него управляющий клапан в соответствии с изобретением,

фиг.2 изображает представленный на фиг.1 управляющий клапан в его другой конечной позиции, также в привязке к жатвенному аппарату.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На чертежах показан гидравлический цилиндр 2.3 с управляющим клапаном для привода жатвенных ножей жатвенного аппарата. Корпус 1.0 переключающего управляющего клапана 1 и поршневые штоки гидравлического цилиндра укреплены на раме жатвенного аппарата. Цилиндр 3 с переключающей скобой 4 связан с жатвенным ножом 5. На жатвенном ноже могут быть расположены несколько гидравлических цилиндров, управляемых одним и тем же переключающим управляющим клапаном. В этом случае гидравлические цилиндры подсоединены параллельно с помощью гидравлических линий. За счет этого достигается равномерная передача усилий на нескольких участках. В показанном на фиг.1 положении гидравлическая линия В переключающего управляющего клапана соединена с подводом В гидравлического цилиндра, а гидравлическая линия А - с соответствующим подводом А. Проход масла к двум полостям гидравлического цилиндра 2.3 осуществляется по осевым проточкам, соответственно, 2.1 и 2.2.

Заявленное устройство работает следующим образом.

В положении по фиг.1 масло поступает в гидравлический цилиндр по каналу 2.2. Гидравлическая линия 2.1 сообщается через подвод В с баком Т. Вследствие этого нож 5 движется вправо, пока конец 4.1 скобы не достигнет крышки 6.5 втулки 6.2. В ходе дальнейшего движения конца 4.1 скобы втулка 6.2 задавливается внутрь корпуса 1.0 клапана. При этом нагружается пружина 7.1, в то время как толкатель 8.2 прижимается к золотнику 1.1. В этот момент времени золотник 1.1 клапана еще удерживается в зафиксированной позиции фиксатором 1.2 в виде шарика. В ходе дальнейшего движения конца 4.1 скобы кольцевая канавка 10.1, которая сообщается с кольцевой канавкой 9.1, смещается до достижения управляющего канала 11.1. Поскольку кольцевая канавка 9.1 соединена посредством управляющего канала 9.2 с напорной гидравлической линией А, фиксатор 1.2, поджатый пружиной 1.3, смещается от своего седла гидравлическим потоком через дроссель 1.4. Толкатель 8.2 сдвигает золотник 1.1 клапана посредством запасенной в пружине 7.1 энергии в противоположную позицию, при этом золотник 1.1 клапана упруго затормаживается противолежащим толкателем 8.1.

В ходе переключения во время переходного этапа все подводы клапана соединены между собой отрицательно, что устраняет возможность пиков давления, как это бывает при положительном перекрытии. За счет разгрузки от давления фиксатор 1.2 заходит в новое положение фиксации с задержкой посредством дросселя 1.4, когда золотник 1.1 достигает своей второй конечной позиции по фиг.2. Очевидно, что дроссель 1.4, проточка 1.5 и сила пружины 1.3 рассчитываются соответствующим образом. С учетом требуемых усилий фиксации по окружности могут быть расположены несколько подпружиненных шариков. Поскольку при вдавливании внутрь втулки 6.2 слева происходит изменение объема полости в корпусе, обе стороны связаны непосредственно с баком с помощью уравнительной гидравлической линии 12, а золотник 1.1 имеет сквозной канал.

Описанный выше ход переключения осуществляется аналогично в обратном направлении.

Фиксатор в данном примере выполнения показан в виде шарика, однако форма фиксаторов может быть другой.

За счет того, что на этапе предварительного напряжения пружины 7.1 золотник 1.1 удерживается фиксатором 1.2 в одной из своих конечных позиций, он сохраняет эту позицию и в том случае, если происходит неожиданное падение давления. В тот момент, когда фиксатор 1.2 выводится из своего фиксирующего положения гидравлическими средствами, золотник 1.1 смещается в осевом направлении исключительно силой предварительно напряженной пружины 7.1. И на этом этапе внезапное падение давления не имеет никаких негативных последствий, так как запасенной в пружине 7.1 энергии в любом случае достаточно для смещения золотника 1.1 в его другую конечную позицию, в которой он вновь фиксируется фиксирующим шариком.

