ГЛАВНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЦИЛИНДР (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2010 года по МПК B60T11/16 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к главным гидравлическим цилиндрам гидравлических систем.

Наиболее близкими техническими решениями, выбранными в качестве аналогов, являются главные гидравлические цилиндры, патенты ЕР 1706302 А1 (21.07.2005), US 7181911 B2 (27.02.2007), US 7104059 B2 (12.09.2006), являющиеся гидравлическими цилиндрами плунжерного типа и включающие корпус, расположенные в центральном осевом отверстии корпуса первичный и вторичный поршни с внутренними полостями со стороны передних торцов, причем каждый из поршней имеет в передней части поперечные сквозные отверстия, главные уплотнители поршней, установленные в канавках, выполненных на поверхности, образующей центральное отверстие корпуса, каждый из главных уплотнителей имеет в радиальном направлении внутреннюю часть, контактирующую с наружной поверхностью направляющей наружной части поршня, наружную часть, контактирующую с дном канавки корпуса и соединяющую их базовую часть, образующую заднюю торцевую поверхность уплотнителя.

Поршни скользят в центральном отверстии корпуса цилиндра с возможностью совершения рабочего хода и сжимающего воздействия на рабочую жидкость в камерах давления. Первая камера давления образована первичным поршнем, главным уплотнителем, расположенным в районе передней части первичного поршня, стенками корпуса цилиндра, вторичным поршнем и разделительным уплотнителем, расположенным в районе задней части вторичного поршня, а вторая камера давления образована днищем корпуса, передней частью вторичного поршня, главным уплотнителем, расположенным в районе передней части вторичного поршня, и стенками корпуса цилиндра.

Недостатками технического решения конструкции главного гидравлического цилиндра патента ЕР 1706302 А1 являются:

- невысокая пропускная способность поперечных отверстий малого диаметра поршней;

- высокая трудоемкость изготовления поршней, связанная с необходимостью выполнения значительного количества точно расположенных малых поперечных сквозных отверстий (как правило, выполняют 16 отверстий диаметром около 2 миллиметров) и с необходимостью выполнения операций по притуплению наружной кромки каждого из поперечных отверстий;

- снижение долговечности главного уплотнителя поршня, связанное с контактом внутренней части уплотнителя с механически обработанными наружными кромками поперечных отверстий поршня при каждом срабатывании гидравлического цилиндра, что сказывается на снижении надежности цилиндра в целом;

- повышенная сложность изготовления главного уплотнителя поршня, связанная с наличием помимо внутренней и наружной уплотнительных частей дополнительной - базовой части, выполняемой с вырезами по всему периметру.

Недостатки технического решения конструкции главного гидравлического цилиндра патента US 7181911 В2 во многом аналогичны недостаткам, указанным для патента ЕР 1706302 А1, а именно:

- невысокая пропускная способность поперечных отверстий малого диаметра поршней;

- высокая трудоемкость изготовления поршней, связанная с необходимостью выполнения значительного количества малых поперечных сквозных отверстий, находящихся, в отличие от конструкции патента ЕР 1706302 А1, на участке несколько уменьшенного диаметра поршня, необходимость выполнения операций по притуплению наружных кромок поперечных отверстий;

- снижение долговечности главного уплотнителя поршня, связанное с тем, что взаимодействие внутренней губки уплотнения с кромками поперечных отверстий поршня по-прежнему имеет место, хотя и в менее жестком режиме за счет плавного уменьшения диаметра поршня на участке с отверстиями, дальнейшее уменьшение диаметра поршня на участке поперечных отверстий при сохранении плавного перехода к основному рабочему диаметру недопустимо из-за чрезмерного увеличения хода поршня из исходного положения до начала роста давления в камере;

- повышенная сложность изготовления главного уплотнителя поршня, связанная с наличием специальных защитных элементов на внутренней поверхности внутренней части уплотнения.

Недостатками технического решения конструкции главного гидравлического цилиндра патента US 7104059 В2, выбранного из аналогов в качестве прототипа, являются:

- невысокая пропускная способность поперечных отверстий малого диаметра поршней;

- повышенное усилие контакта главного уплотнителя поршня с кромками поперечных отверстий поршня с соответствующим увеличением вероятности повреждения уплотнителя из-за увеличенной радиальной жесткости его внутренней кромки, имеющей продольные ребра, образующие передние упоры уплотнения, что сказывается на снижении надежности цилиндра в целом;

- невысокая пропускная способность главного уплотнителя поршня в режиме перетекания рабочей жидкости из резервуара в камеру давления при смещенном из исходного положения поршне в связи с малой высотой радиальных площадок на заднем торце базовой части уплотнителя или малой глубиной радиальных пазов на заднем торце базовой части уплотнителя в другом варианте исполнения, причем существенное увеличение ширины и высоты площадок (или ширины и глубины пазов) на заднем торце базовой части уплотнителя недопустимо, так как оно ведет к снижению долговечности (надежности) уплотнителя из-за увеличения деформаций базовой части уплотнителя при повышении давления рабочей жидкости в процессе работы гидравлического цилиндра;

- повышенная сложность изготовления главного уплотнителя поршня, связанная с наличием продольных ребер, передних торцевых выступов и задних торцевых площадок или торцевых пазов.

Задача изобретения: улучшить качественные характеристики главного гидравлического цилиндра.

Достигаемый заявляемым изобретением технический результат заключается в повышения пропускной способности по меньшей одного поршня и главного уплотнителя этого поршня главного гидравлического цилиндра с сопутствующим повышением надежности последнего в целом.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения по первому варианту достигается тем, что в известном главном гидравлическом цилиндре, содержащем корпус, по меньшей мере один поршень с внутренней полостью со стороны переднего торца его передней части, установленный с возможностью скольжения своей направляющей наружной частью в центральном отверстии корпуса, по меньшей мере один главный уплотнитель, имеющий в радиальном направлении внутреннюю часть, имеющую возможность контакта внутренней кромкой по меньшей мере с наружной поверхностью направляющей наружной части поршня, наружную часть, контактирующую с дном канавки корпуса, выполненной на образующей поверхности его центрального отверстия, и имеющий соединяющую обе части базовую часть, образующую заднюю торцевую поверхность главного уплотнителя, особенность заключается в том, что на передней части поршня установлен обод со сквозными продольными пазами, причем наружный диаметр обода не превышает наружный диаметр направляющей наружной части поршня, вблизи переднего торца которой находится задний торец обода, к тому же в передней части поршня, под ободом, выполнено по меньшей мере одно сквозное поперечное отверстие и по меньшей мере одна связанная с этим отверстием наружная кольцевая канавка, а главный уплотнитель установлен в канавке корпуса с возможностью контакта при перемещении поршня внутренней кромкой своей внутренней части с наружной поверхностью обода или с наружной поверхностью направляющей наружной части поршня, тогда как передняя торцевая поверхность внутренней части главного уплотнителя и задняя торцевая поверхность базовой части главного уплотнителя выполнены с буферными элементами в виде рельефов, представляющих собой тела вращения, оси которых расположены продольно относительно оси главного уплотнителя, а площади поперечных их сечений уменьшаются в направлении от основания к вершине.

В частном случае, обод главного гидравлического цилиндра изготовлен из металла.

В частном случае, обод главного гидравлического цилиндра изготовлен из полимерного материала.

В частном случае, на наружной поверхности переднего конца наружной направляющей части поршня главного гидравлического цилиндра выполнен конический участок с меньшим диаметром по переднему торцу этой части, вблизи которого расположен задний торец обода.

В частном случае, на задней торцевой поверхности главного уплотнителя главного гидравлического цилиндра имеются две группы рельефов, одна из которых находится вблизи наружного края задней торцевой поверхности главного уплотнителя, а другая - вблизи внутреннего края задней торцевой поверхности главного уплотнителя, причем на виде со стороны задней торцевой поверхности главного уплотнителя радиусный луч расположения каждого из рельефов одной группы находится в промежутке между радиусными лучами двух рельефов другой группы.

