Гидроцилиндр Советский патент 1980 года по МПК F15B15/26 

Изобретение относится к области машиностроительной гидравлики, а именно к устройствам для блокировки поршней гидроцилиндров. Известен гидроцилиндр, содержащий гильзу, закрытую с торцов крышками, снабженными каналами подвода и отвода рабочей среды, основной.поршень со штоком, помещенные в гильзу, два блокировочных звена устройства, запирающего основной поршень, вспомогательный цилиндр с поршнем управления одним из блокировочных звеньев 1 . Такой гидроцилиндр является наиболее близким к описываемому по технической сущности. Однако для последовательной подачи рабочей среды в полости основного и вспомогатель ного цилиндров необходимо дополнительное уст ройство, усложняющее управление гидроцилинд ром. Цель изобретения - упрощение управления пщроцилтздро м. Это достигается тем, что гидрощшиндр снаб жен дополнительным вспомогательным п шиндром с поршнем, шток выполнен полым для размещения последнею, одна из полостей упомянутого цилиндра соединена каналом со штоковой полостью, а другая - с поршневой полостью гидроцилиндра, при этом одна из полостей вспомогательного цилиндра управления блокировочным звеном связана каналами со штоковой полостью гидроцилиндра, а другая - с каналом подвода и отвода рабочей среды от крышки гидроцилиндра. На фиг. 1 изображен гидрО1Щлнндр с основным поршнем в полностью отведенном назад положении, когда блокировочное устройство отсоединено от штока, продольный разрез; на фиг. 2 - гидроцилиндр с основньп д поршнем в рабочем положении, когда блокировочное устройство находится в зацеплении, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фш. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - золотниковый клапан в момент, следующий за поворотом блокировочного кольца, отпирающего основной поршень; на фиг. 6 - один нз контактирующих зубьев штока и один зуб блокировочного кольца.

находящихся в зацеплении (показано положение ау&ев для зажимаемой детали большого размерра:); разрез; на фиг. 7 - то же, для зажимаемой flctaira меньшего размера.

Гидроциливдр содержит гильзу 1 с крышкой 2 и фланцем 3, которые соединены между собой шпильками 4. К фланцу 3 с помощью шпилек 5 прикреплена Kfa iuiKa 6. В гильзе 1 перемещается основной поршень 7, жестко закрепленный на штоке 8. Сквозь поршень 7 параллельно

штоку 8 проходит стержень 9, закрепленный своими концами в крышке 2 и фланце 3. Стержень 9 не включается в конструкцию, если перемещаемая и зажимаемая гидроцилиндром деталь, с которой жестко соединен шток 8, пере двигается по каким-либо направляющим, предохраняющим ее от поворота, относительно оси гидроцилиндра. На некотором расстоянии от основното поршня 7 на штоке 8 прорезаны зубья 10, торцовые поверхности которых, обращенные к поршню 7 выполнены по винтовой линии с самотормозящим углом наклона. Зубья 10 являются первым блокировочным звеном. В штоке 8 выполнено отверстие 11, образующее дополнительный вспомогательный цилиндр. В последний входит поршень 12, причем цилиндр 11 соединен каналом 13 со штоковой полостью 14, а отверстием 15 - с поршневой полостью 16. Перемещение поршня 12 ограничено торцом дополнительного вспомогательного цилиндра 11с одной стороны и упором 17 с другой. .

Во внутренней выемке крышки 6 шпильками 5 закреплено кольцо 18 с вырезом 19 (фиг. 3). Во внутренней поверхности кольца 18 с , достаточным для вращения, вставлено второе блокировочное звено - блокировочное кольцо 20, имеющее впадины, соответствующие по форме зубьям lOv причем торцовые поверхности выступов,так же как и на зубьях 10, выполнены по винтовой линии с таким же самотормозящим углом наклона.

Если нет необходимости в плотном соединении блокировочных звеньев, торцовые поверхности как зубьев 10, так и выступов на блокировочном кольце 20, могут выполнены прямолинейными. К блокировочному кольцу 20 со стороны его наружного диаметра крепится штифтом 21 лопасть 22, которая представляет собой поршень вспомогательного цилиндра управления одним из блокировочных звеньев, а вырез 19 образует рабочие полости зтого цилиндра, причем одна его полость соединена каналом 23 с каналом 24 подвода (отвода), а другая - каналом 25 (фиг. 2) со штоковой полостью 14 гидроциляндра. Канал 25 имеет Г-образную форму и вьшолнен во фланце 3.

Канал 24 соединен со штоковой полостью 14 гидроцилиндра так, что при подходе основного поршня 7 к своему крайнему рабочему положению, один из зубьев 10 своей наружной поверхностью, выполненной по дуге окружности, перекрывает его на некоторую величину а (фиг. 5) с зазором б. К поршневой полости 16 жидкость подводится по каналу 26 подвода (отвода). В крышку 6 встроен золотниковый клапан 27, упирающийся торцами с одной стороны в пробку 28, а с другой - в блокировочное кольцо 20. При повороте блокировочного кольца 20 клапан 27 входит в поперечное отверстие 29. Возврат клапана на свое место осуществляется его пружиной. Для фиксации блокировочного кольца 20 в открытом положении в крышку 6 встроен шариковый фиксатор 30.