Клапан предназначен для переключения гидравлического цилиндра возвратно-поступательного привода части машины. Клапан содержит корпус и золотник клапана, установленный в центральной сквозной проточке корпуса с возможностью осевого перемещения, причем гидравлический цилиндр связан с одной стороны с рабочим агрегатом и с другой стороны с рабочей машиной, причем для золотника клапана в области каждого из его обоих концов предусмотрено управляющее сдвигающее устройство, которое выполнено с возможностью поочередного механического смещения в корпусе в осевом направлении посредством части гидравлического цилиндра, связанной с рабочим агрегатом. Технический результат - уменьшение габаритов. 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Управляющий клапан для переключения гидравлического цилиндра (2.3) возвратно-поступательного привода рабочего агрегата сельскохозяйственной уборочной машины, в особенности зерноуборочного комбайна (5), содержащий корпус (1) и золотник (1.1) клапана, установленный в центральной сквозной проточке (1.6) корпуса с возможностью осевого перемещения, причем гидравлический цилиндр (2.3) связан с одной стороны с рабочим агрегатом и с другой стороны с рабочей машиной, отличающийся тем, что для золотника (1.1) клапана в области каждого из его обоих концов предусмотрено управляющее сдвигающее устройство, которое выполнено с возможностью поочередного механического смещения в корпусе в осевом направлении посредством части гидравлического цилиндра (2.3), связанной с рабочим агрегатом (5).2. Управляющий клапан по п.1, отличающийся тем, что каждое из управляющих сдвигающих устройств состоит из толкателя (8.1, 8.2) и свободно охватывающей его втулки (6.1, 6.2), причем на обращенный от золотника (1.1) клапана конец толкателя (8.1, 8.2) с одной стороны и на наружный конец втулки (6.1, 6.2) с другой стороны опирается силовая пружина (7.1), а втулки (6.1, 6.2) посредством силовых пружин (7.1) поочередно воздействуют на толкатели (8.1, 8.2), которые, в свою очередь, поочередно перемещают золотник (1.1) клапана.3. Управляющий клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что золотник (1.1) клапана выполнен с возможностью фиксации посредством подпружиненного фиксатора (1.2) в каждой из своих позиций переключения.4. Управляющий клапан по п.3, отличающийся тем, что золотник (1.1) клапана снабжен двумя канавками (1.7 и 1.8), которые расположены на расстоянии друг от друга в соответствии с расстоянием между позициями переключения, причем в зависимости от позиции переключения золотника (1.1) клапана в одну из двух канавок посредством пружины (1.3) частично вводится фиксатор (1.2), при этом пружина (1.3) и фиксатор (1.2) размещены в проточке (1.5), отходящей радиально наружу от центральной сквозной проточки (1.6) корпуса (1).5. Управляющий клапан по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что втулки (6.1, 6.2) на своих наружных концах закрыты крышками (6.5), на которые одним своим концом опирается пружина (7.1).6. Управляющий клапан по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что каждая из канавок (1.7 или 1.8), в которую введен фиксатор (1.2), выполнена с возможностью совмещения с каналом (11.1) для освобождения фиксатора под давлением масла.7. Управляющий клапан по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что посредством механического смещения одной из втулок (6.1 или 6.2), с одной стороны, открывается доступ потока масла к соответствующей канавке (1.7 или 1.8), в которую введен фиксатор (1.2), и с другой стороны, предварительно напрягается пружина (1.7), которая воздействует на соответствующий толкатель (8.1 или 8.2) для перемещения золотника (1.1) клапана после освобождения фиксатора (1.2).8. Управляющий клапан по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что в канал (11.1) встроен дроссель (1.4).9. Управляющий клапан по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что канавки (1.7 и 1.8) выполнены с поверхностями, проходящими наклонно к дну канавки, для более точного определения соответствующей позиции переключения золотника (1.1) клапана посредством подпружиненного фиксатора (1.2).10. Управляющий клапан по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что цилиндр (3) гидравлического цилиндра связан как с жатвенным ножом (5), так и со скобой (4), свободные выступающие концы (4.1, 4.2) которой образуют приводные упоры для втулок (6.1, 6.2).11. Управляющий клапан по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что поршневые штоки (2) гидравлического цилиндра (2.3) образуют жесткую конструкцию и снабжены осевыми проточками (2.1 и 2.2), каждая из которых проходит к одной соответствующей поршневой полости цилиндра.12. Управляющий клапан по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что в зависимости от позиции переключения золотника (1.1) клапана одна из осевых проточек (2.1 или 2.2) соединяется с напорной гидравлической линией (В), а другая - с ведущей к баку сливной гидравлической линией (Т).13. Управляющий клапан по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что обе цилиндрические полости (Z1 и Z2), которые ограничены с одной стороны золотником (1.1) клапана и с другой стороны соответствующим управляющим сдвигающим устройством (6.1 и 8.1 или 6.2 и 8.2) и являются частью центральной проточки (1.6), связаны между собой каналом (11.1).