В частном случае, главный уплотнитель главного гидравлического цилиндра выполнен с защитным кольцом из полимерного материала, твердость которого больше, чем твердость материала главного уплотнителя, и который установлен в задней части внутренней поверхности базовой части главного уплотнителя с расположением своей задней торцевой поверхности в плоскости расположения задней торцевой поверхности главного уплотнителя.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения по второму варианту достигается тем, что в известном главном гидравлическом цилиндре, содержащем корпус, по меньшей мере один поршень с внутренней полостью со стороны переднего торца его передней части, установленный с возможностью скольжения своей направляющей наружной частью в центральном отверстии корпуса, по меньшей мере один главный уплотнитель, имеющий в радиальном направлении внутреннюю часть, имеющую возможность контакта внутренней кромкой по меньшей мере с наружной поверхностью направляющей наружной части поршня, наружную часть, контактирующую с дном канавки корпуса, выполненной на образующей поверхности его центрального отверстия, и имеющий соединяющую обе части базовую часть, особенность заключается в том, что поршень изготовлен из полимерного материала, со стороны переднего торца которого выполнены сквозные продольные пазы с образованием продольных элементов, на концах которых образованы посредством одной из торцевых образующих поверхностей наружной кольцевой канавки поршня фиксирующие выступы, по наружным образующим поверхностям которых наружный диаметр поршня не превышает наружный диаметр его направляющей наружной части, выполненной в виде отдельной трубчатой цилиндрической детали и установленной в кольцевой канавке поршня, а главный уплотнитель установлен в канавке корпуса с возможностью контакта при перемещении поршня внутренней кромкой своей внутренней части с наружными образующими поверхностями фиксирующих выступов продольных элементов поршня или с наружной поверхностью его направляющей наружной части, тогда как передняя торцевая поверхность внутренней части главного уплотнителя и задняя торцевая поверхность базовой части главного уплотнителя выполнены с буферными элементами в виде рельефов, представляющих собой тела вращения, оси которых расположены продольно относительно оси главного уплотнителя, а площади поперечных их сечений уменьшаются в направлении от основания к вершине.

В частном случае, направляющая наружная часть поршня главного гидравлического цилиндра, выполненная в виде отдельной трубчатой цилиндрической детали, изготовлена из металла.

В частном случае, направляющая наружная часть поршня главного гидравлического цилиндра, выполненная в виде отдельной трубчатой цилиндрической детали, изготовлена из полимерного материала, имеющего большую твердость, чем материал самого поршня, изготовленного из полимерного материала.

В частном случае, на наружной поверхности переднего конца наружной направляющей части поршня главного гидравлического цилиндра выполнен конический участок с меньшим диаметром по переднему торцу этой части, вблизи которого расположены фиксирующие выступы.

В частном случае, на задней торцевой поверхности главного уплотнителя главного гидравлического цилиндра имеются две группы рельефов, одна из которых находится вблизи наружного края задней торцевой поверхности главного уплотнителя, а другая - вблизи внутреннего края задней торцевой поверхности главного уплотнителя, причем на виде со стороны задней торцевой поверхности главного уплотнителя радиусный луч расположения каждого из рельефов одной группы находится в промежутке между радиусными лучами двух рельефов другой группы.

В частном случае, главный уплотнитель главного гидравлического цилиндра выполнен с защитным кольцом из полимерного материала, твердость которого больше, чем твердость материала главного уплотнителя, и который установлен в задней части внутренней поверхности базовой части главного уплотнителя с расположением своей задней торцевой поверхности в плоскости расположения задней торцевой поверхности главного уплотнителя.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения по третьему варианту достигается тем, что в известном главном гидравлическом цилиндре, содержащем корпус, по меньшей мере один поршень с внутренней полостью со стороны переднего торца его передней части, установленный с возможностью скольжения своей направляющей наружной частью в центральном отверстии корпуса, по меньшей мере один главный уплотнитель, имеющий в радиальном направлении внутреннюю часть, имеющую возможность контакта внутренней кромкой по меньшей мере с наружной поверхностью направляющей наружной части поршня, наружную часть, контактирующую с дном канавки корпуса, выполненной на образующей поверхности его центрального отверстия, и имеющий соединяющую обе части базовую часть, образующую заднюю торцевую поверхность главного уплотнителя, особенность заключается в том, что в передней части поршня со стороны его переднего торца выполнены сквозные продольные пазы с образованием продольных элементов, а главный уплотнитель установлен в канавке корпуса с возможностью контакта при перемещении поршня внутренней кромкой своей внутренней части с наружными поверхностями продольных элементов поршня или с наружной поверхностью его направляющей наружной части, тогда как передняя торцевая поверхность внутренней части главного уплотнителя и задняя торцевая поверхность базовой части главного уплотнителя выполнены с буферными элементами в виде рельефов, представляющих собой тела вращения, оси которых расположены продольно относительно оси главного уплотнителя, а площади поперечных их сечений уменьшаются в направлении от основания к вершине.

В частном случае, поршень главного гидравлического цилиндра изготовлен из металла.

В частном случае, поршень главного гидравлического цилиндра изготовлен из полимерного материала.

В частном случае, на наружной поверхности переднего конца наружной направляющей части поршня главного гидравлического цилиндра выполнен конический участок с меньшим диаметром по переднему торцу этой части, граничащему с передней частью поршня, в которой выполнены продольные пазы.

В частном случае, на задней торцевой поверхности главного уплотнителя главного гидравлического цилиндра имеются две группы рельефов, одна из которых находится вблизи наружного края задней торцевой поверхности главного уплотнителя, а другая - вблизи внутреннего края задней торцевой поверхности главного уплотнителя, причем на виде со стороны задней торцевой поверхности главного уплотнителя радиусный луч расположения каждого из рельефов одной группы находится в промежутке между радиусными лучами двух рельефов другой группы.

В частном случае, главный уплотнитель главного гидравлического цилиндра выполнен с защитным кольцом из полимерного материала, твердость которого больше, чем твердость материала главного уплотнителя, и который установлен в задней части внутренней поверхности базовой части главного уплотнителя с расположением своей задней торцевой поверхности в плоскости расположения задней торцевой поверхности главного уплотнителя.

Сущность изобретения поясняется на чертежах:

фиг.1 - продольный разрез главного гидравлического цилиндра по первому варианту;

фиг.2 - отдельный вид одного из поршней и обода по первому варианту;

фиг.3 - отдельный вид одного из поршней с ободом в сборе по первому варианту;

фиг.4 - отдельные виды главного уплотнителя по всем трем вариантам;

фиг.5 - увеличенный фрагмент вида сзади главного уплотнителя по всем трем вариантам;

фиг.6 - частный случай выполнения главного уплотнителя;

фиг.7 - продольный разрез главного гидравлического цилиндра по второму варианту;

фиг.8 - отдельный вид одного из поршней по второму варианту;

фиг.9 - отдельный вид одного из поршней с направляющей наружной частью в сборе по второму варианту, продольный разрез;

фиг.10, 11, 12 - схемы работы главного уплотнителя по всем трем вариантам на примере первого варианта;

фиг.13, 14, Фиг.15 - схемы работы буферных элементов главного уплотнителя по всем трем вариантам;

фиг.16, 17 - схема работы главного уплотнителя в частном случае его выполнения на примере по первому варианту;

фиг.18 - продольный разрез главного гидравлического цилиндра по третьему варианту.

Первый вариант

По первому, второму и третьему вариантам главный гидравлический цилиндр содержит корпус 1 и по меньшей мере содержит один поршень, а в частном случае выполнения, как показано по каждому варианту на фиг.1, 7, 18, содержит два поршня 2 и 3, которые установлены в центральном отверстии корпуса 1 с возможностью скольжения. Поршень 2 имеет в задней части полый хвостовик 4, к днищу 5 которого прилагается усилие от педали через шток (не показаны) для рабочего перемещения поршня 2, который удерживается в исходном положении возвратной пружиной 6, имеющей заднюю опорную чашку 7, опирающуюся на днище внутренней полости 8 поршня 2, выполненной со стороны переднего торца 9 его передней части 10, и имеющий переднюю опорную чашку 11, опирающуюся на днище внутренней полости 12 поршня 3, выполненной со стороны его заднего торца 13, причем чашки 7 и 11 соединены тягой 14 с возможностью взаимного сближения. Поршень 3 находится под воздействием меньшего по величине усилия пружины 15, имеющей заднюю опорную чашку 16, опирающуюся на днище внутренней полости 8 поршня 3, выполненной со стороны переднего торца 9 его передней части 10, и имеющий переднюю опорную чашку 17, опирающуюся на днище корпуса 1, причем чашки 16 и 17 соединены тягой 18 с возможностью взаимного сближения. В стенках корпуса 1, образующих его центральное отверстие, выполнены канавки 19 и 20, в которых установлены главные уплотнители 21 и 22 соответственно, а также выполнена канавка 23, в которой установлен разделительный уплотнитель 24, и выполнена канавка 25, в которой установлен наружный уплотнитель 26. Разделительный уплотнитель 24 совместно с главным уплотнителем 21, поршнями 2 и 3 и стенками корпуса 1 образуют камеру давления 27. Главный уплотнитель 22 вместе со стенками корпуса 1, образующими его центральное отверстие, и с поверхностью днища корпуса 1 образует камеру давления 28. Каждая из камер давления, а в частном случае выполнения, как показано на фиг.1, 7, 18, две камеры давления 27 и 28 соединены с резервуарами рабочей жидкости (не показаны) посредством соединителей 29, 30, установленных соответственно в отверстиях 31 и 32 корпуса 1. В частном случае выполнения, как показано на фиг.1, 7, 18 рабочая жидкость из резервуара, связанного с соединителем 29, сообщается с камерой 27 через каналы 33 и 34, канавку 35 и продольную выемку 36 в центральном отверстии корпуса 1, а рабочая жидкость из резервуара, связанного с соединителем 30, сообщается с камерой 28 через отверстие 37, канавку 38 и продольную выемку 39 в центральном отверстии корпуса 1.