Гидроцилиндр работает следующим образом.

При подаче жидкости в канал 26 штоковая полость 14 каналом 24 соединяется со сливом. Основной поршень 7 начинает свое движение после перемещейия поршня 12 до торца дополнительного вспомогательного цилиндра (И), так как последний не находится под действием внешней силы, а его левая рабочая полость соединена со штоковой полостью 14 гидроципиндра, т.е. со сливом. В дальнейшем основной поршень 7 работает как одно целое со вспомогательным поршнем 12 дополнительного вспомогательного цилиндра. Блокировочное кольцо 20 в зтот момент находится в равновесии, так как на обе стороны лопасти 22 действует одно и то же давепение слива. От случайного поворота блокировочное кольцо 20 зафиксировано шариковым фиксатором 30. Вблизи крайнего рабочего положения основного поршня 7 зубья 10 входят в пазы блокировочного кольца 20 и проскальзывают по ним. Выходя из паза, оди из зубьев 10 своей наружной поверхностью перекрывает канал 24. Давление жидкости в штоковой полости 14 повышается, в то время как в канале 24 давление практически остается тем же.

Одновременно возникает перепад давления fla лопасти 22, т. е. вспомогательного цилиндра управления одним из блокировочных звеньев, в результате чего блокировочное кольцо 20 стремится повернуться, передавая крутящий момент на шток 8, который в этот момент зафиксирован от поворота стержнем 9 или, в случае отсутствия последнего, направляющими, по которым перемещается зажимаемая деталь. Когда подводящий сливной канал 24 перекрывается полностью, движение основного поршня 7 происходит за счет вытеснения жидкости из штоковой полости 14 по каналу 13, через полости дополнительного вспомогательного цилиндра Ни отверстие 15. Под давлением вытесняемой жидкости поршень 12 перемещается вправо (фиг. 1 и 2). Уменьшение усилия, развиваемогов этот момент основным поршнем 7 (используется для его торможения. Торможения

(ЛОЖНО добиться также изменением диаметра канала 13 или отверстия 15.

При выходе зубьев 10 из пазов блокировочного кольца 20, последнее поворачивается, блокируя основной поршень 7, С левой стороны лопасти 22 жидкость поступает по каналу .25 из иггоковой полости 14 гидроцилиндра, откуда она вытесняется за счет перемещения поршня 12, а также за счет перемещения основного поршня 7 на величину, зависящую от угла

подъема виитовых контактирующих поверхностей блокировочных звеньев и угла поворота блокировочного КОЛЫ13 20, который зависит от размера зажимаемой детали. Усилие, развиваемо в 3tOT момент гидроцилиндром, дополняется действием клина. После полного поворота блокировочного кольца 20 остаток жидкости, который еще может вытесниться из штоковой полости 14 поршнем 12, перетекает через зазор б и остальные ходовые зазоры в канал 24 подвода (отвода). Если торцовые контактирующие поверхности зубьев 10 и выступов блокировочного кольца 20 выполнены прямолинейными, подача жидкости в полость слева от лопасти 22 осуществляется только поршнем 12. Для обратного перемещения основного порцшя 7 канал 26 соединяется со сливом, а жидкость подается в канал 24, следовательно, с левой стороны лопасти 22. Блокировочное кольцо 20, поворачиваясь, вытесняет жидкость в иггоксвую полость 14, при зтом порщень 12 перемещается вправо.

По окончании поворота блокировочного кольца 20 поперечное отверстие 29 совмещается с отверстием золотникового клапана 27, который под действием давления жидкости входит в поперечное отверстие 29 и пропускает жидЛ 1327 3

X в S П а

кость в щтоковую полость 14 гидроцилиндра, основной порщень 7 которого начинает перемещаться. Блокировочное кольцо 20фиксируется в зтом положении щариковым фиксатором 30. Золотниковый клапан 27 возвращается на свое место под действием пружины после того, как откроется канал 24. При этом основной порщень 7 перемещается в правое крайнее положение.

Формула изобретени я

Гидроцилиндр, содержащий гильзу, закрытую со стороны торцов крышками, снабженными каналами подвода и отвода рабочей среды, основной поршень со штоком, помещенные в гильзу, два блокировочных звена устройства, запирающего основной псрщещ., вспомогательный цилиндр с псфщнем управления одним из блокировочных звеньев,отличающийся тем, что, с целью упрощения управления, падроцилиндр снабжен дополнительным вспомгательным цилиндром с поршнем, щток выполнен полым для размещения последнего, одна из полостей упомянутого цилиндра соединена каналом со штоковой полостью, а другая - с поршневой полостью гидродшгандра, при этом одна из полостей вспомогательного цилиндра управления блокировочным звеном; связана каналом со штоковой полостью гидроцилиндра, а другая - с каналом подвода и отвода рабочей среды от крышки гидрощшиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 2116580, кл. F 15 В 15/26 1969.

Я « 7 7 t 29 Л 7733 1 гу 7 / ;у71 А-/-/- 17 19 2Q

20

фиг. 6

8 W