По первому, второму и третьему вариантам главного гидравлического цилиндра, в другом частном случае его выполнения, в заявляемой конструкции может быть только один поршень и, как следствие, одна камера давления и один резервуар для рабочей жидкости (чертежах данный частный случай не показан).

По первому варианту главного гидравлического цилиндра, как показано на фиг.1, 2, 3, 10-12, 16, 17, на передней части 10 поршня 2 (и на передней части 10 поршня 3, как показано в частном случае на фиг.1, 2, 3, 10-12, 16, 17) установлен обод 40 со сквозными продольными пазами 41, причем наружный диаметр «D₁» обода 40 не превышает наружный диаметр «D₂» направляющей наружной части 42 поршня 2 (в частном случае и направляющей наружной части 42 поршня 3), вблизи переднего торца 43 которой находится задний торец 44 обода 40. В передней части 10 поршня 2 (и в передней части 10 поршня 3) под ободом 40 выполнено по меньшей мере одно сквозное поперечное отверстие 45 и по меньшей мере одна связанная с этим отверстием наружная кольцевая канавка 46, в частном случае, показанном на фиг.2, 3, выполнено два сквозных поперечных отверстия 45 и одна связанная с этим отверстием наружная кольцевая канавка 46. Сквозные продольные пазы 41 обода 40 образуют в нем продольные элементы 47 со скругленными продольными наружными краями 48, причем на концах продольных элементов 47 со стороны внутренних их поверхностей 49 выполнены выступающие фиксирующие элементы 50, располагающиеся в установленном состоянии обода 40 на поршне 2 (поршне 3) в фиксирующей канавки 51 поршня 2 (поршня 3).

По первому варианту главного гидравлического цилиндра сборка обода 40 с поршнем 2 (с поршнем 3) осуществляется за счет радиальной податливости продольных элементов 47 задней части обода 40, обеспечиваемой сквозными продольными пазами 41. Фиксация обода 40 на передней части 9 поршня 2 (на передней части 9 поршня 3) обеспечивается сопряжением выступающих фиксирующих элементов 50 продольных элементов 47 обода 40 с поверхностью фиксирующей канавки 51 поршня 2 (поршня 3).

По всем трем вариантам главного гидравлического цилиндра главный уплотнитель 21 (и уплотнитель 22) (см. фиг.4-6) имеет в радиальном направлении внутреннюю часть 52 с внутренней кромкой 53, наружную часть 54, контактирующую с дном канавки 19 (с дном канавки 20) корпуса 1, выполненной на образующей поверхности его центрального отверстия, и имеет соединяющую обе части базовую часть 55, образующую заднюю торцевую поверхность 56 главного уплотнителя 21 (главного уплотнителя 22).

По первому варианту главного гидравлического цилиндра главный уплотнитель 21 (уплотнитель 22) установлен в канавке 19 (в канавке 20) корпуса 1 с возможностью контакта при перемещении поршня 2 (при перемещении поршня 3) внутренней кромкой 53 своей внутренней части 52 с наружной поверхностью обода 40 поршня 2 (с наружной поверхностью обода 40 поршня 3) или с наружной поверхностью направляющей наружной части 42 поршня 2 (с наружной поверхностью направляющей наружной части 42 поршня 3), тогда как передняя торцевая поверхность 57 внутренней части 52 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) и задняя торцевая поверхность 56 базовой части 55 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) выполнены с буферными элементами 58 и 59, 60 (соответственно) в виде рельефов, представляющих собой тела вращения, оси «L» которых расположены продольно относительно оси «N» главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) (см. фиг.4, 5, 13, 14), а площади поперечных их сечений уменьшаются в направлении от их основания 61 к вершине 62 (см. фиг.13).

По первому варианту главного гидравлического цилиндра, в частном случае, обод 40 может быть изготовлен из металла (не показан), а в другом частном случае (как показано на фиг.1-3, 10-12, 16, 17) обод 40 изготовлен из полимерного материала.

По первому варианту главного гидравлического цилиндра, в частном случае, (см. на фиг.2, 3, 10, 11, 12) на наружной поверхности переднего конца наружной направляющей части 42 поршня 2 (поршня 3) главного гидравлического цилиндра выполнен конический участок «Е» с меньшим диаметром по переднему торцу 43 этой части 42, вблизи которого расположен задний торец 44 обода 40. Применение поршня 2 (поршня 3) с коническим участком на наружной поверхности его переднего конца наружной направляющей части 42 позволяет увеличить пропускную способность главного гидравлического цилиндра при исходном положении поршня 2 (поршня 3).

По всем трем вариантам главного гидравлического цилиндра, в частном случае (см. фиг.5), на задней торцевой поверхности 56 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) имеются две группы рельефов 59 и 60, одна из которых 59 находится вблизи наружного края задней торцевой поверхности 56 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22), а другая - вблизи внутреннего края задней торцевой поверхности 56 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22), причем на виде со стороны задней торцевой поверхности 56 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) радиусный луч «К» расположения каждого из рельефов 59 одной группы находится в промежутке между радиусными лучами «Р» двух рельефов 60 другой группы, в результате чего обеспечивается устойчивая опора главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) на стенку канавки 19 (на стенку канавки 20) корпуса 1.

По всем трем вариантам главного гидравлического цилиндра, в частном случае (см. фиг.6), главный уплотнитель 21 (уплотнитель 22) выполнен с защитным кольцом 63 из полимерного материала, твердость которого больше, чем твердость материала главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22), и который установлен в задней части внутренней поверхности 64 базовой части 55 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) с расположением своей задней торцевой поверхности 65 в плоскости расположения задней торцевой поверхности 56 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22). Применение защитного кольца 63 из полимерного материала более твердого, чем материал главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22), позволяет увеличить радиальный зазор «S» (см. фиг.10-15) между образующей поверхностью центрального отверстия корпуса 1 и наружной поверхностью направляющей наружной части 42 поршня 2 (наружной поверхностью направляющей наружной части 42 поршня 3) сзади уплотнителя 21 (уплотнителя 22) с соответствующим увеличением пропускной способности главного гидравлического цилиндра, исключив при этом риск экструзивного повреждения главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22), связанного с выдавливанием материала уплотнителя 21 (уплотнителя 22) в указанный зазор.

Работает главный гидравлический цилиндр по первому варианту следующим образом.

В исходном положении поршень 2 и поршень 3 под воздействием возвратных пружин 6 и 15 находятся в правом положении (по фиг.1), опираясь соответственно на опорные чашки 7, 11 и 16, 17, при этом максимальная длина пружин 6 и 15 в исходном положении ограничена опорными чашками 7, 11 и 16, 17 и тягами 14, 18 соответственно, внутренние кромки 53 внутренних частей 52 главных уплотнителей 21, 22 находятся в сопряжении с наружными поверхностями продольных элементов 47 соответствующих ободьев 40 и со скругленными продольными наружными краями 48 этих продольных элементов 47.

Рабочая жидкость из одного резервуара поступает через соединитель 29, отверстие 31 корпуса 1, канал 33 и 34 корпуса 1, канавку 35 в направляющей центрального отверстия корпуса 1, радиальный зазор «S» между образующей поверхностью центрального отверстия корпуса 1 и наружной поверхностью направляющей наружной части 42 поршня 2, сквозные продольные пазы 41 обода 40 поршня 2 и поперечные отверстия 45 поршня 2 в камеру 27 (см. фиг.1, 10).

Рабочая жидкость из другого резервуара поступает через соединитель 30, отверстие 32 корпуса 1, канал 37 корпуса 1, канавку 38 в направляющей центрального отверстия корпуса 1, радиальный зазор «S» между образующей поверхностью центрального отверстия корпуса 1 и наружной поверхностью направляющей наружной части 42 поршня 3, сквозные продольные пазы 41 обода 40 поршня 3 и поперечные отверстия 45 поршня 3 в камеру 28 (см. фиг.1,10).

При воздействии на днище 5 хвостовика 4 поршень 2 сдвигается влево (по фиг.1), при этом благодаря большему по величине усилию пружины 6, поршень 3 также сдвигается влево, сжимая пружину 15. Конические участки «Е» на наружных поверхностях передних концов наружных направляющих частей 42 поршня 2, 3 вступают в контакт с внутренними кромками 53 внутренних частей 52 главных уплотнителей 21 и 22 соответственно, разобщая камеры давления 27 и 28 с резервуарами рабочей жидкости, при этом тяги 14 и 18 свободно скользят в отверстиях опорных чашек 7, 11 и 16, 17 соответственно, не препятствуя их взаимному сближению при сжатии пружин 6 и 15. При дальнейшем рабочем воздействии на днище 5 хвостовика 4 поршни 2 и 3 смещаются влево (см. фиг.11), давление рабочей жидкости в камерах 27, 28 увеличивается, герметизация камер осуществляется пропорциональным поджатием давлением рабочей жидкости главных уплотнителей 21, 22 и разделительного уплотнителя 24, изготовленных из упругого и эластичного материала, например из резины.

Работа главных уплотнителей 21 и 22 в частном случае их выполнения с защитными кольцами 63 (см. фиг.6) показана на фиг.16, 17 (где показаны схемы работы главных уплотнителей 21 и 22 в частном случае их выполнения на примере по первому варианту заявляемого главного гидравлического цилиндра). Радиальные зазоры «S» между образующей поверхностью центрального отверстия корпуса 1 и наружными поверхностями направляющих наружных частей 42 поршней 2,3 и радиальные зазоры «R» между внутренними поверхностями защитных колец 63 и поршнями 2, 3 (а именно, в частном случае, поверхностями конических участков «Е» поршней 2, 3) увеличены для повышения пропускной способности главного гидравлического цилиндра (см. фиг.16). При возрастании давления рабочей жидкости в камерах 27, 28 с пропорциональным поджатием уплотнений 21, 22 (см. фиг.17) внутренние поверхности защитных колец 63 примыкают к наружным поверхностям направляющих наружных частей 42 поршней 2, 3, устраняя первоначальные зазоры «R», задняя торцевая поверхность 56 главных уплотнителей 21 и 22 и задние торцевые поверхности 65 защитных колец 63 примыкают к задним стенкам канавок 19, 20 корпуса 1 соответственно, при этом защитные кольца 63 полностью закрывают радиальные зазоры «S», предохраняя материал базовых частей 55 главных уплотнителей 21 и 22 от выдавливания в указанные зазоры «S» с дальнейшим повреждением этих уплотнителей в результате экструзивного износа.

Работа буферных элементов 59, 60, размещенных на задней торцевой поверхности 56 главных уплотнителей 21 и 22 в процессе возрастания давления рабочей жидкости показана на фиг.13, 14, 15. При отсутствии давления в рабочей камере 27 (или камере 28) пятно контакта «Д₁» буферного элемента 60 (а также буферного элемента 59, не показанного на фигурах 13, 14, 15) со стенкой канавки 19 (20) корпуса 1 невелико и существует зазор «а» между задней торцевой поверхностью 56 главного уплотнителя 21 (22) и стенкой канавки 19 (20) корпуса 1 (см. фиг.13). При некотором возрастании давления рабочей жидкости буферные элементы 60 (а также буферные элементы 59) подвергаются сжатию, пятно контакта «Д₂» буферного элемента 60 (а также буферного элемента 59) со стенкой канавки 19 (20) корпуса 1 увеличивается, а зазор «а» между главным уплотнителем 21 (22) и корпусом 1 уменьшается (см. фиг.14). Наконец, при дальнейшем возрастании давления пятно контакта буферного элемента 60 (а также буферного элемента 59) со стенкой канавки 19 (20) корпуса 1 достигает максимального значения «Д₃», при котором зазор между задней торцевой поверхностью 56 главного уплотнителя 21 (22) и стенкой канавки 19 (20) корпуса 1 отсутствует за счет сжатия буферных элементов 60 (а также буферных элементов 59) до уровня поверхности 56 главного уплотнения (см. фиг.15). При снижении давления до малых значений буферные элементы 60 (а также буферные элементы 59) за счет упругости материала главных уплотнителей 21 (22) восстанавливают свою форму, обеспечивая наличие зазора «а» между задней торцевой поверхностью 56 главного уплотнителя 21 (22) и стенкой канавки 19 (20) корпуса 1.

Прохождение рабочей жидкости через главные уплотнители 21 и 22 из резервуаров в камеры давления 27, 28 при смещенных в рабочее положение поршнях 2, 3, например, при совместной работе антиблокировочной системы тормозов и системы стабилизации, а также в процессе заполнения гидравлической системы рабочей жидкостью осуществляется через радиальные зазоры «S» (см. фиг.12) между поршнями 2, 3 и корпусом 1, зазоры «а» между задними торцевыми поверхностями 56 главных уплотнителей 21 (22) и задними стенками канавок 19 (20) корпуса 1, зазоры «б» между наружными частями 54 главных уплотнителей 21 (22) и доньями канавок 19 (20), образующиеся за счет смещения потоками рабочей жидкости наружных частей 54 главных уплотнителей 21 (22), имеющих меньшую радиальную жесткость, чем внутренние части 52, и зазоры «в» между передним торцевыми поверхностями 57 внутренних частей 52 главных уплотнителей 21 (22) и передними стенками канавок 19 (20) корпуса 1.

При снятии приводного усилия с поршня 2 пружины 6, 15 возвращают поршни 2, 3 в исходное положение, определяемое тягами 14 и 18, соединяющими опорные чашки 7, 11 пружины 6 и 16, 17 пружины 15 соответственно, при этом наружные поверхности продольных элементов 47 ободьев 40 и скругленные продольные наружные края 48 этих продольных элементов 47 возвращаются в состояние контакта с внутренними кромками 53 внутренних частей 52 главных уплотнителей 21 и 22 соответственно, восстанавливая таким образом сообщение камер давления 27, 28 с резервуарами рабочей жидкости.

Данное конструктивное решение заявляемого главного гидравлического цилиндра по первому варианту, а именно, выполнение поршня 2 (поршня 3) в передней части 10 с ободом 40, имеющим сквозные пазы 41, позволяет исключить контакт внутренней кромки 53 внутренней части 52 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) и механически обработанных кромок поперечных отверстий 45 металлического поршня 1, имеющийся у аналогов и в частности у прототипа, и заменить такой контакт в заявляемом решении на более благоприятное взаимодействие внутренней кромки 53 внутренней части 52 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) с наружной поверхностью и со скругленными продольными наружными краями 48 продольных элементов 47 обода 40, в частности как показано на фиг.1-3, 10-12, 15, 16, что снижает риск повреждения внутренней кромки 53 внутренней части 52 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22), этому еще больше способствует выполнение обода в частном случае из полимерного материала, что повышает надежность главного гидравлического цилиндра. Возможность оптимального подбора количества сквозных продольных пазов 41 обода 40 и их конфигурации, а также возможность увеличения размера поперечных отверстий 45 и канавки 46 в передней части 10 поршня 2 (поршня 3) позволяет существенно повысить пропускную способность поршня 2 (поршня 3), в отличие от аналогов и в частности от прототипа, у которых проходные сечения поршней ограничены малыми поперечными отверстиями. Кроме того, уменьшение количества поперечных отверстий 45 в поршне 2 (поршне 3), увеличение их размера, снижение требований к точности их расположения и отсутствие необходимости тщательной обработки кромок отверстий позволяет достигнуть дополнительный технический результат - упростить технологию изготовления поршня 2 (поршня 3).

Данное конструктивное решение заявляемого главного гидравлического цилиндра по первому варианту, а именно, выполнение передней торцевой поверхности 57 внутренней части 52 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) и задней торцевой поверхности 56 базовой части 55 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) с буферными элементами 58, 59, 60 в виде рельефов позволяет обеспечить более высокую, чем у аналогов, и в частности, чем у прототипа, пропускную способность главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) в режиме перетекания рабочей жидкости из резервуара в камеру давления 27 (в камеру давления 28) при смещенном из исходного положения поршне 2 (поршня 3) за счет обеспечения большего свободного пространства в зазоре между торцевыми поверхностями 57 и 56 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) и стенками канавки 19 (канавки 20) корпуса 1, а в режиме герметизации поршня 2 (поршня 3) при рабочем давлении жидкости базовая часть 55 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) благодаря сжатию буферных элементов 58, 59, 60 имеет существенно меньшие деформации материала, чем у аналогов, и в частности, чем у прототипа (имеющих торцевые пазы или площадки), что повышает надежность (и долговечность) главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22). Кроме того, введение однотипных буферных элементов 58, 59, 60 в виде рельефов круглого сечения позволяет достигнуть дополнительный технический результат - упростить форму и повысить технологичность производства главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22).

В итоге, за счет выполнения в заявляемом техническом решении конструкции главного гидравлического цилиндра по первому варианту поршней 2, 3 с ободьями 40, имеющим сквозные продольные пазы 41, и за счет выполнения главных уплотнителей 21 и 22 с буферными элементами 58, 59, 60 на передней 57 и задней 56 торцевых поверхностях, технический результат, направленный на повышение пропускной способности по меньшей мере одного поршня (в частности двух) и главного уплотнителя (в частности двух) этого поршня (поршней) главного гидравлического цилиндра с сопутствующим повышением надежности последнего в целом, в заявляемом техническом решении достигается.

Второй вариант

По второму варианту главного гидравлического цилиндра, как показано на фиг.7, 8, 9, поршень 2 (поршень 3, как показано в частном случае на фиг.7) изготовлен из полимерного материала, со стороны переднего торца 9 которого выполнены сквозные продольные пазы 66 с образованием продольных элементов 67, на концах которых образованы, посредством одной из торцевых образующих поверхностей 68 наружной кольцевой канавки 69 поршня 2 (поршня 3), фиксирующие выступы 70, по наружным образующим поверхностям 71 которых наружный диаметр «d₁» поршня 2 (поршня 3) не превышает наружный диаметр «d₂» его направляющей наружной части 72, выполненной в виде отдельной трубчатой цилиндрической детали и установленной в кольцевой канавке 69 поршня 2 (поршня 3). Продольные наружные края «Г» фиксирующих выступов 70 продольных элементов 67 в частном случае выполнены скругленными.

По второму варианту главного гидравлического цилиндра сборка выполненной в виде отдельной трубчатой цилиндрической детали направляющей наружной части 72 с поршнем 2 (с поршнем 3) осуществляется за счет радиальной податливости (удлиненных) продольных элементов 67 поршня 2 (поршня 3), обеспечиваемой сквозными продольными пазами 66 и упругими свойствами полимерного материала поршня 2 (поршня 3). Фиксация выполненной в виде отдельной трубчатой цилиндрической детали направляющей наружной части 72 на поршне 2 (поршне 3) осуществляется посредством торцевых образующих поверхностей 68 наружной кольцевой канавки 69 поршня 2 (поршня 3), одна из которых образует фиксирующие выступы 70 на концах продольных элементов 67 поршня 2 (поршня 3).

По второму варианту главного гидравлического цилиндра главный уплотнитель 21 (уплотнитель 22) установлен в канавке 19 (в канавке 20) корпуса 1 с возможностью контакта, при перемещении поршня 2 (при перемещении поршня 3), внутренней кромкой 53 своей внутренней части 52 с наружными образующими поверхностями 71 фиксирующих выступов 70 продольных элементов 67 поршня 2 (с наружными образующими поверхностями 71 фиксирующих выступов 70 продольных элементов 67 поршня 3) или с наружной поверхностью направляющей наружной части 72 поршня 2 (с наружной поверхностью направляющей наружной части 72 поршня 3), тогда как передняя торцевая поверхность 57 внутренней части 52 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) и задняя торцевая поверхность 56 базовой части 55 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) выполнены с буферными элементами 58 и 59, 60 (соответственно) в виде рельефов, представляющих собой тела вращения, оси «L» которых расположены продольно относительно оси «N» главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) (см. фиг.4, 5, 13, 14), а площади поперечных их сечений уменьшаются в направлении от их основания 61 к вершине 62. Герметичность между направляющей наружной части 72 поршня 2 (наружной части 72 поршня 3) и самим поршнем 2 (поршнем 3) в частности обеспечивается уплотнительным кольцом 73, установленным под направляющей наружной частью 72 поршня 2 в кольцевой бороздке 74, выполненной на основной образующей наружной кольцевой канавки 69 поршня 2 (поршня 3).

По второму варианту главного гидравлического цилиндра, в частном случае (как показано на фиг.7-9), направляющая наружная часть 72 поршня 2 (поршня 3, см. на фиг.7) выполненная в виде отдельной трубчатой цилиндрической детали, изготовлена из металла, а в другом частном случае (не показан) направляющая наружная часть 72 поршня 2 (поршня 3) может быть изготовлена из полимерного материала, имеющего большую твердость, чем материал самого поршня 2 (поршня 3), изготовленного из полимерного материала.

По второму варианту главного гидравлического цилиндра, в частном случае (как показано на фигуре 9), на наружной поверхности переднего конца наружной направляющей части 72 поршня 2 (поршня 3, см. на фиг.7) выполнен конический участок 75 с меньшим диаметром по переднему торцу этой части 72, вблизи которого расположены фиксирующие выступы 70 продольных элементов 67 поршня 2 (поршня 3).

Работает главный гидравлический цилиндр по второму варианту следующим образом.

В исходном положении поршень 2 и поршень 3 под воздействием возвратных пружин 6 и 15 находятся в правом положении (по фиг.7), опираясь, соответственно, на опорные чашки 7, 11 и 16, 17, при этом максимальная длина пружин 6 и 15 в исходном положении ограничена опорными чашками 7, 11 и 16, 17 и тягами 14, 18 соответственно, внутренние кромки 53 внутренних частей 52 главных уплотнителей 21, 22 находятся в сопряжении с наружными образующими поверхностями 71 фиксирующих выступов 70 продольных элементов 67 поршней 2, 3 и со скругленными продольными наружными краями «Г» фиксирующих выступов 70 этих продольных элементов 67 поршней 2,3.

Рабочая жидкость из одного резервуара поступает через соединитель 29, отверстие 31 корпуса 1, канал 33 и 34 корпуса 1, канавку 35 в направляющей центрального отверстия корпуса 1, радиальный зазор «S» (не показан, но он подобен зазору «S», показанному на фиг.10 для первого варианта) между образующей поверхностью центрального отверстия корпуса 1 и наружной поверхностью, выполненной в виде отдельной трубчатой цилиндрической детали, направляющей наружной части 72 поршня 2, сквозные продольные пазы 66 поршня 2 в камеру 27 (см. фиг.7-9).

Рабочая жидкость из другого резервуара поступает через соединитель 30, отверстие 32 корпуса 1, канал 37 корпуса 1, канавку 38 в направляющей центрального отверстия корпуса 1, радиальный зазор «S» (не показан, но он подобен зазору «S», показанному на фиг.10 для первого варианта) между образующей поверхностью центрального отверстия корпуса 1 и наружной поверхностью, выполненной в виде отдельной трубчатой цилиндрической детали, направляющей наружной части 72 поршня 3, сквозные продольные пазы 66 поршня 3 в камеру 28 (см. фиг.7-9).

При воздействии на днище 5 хвостовика 4 поршень 2 сдвигается влево (по фиг.7), при этом благодаря большему по величине усилию пружины 6 поршень 3 также сдвигается влево, сжимая пружину 15. Конические участки 75 на наружных поверхностях передних концов наружных направляющих частей 72 поршня 2, 3 вступают в контакт с внутренними кромками 53 внутренних частей 52 главных уплотнителей 21 и 22 соответственно, разобщая камеры давления 27 и 28 с резервуарами рабочей жидкости, при этом тяги 14 и 18 свободно скользят в отверстиях опорных чашек 7, 11 и 16, 17 соответственно, не препятствуя их взаимному сближению при сжатии пружин 6 и 15. При дальнейшем рабочем воздействии на днище 5 хвостовика 4 поршни 2 и 3 смещаются влево, давление рабочей жидкости в камерах 27, 28 увеличивается, герметизация камер осуществляется пропорциональным поджатием давлением рабочей жидкости главных уплотнителей 21, 22 и разделительного уплотнителя 24, изготовленных из упругого и эластичного материала, например из резины.

Работа буферных элементов 59, 60, размещенных на задней торцевой поверхности 56 главных уплотнителей 21 и 22, в процессе возрастания давления рабочей жидкости по второму варианту главного гидравлического цилиндра аналогична работе буферных элементов 59, 60, размещенных на задней торцевой поверхности 56 главных уплотнителей 21 и 22, в процессе возрастания давления рабочей жидкости по первому варианту главного гидравлического цилиндра, показанной на фиг.13, 14, 15.

Описание прохождения рабочей жидкости через главные уплотнители 21 и 22 из резервуаров в камеры давления 27, 28 при смещенных в рабочее положение поршнях 2, 3, например, при совместной работе антиблокировочной системы тормозов и системы стабилизации, а также в процессе заполнения гидравлической системы рабочей жидкостью по второму варианту главного гидравлического цилиндра аналогично описанию этого по первому варианту главного гидравлического цилиндра, показанному на фиг.12, с разницей лишь в том, что на фиг.12 показан поршень 2 (3) по первому варианту, в данном же втором варианте рабочая жидкость после прохождения зазоров «в» между передним торцевыми поверхностями 57 внутренних частей 52 главных уплотнителей 21 (22) и передними стенками канавок 19 (20) корпуса 1 поступает в продольные выемки 36 (39) и продольные пазы 66 поршней 2 (3) и далее в камеры давления 27 (28).

При снятии приводного усилия с поршня 2 пружины 6, 15 возвращают поршни 2, 3 в исходное положение, определяемое тягами 14 и 18, соединяющими опорные чашки 7, 11 пружины 6 и 16, 17 пружины 15 соответственно, при этом наружные образующие поверхности 71 фиксирующих выступов 70 продольных элементов 67 поршней 2, 3 и скругленные продольные наружные края «Г» фиксирующих выступов 70 этих продольных элементов 67 поршней 2, 3 возвращаются в состояние контакта с внутренними кромками 53 внутренних частей 52 главных уплотнителей 21 и 22 соответственно, восстанавливая таким образом сообщение камер давления 27, 28 с резервуарами рабочей жидкости.

Данное конструктивное решение заявляемого главного гидравлического цилиндра по второму варианту, а именно, выполнение поршня 2 (поршня 3) из полимерного материала, со сквозными продольными пазами 66, образующими продольные элементы 67, на концах которых образованы фиксирующие выступы 70, по наружным образующим поверхностям 71 которых наружный диаметр «d₁» поршня 2 (поршня 3) не превышает наружный диаметр «d₂» его направляющей наружной части 72, выполненной в виде отдельной трубчатой цилиндрической детали и установленной в кольцевой канавке 69 поршня 2 (поршня 3), позволяет, по сравнению с аналогами и прототипом (у которых имеет место контакт внутренней кромки уплотнителя и механически обработанных кромок поперечных отверстий металлического поршня), в заявляемом решении заменить такой контакт на более благоприятное взаимодействие внутренней кромки 53 внутренней части 52 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) с наружными образующими поверхностями 71 фиксирующих выступов 70 продольных элементов 67 поршня 2 (поршня 3) и со скругленными продольными наружными краями «Г» фиксирующих выступов 70 этих продольных элементов 67, в частности, как показано на фиг.7, что снижает риск повреждения внутренней кромки 53 внутренней части 52 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22), что повышает надежность главного гидравлического цилиндра. Возможность оптимального подбора количества сквозных продольных пазов 66 поршня 2 (поршня 3) и их конфигурации позволяет существенно повысить пропускную способность поршня 2 (поршня 3) в отличие от аналогов и в частности от прототипа, у которых проходные сечения поршней ограничены малыми поперечными отверстиями. Кроме того, изготовление поршней 2, 3 из полимерного материала позволяет достигнуть дополнительный технический результат - упростить технологию их изготовления.

Данное конструктивное решение заявляемого главного гидравлического цилиндра по второму варианту, а именно, выполнение передней торцевой поверхности 57 внутренней части 52 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) и задней торцевой поверхности 56 базовой части 55 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) с буферными элементами 58, 59, 60 в виде рельефов позволяет (как и в первом варианте) обеспечить более высокую, чем у аналогов, и в частности, чем у прототипа, пропускную способность главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) в режиме перетекания рабочей жидкости из резервуара в камеру давления 27 (в камеру давления 28) при смещенном из исходного положения поршне 2 (поршне 3) за счет обеспечения большего свободного пространства в зазоре между торцевыми поверхностями 57 и 56 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) и стенками канавки 19 (канавки 20) корпуса 1, а в режиме герметизации поршня 2 (поршня 3) при рабочем давлении жидкости базовая часть 55 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) благодаря сжатию буферных элементов 58, 59, 60 имеет существенно меньшие деформации материала, чем у аналогов, и в частности, чем у прототипа (имеющих торцевые пазы или площадки), что повышает надежность (и долговечность) главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22). Кроме того, введение однотипных буферных элементов 58, 59, 60 в виде рельефов круглого сечения позволяет достигнуть дополнительный технический результат - упростить форму и повысить технологичность производства главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22).

В итоге, за счет выполнения в заявляемом техническом решении конструкции главного гидравлического цилиндра по второму варианту поршней 2, 3 из полимерного материала, со сквозными продольными пазами 66, образующими продольные элементы 67, на концах которых образованы фиксирующие выступы 70, по наружным образующим поверхностям 71 которых наружный диаметр «d₁» поршня 2 (поршня 3) не превышает наружный диаметр «d₂» его направляющей наружной части 72, выполненной в виде отдельной трубчатой цилиндрической детали и установленной в кольцевой канавке 69 поршня 2 (поршня 3), и за счет выполнения главных уплотнителей 21 и 22 с буферными элементами 58, 59, 60 на передней 57 и задней 56 торцевых поверхностях, технический результат, направленный на повышение пропускной способности по меньшей одного поршня (в частности двух) и главного уплотнителя (в частности двух) этого поршня (поршней) главного гидравлического цилиндра с сопутствующим повышением надежности последнего в целом, в заявляемом техническом решении достигается.

Третий вариант

По третьему варианту главного гидравлического цилиндра, как показано на фиг.18, в передней части поршня 2 (поршня 3) со стороны его переднего торца 9 выполнены сквозные продольные пазы 76 с образованием продольных элементов 77.

По третьему варианту главного гидравлического цилиндра главный уплотнитель 21 (уплотнитель 22) установлен в канавке 19 (в канавке 20) корпуса 1 с возможностью контакта, при перемещении поршня 2 (при перемещении поршня 3), внутренней кромкой 53 своей внутренней части 52 с наружными поверхностями продольных элементов 77 поршня 2 (с наружными поверхностями продольных элементов 77 поршня 3) или с наружной поверхностью направляющей наружной части 78 поршня 2 (с наружной поверхностью направляющей наружной части 78 поршня 3), тогда как передняя торцевая поверхность 57 внутренней части 52 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) и задняя торцевая поверхность 56 базовой части 55 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) выполнены с буферными элементами 58 и 59, 60 (соответственно) в виде рельефов, представляющих собой тела вращения, оси «L» которых расположены продольно относительно оси «N» главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) (см. фиг.4, 5, 13, 14), а площади поперечных их сечений уменьшаются в направлении от их основания 61 к вершине 62.

По третьему варианту главного гидравлического цилиндра, в частном случае (не показан), поршень 2 (поршень 3) может быть изготовлен из металла, а в другом частном случае (как показано на фиг.18) поршень 2 (поршень 3) изготовлен из полимерного материала.

По третьему варианту главного гидравлического цилиндра, в частном случае (как показано на фиг.18) на наружной поверхности переднего конца наружной направляющей части 78 поршня 2 (поршня 3) выполнен конический участок 79 с меньшим диаметром по переднему торцу этой части 78, граничащему с передней частью поршня 2 (поршня 3), в которой выполнены продольные пазы 76.

Работает главный гидравлический цилиндр по третьему варианту следующим образом.

В исходном положении поршень 2 и поршень 3 под воздействием возвратных пружин 6 и 15 находятся в правом положении (по фиг.18), опираясь соответственно, на опорные чашки 7, 11 и 16, 17, при этом максимальная длина пружин 6 и 15 в исходном положении ограничена опорными чашками 7, 11 и 16, 17 и тягами 14, 18 соответственно, внутренние кромки 53 внутренних частей 52 главных уплотнителей 21, 22 находятся в сопряжении с наружными поверхностями продольных элементов 77 поршня 2 (поршня 3).

Рабочая жидкость из одного резервуара поступает через соединитель 29, отверстие 31 корпуса 1, канал 33 и 34 корпуса 1, канавку 35 в направляющей центрального отверстия корпуса 1, радиальный зазор «S» (не показан, но он подобен зазору «S», показанному на фиг.10 для первого варианта) между образующей поверхностью центрального отверстия корпуса 1 и наружной поверхностью направляющей наружной части 78 поршня 2, сквозные продольные пазы 76 поршня 2 в камеру 27 (см. фиг.18).

Рабочая жидкость из другого резервуара поступает через соединитель 30, отверстие 32 корпуса 1, канал 37 корпуса 1, канавку 38 в направляющей центрального отверстия корпуса 1, радиальный зазор «S» (не показан, но он подобен зазору «S», показанному на фиг.10 для первого варианта) между образующей поверхностью центрального отверстия корпуса 1 и наружной поверхностью направляющей наружной части 78 поршня 3, сквозные продольные пазы 76 поршня 3 в камеру 28 (см. фиг.18).

При воздействии на днище 5 хвостовика 4 поршень 2 сдвигается влево (по фиг.18), при этом благодаря большему по величине усилию пружины 6 поршень 3 также сдвигается влево, сжимая пружину 15. Конические участки 79 на наружных поверхностях передних концов наружных направляющих частей 78 поршня 2, 3 вступают в контакт с внутренними кромками 53 внутренних частей 52 главных уплотнителей 21 и 22 соответственно, разобщая камеры давления 27 и 28 с резервуарами рабочей жидкости, при этом тяги 14 и 18 свободно скользят в отверстиях опорных чашек 7, 11 и 16, 17 соответственно, не препятствуя их взаимному сближению при сжатии пружин 6 и 15. При дальнейшем рабочем воздействии на днище 5 хвостовика 4 поршни 2 и 3 смещаются влево, давление рабочей жидкости в камерах 27, 28 увеличивается, герметизация камер осуществляется пропорциональным поджатием давлением рабочей жидкости главных уплотнителей 21, 22 и разделительного уплотнителя 24, изготовленных из упругого и эластичного материала, например из резины.

Работа буферных элементов 59, 60, размещенных на задней торцевой поверхности 56 главных уплотнителей 21 и 22, в процессе возрастания давления рабочей жидкости по третьему варианту главного гидравлического цилиндра аналогична работе буферных элементов 59, 60, размещенных на задней торцевой поверхности 56 главных уплотнителей 21 и 22, в процессе возрастания давления рабочей жидкости по первому варианту главного гидравлического цилиндра, показанной на фиг.13, 14, 15.

Описание прохождения рабочей жидкости через главные уплотнители 21 и 22 из резервуаров в камеры давления 27, 28 при смещенных в рабочее положение поршнях 2, 3, например, при совместной работе антиблокировочной системы тормозов и системы стабилизации, а также в процессе заполнения гидравлической системы рабочей жидкостью по третьему варианту главного гидравлического цилиндра аналогично описанию этого по первому варианту главного гидравлического цилиндра, показанному на фиг.12, с разницей лишь в том, что на фиг.12 показан поршень 2 (3) по первому варианту, в данном же третьем варианте рабочая жидкость после прохождения зазоров «в» между передним торцевыми поверхностями 57 внутренних частей 52 главных уплотнителей 21 (22) и передними стенками канавок 19 (20) корпуса 1 поступает в продольные выемки 36 (39) и продольные пазы 76 поршней 2 (3) и далее в камеры давления 27 (28).

При снятии приводного усилия с поршня 2 пружины 6, 15 возвращают поршни 2, 3 в исходное положение, определяемое тягами 14 и 18, соединяющими опорные чашки 7, 11 пружины 6 и 16, 17 пружины 15 соответственно, при этом наружные образующие поверхности продольных элементов 77 поршня 2, 3 (и скругленные продольные наружные края продольных элементов 77, если они имеются в частном случае, на фиг.18 не показаны и в описании статики не описаны) возвращаются в состояние контакта с внутренними кромками 53 внутренних частей 52 главных уплотнителей 21 и 22 соответственно, восстанавливая таким образом сообщение камер давления 27,28 с резервуарами рабочей жидкости.

Данное конструктивное решение заявляемого главного гидравлического цилиндра по третьему варианту, а именно, выполнение в передней части поршня 2 (поршня 3) со стороны его переднего торца 9 сквозных продольных пазов 76 с образованием продольных элементов 77 позволяет, по сравнению с аналогами и прототипом (у которых имеет место контакт внутренней кромки уплотнителя и механически обработанных кромок поперечных отверстий металлического поршня), в заявляемом решении заменить такой контакт на более благоприятное взаимодействие внутренней кромки 53 внутренней части 52 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) с наружными поверхностями продольных элементов 77 поршня 2 (поршня 3), в частности как показано на фиг.7, что снижает риск повреждения внутренней кромки 53 внутренней части 52 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22), что повышает надежность главного гидравлического цилиндра. Возможность оптимального подбора количества сквозных продольных пазов 76 поршня 2 (поршня 3) и их конфигурации позволяет существенно повысить пропускную способность поршня 2 (поршня 3) в отличие от аналогов и в частности от прототипа, у которых проходные сечения поршней ограничены малыми поперечными отверстиями. Кроме того, изготовление поршней 2, 3 из полимерного материала позволяет достигнуть дополнительный технический результат - упростить технологию их изготовления.

Данное конструктивное решение заявляемого главного гидравлического цилиндра по третьему варианту, а именно, выполнение передней торцевой поверхности 57 внутренней части 52 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) и задней торцевой поверхности 56 базовой части 55 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) с буферными элементами 58, 59, 60 в виде рельефов позволяет (как и в первом варианте) обеспечить более высокую, чем у аналогов, и в частности, чем у прототипа, пропускную способность главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) в режиме перетекания рабочей жидкости из резервуара в камеру давления 27 (в камеру давления 28) при смещенном из исходного положения поршне 2 (поршне 3) за счет обеспечения большего свободного пространства в зазоре между торцевыми поверхностями 57 и 56 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) и стенками канавки 19 (канавки 20) корпуса 1, а в режиме герметизации поршня 2 (поршня 3) при рабочем давлении жидкости базовая часть 55 главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22) благодаря сжатию буферных элементов 58, 59, 60, имеет существенно меньшие деформации материала, чем у аналогов, и в частности, чем у прототипа (имеющих торцевые пазы или площадки), что повышает надежность (и долговечность) главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22). Кроме того, введение однотипных буферных элементов 58, 59, 60 в виде рельефов круглого сечения позволяет достигнуть дополнительный технический результат - упростить форму и повысить технологичность производства главного уплотнителя 21 (уплотнителя 22).

В итоге, за счет выполнения в заявляемом техническом решении конструкции главного гидравлического цилиндра по третьему варианту в передней части поршня 2 (поршня 3), со стороны его переднего торца 9, сквозных продольных пазов 76 с образованием продольных элементов 77 и за счет выполнения главных уплотнителей 21 и 22 с буферными элементами 58, 59, 60 на передней 57 и задней 56 торцевых поверхностях, технический результат, направленный на повышение пропускной способности по меньшей мере одного поршня (в частности двух) и главного уплотнителя (в частности двух) этого поршня (поршней) главного гидравлического цилиндра с сопутствующим повышением надежности последнего в целом, в заявляемом техническом решении достигается.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к главным гидравлическим цилиндрам гидравлических систем. В гидравлическом цилиндре по первому варианту на передней части поршня установлен обод со сквозными продольными пазами, причем наружный диаметр обода не превышает наружный диаметр направляющей наружной части поршня. В передней части поршня под ободом выполнено сквозное поперечное отверстие и связанная с этим отверстием наружная кольцевая канавка. Главный уплотнитель установлен в канавке корпуса с возможностью контакта при перемещении поршня внутренней кромкой своей внутренней части с наружной поверхностью обода или с наружной поверхностью направляющей наружной части поршня. В гидравлическом цилиндре по второму варианту поршень изготовлен из полимерного материала, со стороны переднего торца которого выполнены сквозные продольные пазы с образованием продольных элементов, на концах которых образованы посредством одной из торцевых образующих поверхностей наружной кольцевой канавки поршня фиксирующие выступы. Главный уплотнитель установлен в канавке корпуса с возможностью контакта при перемещении поршня внутренней кромкой своей внутренней части с наружными образующими поверхностями фиксирующих выступов продольных элементов поршня или с наружной поверхностью его направляющей наружной части. В гидравлическом цилиндре по третьему варианту в передней части поршня со стороны его переднего торца выполнены сквозные продольные пазы с образованием продольных элементов, а главный уплотнитель установлен в канавке корпуса с возможностью контакта при перемещении поршня внутренней кромкой своей внутренней части с наружными поверхностями продольных элементов поршня или с наружной поверхностью его направляющей наружной части. Достигается улучшение технических характеристик и повышение надежности главного гидравлического цилиндра. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Главный гидравлический цилиндр, содержащий корпус, по меньшей мере, один поршень с внутренней полостью со стороны переднего торца его передней части, установленный с возможностью скольжения своей направляющей наружной частью в центральном отверстии корпуса, по меньшей мере, один главный уплотнитель, имеющий в радиальном направлении внутреннюю часть, имеющую возможность контакта внутренней кромкой, по меньшей мере, с наружной поверхностью направляющей наружной части поршня, наружную часть, контактирующую с дном канавки корпуса, выполненной на образующей поверхности его центрального отверстия, и имеющий соединяющую обе части базовую часть, образующую заднюю торцевую поверхность главного уплотнителя, отличающийся тем, что на передней части поршня установлен обод со сквозными продольными пазами, причем наружный диаметр обода не превышает наружный диаметр направляющей наружной части поршня, вблизи переднего торца которой находится задний торец обода, к тому же в передней части поршня под ободом выполнено, по меньшей мере, одно сквозное поперечное отверстие и, по меньшей мере, одна связанная с этим отверстием наружная кольцевая канавка, а главный уплотнитель установлен в канавке корпуса с возможностью контакта при перемещении поршня внутренней кромкой своей внутренней части с наружной поверхностью обода или с наружной поверхностью направляющей наружной части поршня, тогда как передняя торцевая поверхность внутренней части главного уплотнителя и задняя торцевая поверхность базовой части главного уплотнителя выполнены с буферными элементами в виде рельефов, представляющих собой тела вращения, оси которых расположены продольно относительно оси главного уплотнителя, а площади поперечных их сечений уменьшаются в направлении от основания к вершине.

2. Главный гидравлический цилиндр по п.1, отличающийся тем, что обод изготовлен из металла.

3. Главный гидравлический цилиндр по п.1, отличающийся тем, что обод изготовлен из полимерного материала.

4. Главный гидравлический цилиндр по п.1, отличающийся тем, что на наружной поверхности переднего конца наружной направляющей части поршня выполнен конический участок с меньшим диаметром по переднему торцу этой части, вблизи которого расположен задний торец обода.

5. Главный гидравлический цилиндр по п.1, отличающийся тем, что на задней торцевой поверхности главного уплотнителя имеются две группы рельефов, одна из которых находится вблизи наружного края задней торцевой поверхности главного уплотнителя, а другая - вблизи внутреннего края задней торцевой поверхности главного уплотнителя, причем на виде со стороны задней торцевой поверхности главного уплотнителя радиусный луч расположения каждого из рельефов одной группы находится в промежутке между радиусными лучами двух рельефов другой группы.

6. Главный гидравлический цилиндр по п.1, отличающийся тем, что главный уплотнитель выполнен с защитным кольцом из полимерного материала, твердость которого больше, чем твердость материала главного уплотнителя, и который установлен в задней части внутренней поверхности базовой части главного уплотнителя с расположением своей задней торцевой поверхности в плоскости расположения задней торцевой поверхности главного уплотнителя.

7. Главный гидравлический цилиндр, содержащий корпус, по меньшей мере, один поршень с внутренней полостью со стороны переднего торца его передней части, установленный с возможностью скольжения своей направляющей наружной частью в центральном отверстии корпуса, по меньшей мере, один главный уплотнитель, имеющий в радиальном направлении внутреннюю часть, имеющую возможность контакта внутренней кромкой, по меньшей мере, с наружной поверхностью направляющей наружной части поршня, наружную часть, контактирующую с дном канавки корпуса, выполненной на образующей поверхности его центрального отверстия, и имеющий соединяющую обе части базовую часть, образующую заднюю торцевую поверхность главного уплотнителя, отличающийся тем, что поршень изготовлен из полимерного материала, со стороны переднего торца которого выполнены сквозные продольные пазы с образованием продольных элементов, на концах которых образованы посредством одной из торцевых образующих поверхностей наружной кольцевой канавки поршня фиксирующие выступы, по наружным образующим поверхностям которых наружный диаметр поршня не превышает наружный диаметр его направляющей наружной части, выполненной в виде отдельной трубчатой цилиндрической детали и установленной в кольцевой канавке поршня, а главный уплотнитель установлен в канавке корпуса с возможностью контакта при перемещении поршня внутренней кромкой своей внутренней части с наружными образующими поверхностями фиксирующих выступов продольных элементов поршня или с наружной поверхностью его направляющей наружной части, передняя торцевая поверхность внутренней части главного уплотнителя и задняя торцевая поверхность базовой части главного уплотнителя выполнены с буферными элементами в виде рельефов, представляющих собой тела вращения, оси которых расположены продольно относительно оси главного уплотнителя, а площади поперечных их сечений уменьшаются в направлении от основания к вершине.

8. Главный гидравлический цилиндр по п.7, отличающийся тем, что направляющая наружная часть поршня, выполненная в виде отдельной трубчатой цилиндрической детали, изготовлена из металла.

9. Главный гидравлический цилиндр по п.7, отличающийся тем, что направляющая наружная часть поршня, выполненная в виде отдельной трубчатой цилиндрической детали, изготовлена из полимерного материала, имеющего большую твердость, чем материал самого поршня, изготовленного из полимерного материала.

10. Главный гидравлический цилиндр по любому из пп.7-9, отличающийся тем, что на наружной поверхности переднего конца наружной направляющей части поршня выполнен конический участок с меньшим диаметром по переднему торцу этой части, вблизи которого расположены фиксирующие выступы.

11. Главный гидравлический цилиндр по п.7, отличающийся тем, что на задней торцевой поверхности главного уплотнителя имеются две группы рельефов, одна из которых находится вблизи наружного края задней торцевой поверхности главного уплотнителя, а другая - вблизи внутреннего края задней торцевой поверхности главного уплотнителя, причем на виде со стороны задней торцевой поверхности главного уплотнителя радиусный луч расположения каждого из рельефов одной группы находится в промежутке между радиусными лучами двух рельефов другой группы.

12. Главный гидравлический цилиндр по п.7, отличающийся тем, что главный уплотнитель выполнен с защитным кольцом из полимерного материала, твердость которого больше, чем твердость материала главного уплотнителя, и который установлен в задней части внутренней поверхности базовой части главного уплотнителя с расположением своей задней торцевой поверхности в плоскости расположения задней торцевой поверхности главного уплотнителя.

13. Главный гидравлический цилиндр, содержащий корпус, по меньшей мере, один поршень с внутренней полостью со стороны переднего торца его передней части, установленный с возможностью скольжения своей направляющей наружной частью в центральном отверстии корпуса, по меньшей мере, один главный уплотнитель, имеющий в радиальном направлении внутреннюю часть, имеющую возможность контакта внутренней кромкой, по меньшей мере, с наружной поверхностью направляющей наружной части поршня, наружную часть, контактирующую с дном канавки корпуса, выполненной на образующей поверхности его центрального отверстия, и имеющий соединяющую обе части базовую часть, образующую заднюю торцевую поверхность главного уплотнителя, отличающийся тем, что в передней части поршня со стороны его переднего торца выполнены сквозные продольные пазы с образованием продольных элементов, а главный уплотнитель установлен в канавке корпуса с возможностью контакта при перемещении поршня внутренней кромкой своей внутренней части с наружными поверхностями продольных элементов поршня или с наружной поверхностью его направляющей наружной части, передняя торцевая поверхность внутренней части главного уплотнителя и задняя торцевая поверхность базовой части главного уплотнителя выполнены с буферными элементами в виде рельефов, представляющих собой тела вращения, оси которых расположены продольно относительно оси главного уплотнителя, а площади поперечных их сечений уменьшаются в направлении от основания к вершине.

14. Главный гидравлический цилиндр по п.13, отличающийся тем, что поршень изготовлен из металла.

15. Главный гидравлический цилиндр по п.13, отличающийся тем, что поршень изготовлен из полимерного материала.

16. Главный гидравлический цилиндр по п.13, отличающийся тем, что на наружной поверхности переднего конца наружной направляющей части поршня выполнен конический участок с меньшим диаметром по переднему торцу этой части, граничащему с передней частью поршня, в которой выполнены продольные пазы.

17. Главный гидравлический цилиндр по п.13, отличающийся тем, что на задней торцевой поверхности главного уплотнителя имеются две группы рельефов, одна из которых находится вблизи наружного края задней торцевой поверхности главного уплотнителя, а другая - вблизи внутреннего края задней торцевой поверхности главного уплотнителя, причем на виде со стороны задней торцевой поверхности главного уплотнителя радиусный луч расположения каждого из рельефов одной группы находится в промежутке между радиусными лучами двух рельефов другой группы.

18. Главный гидравлический цилиндр по п.13, отличающийся тем, что главный уплотнитель выполнен с защитным кольцом из полимерного материала, твердость которого больше, чем твердость материала главного уплотнителя, и который установлен в задней части внутренней поверхности базовой части главного уплотнителя с расположением своей задней торцевой поверхности в плоскости расположения задней торцевой поверхности главного уплотнителя.