Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
POWER ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/180016
Kind Code:
A1
Abstract:
The proposed invention, more specifically a power element, makes it possible to eliminate regions of limited chamber elasticity and thus provides for additional extension of a chamber in both a longitudinal and a transverse direction by virtue of the straightening of pleats. The technical result is achieved in the proposed invention by the creation of a power element in which, according to the invention, pleats (2) of each tubular elastic chamber (1) are configured in the form of a spiral, wherein the maximum distance between pistons (7 and 8) of the power element is greater than the maximum distance between its trapezoidal feathers (10).

Inventors:
LEBEDEV URIY ALFREDOVICH (RU)
MAKSIMOV SERGEY ALEKSANDROVICH (RU)
Application Number:
PCT/RU2016/000536
Publication Date:
October 19, 2017
Filing Date:
August 12, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
LEBEDEV URIY ALFREDOVICH (RU)
MAKSIMOV SERGEY ALEKSANDROVICH (RU)
International Classes:
B66F3/24; B66F3/43; E21C37/10
Foreign References:
RU157048U12015-11-20
SU623959A11978-09-15
RU154557U12015-08-27
US4798008A1989-01-17
Attorney, Agent or Firm:
SHIROKOVA, Tatyana Konstantinovna (RU)
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения.

1. Силовой элемент, содержащий разъемный вдоль своей продольной оси корпус, трубчатые эластичные камеры (1) с гофрами (2), установленные внутри корпуса вдоль его продольной оси, передающие усилие на разъемные части корпуса распирающие вставки трапецеидального сечения (3), опирающиеся на трубчатые эластичные камеры (1), прилегающие боковыми гранями к поперечным скосам на внутренних поверхностях разъемных частей корпуса, расположенные в торцах корпуса герметизирующие обоймы (4), штуцеры подвода рабочего агента (6) и отвода (5) воздуха из эластичных камер (1), причем в нижней части (нижний пуансон) (7) разъемного корпуса перпендикулярно плоскости разъема корпуса установлены направляющие стойки (9), а верхняя часть (верхний пуансон) (8) корпуса снабжена торцевыми выступами со скосами на внутренних поверхностях и расположенными между направляющими стойками, при этом герметизирующие обоймы (4) размещены между направляющими стойками (9) с возможностью продольного перемещения по скосам разъемного корпуса, а герметизирующие обоймы (4), установленные во второй торцевой части корпуса выполнены в виде торцевых трапециевидных вставок (10), контактирующих с имеющими гофры противоположными торцами эластичных камер, а гофры центральной части эластичных камер имеют контакт распирающими вставками, отличающийся тем, что гофры (2) каждой трубчатой эластичной камеры (1) выполнены в виде спирали, при этом максимальное расстояние между пуансонами (7 и 8) силового элемента больше максимального расстояния между его трапециевидными вставками (10).

2. Силовой элемент по п.1, отличающийся тем, что штуцеры подвода рабочего агента (6) и отвода (5) воздуха из эластичных камер (1) установлены, в одной из герметизирующих обойм (4).

3. Силовой элемент по п.1, отличающийся тем, что штуцеры (6) подвода рабочего агента и отвода (5) воздуха из эластичных камер установлены, в разных герметизирующих обоймах (4), установленных с противоположных сторон в корпусе.

Description:
Силовой элемент.

Область техники.

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве домкратов или силового оборудования гидравлических прессов и других устройств для создания рабочего усилия.

Предшествующий уровень техники.

Известен силовой элемент, включающий разъемный вдоль своей продольной оси корпус (состоящий из двух пуансонов), трубчатую эластичную камеру, установленную коаксиально внутри корпуса, распирающие вставки трапецеидального сечения, обращенные наибольшей стороной основания трапеции к эластичной камере и прилегающие боковыми гранями к поперечным скосам на внутренних поверхностях разъемных частей корпуса, размещенные между разъемными частями корпуса в герметизирующие обоймы в которых размещены концы эластичной камеры с закрепленные на концах эластичной камеры штуцеры утолщением на конце, предназначенными для подвода рабочего агента в эластичную камеру и отвода из нее воздуха, (SU, авт.св. JY« 1240121, Е21С 37/06, 984).

Недостатками известного решения являются:

- необходимость изготовления дополнительных ложементов, обеспечивающих передачу усилия силового элемента на плиту пресса без значительных концентраций напряжений;

- возможные перекосы его подвижных частей, приводящие к неравномерности передачи усилия на подвижную плиту пресса, заклиниванию и разрыву эластичной камеры;

- изготовление разъемных частей корпуса связано со значительным количеством различных технологических операций по выполнению элементов, обеспечивающих надежное соединение эластичной трубчатой камеры с подводящими штуцерами.

Известен многокамерный силовой элемент, содержащий разъемный вдоль своей продольной оси корпус, по крайней мере, одну трубчатую эластичную камеру, установленную внутри корпуса вдоль его продольной оси, по- крайней мере, две распирающие вставки трапецеидального сечения, которые своей большей стороной опираются на трубчатые эластичные камеры, прилегающие боковыми гранями к поперечным скосам на внутренних поверхностях разъемных частей корпуса, герметизирующие обоймы со штуцерами подвода рабочего агента и отвода воздуха из камеры, и в их торцевых кольцевых полостях размещены кольцевые упругие уплотнители и шайбы, через которые пропущены торцевые части эластичных камер, боковые направляющие щеки, контактирующие с внешней боковой поверхностью разъемных частей корпуса и имеющие на внутренних поверхностях поперечные выступы, которые размещены в проточках на внешних боковых поверхностях корпуса, при этом шайбы установлены в этих полостях с возможностью выдвижения в зазор между торцами герметизирующих обойм и торцами разъемных частей корпуса под воздействием упругих уплотнителей( патент РФ JY° 1 14677 B66F 3/24, 201 1)

Недостатками известной конструкции являются:

- ограниченное давление в эластичных камерах и, как следствие, рабочее усилие пуансонов силового элемента.

Это происходит потому что, во-первых, значительное давление на внутренние торцы герметизирующих обойм не используют для создания полезного усилия, а во-вторых, ограничивают рабочее давление из-за необходимости удерживать щеки, в которых закреплены обоймы от пластических деформаций, а также компенсировать их продольные упругие деформации, усложняя конструкцию герметизирующих обойм.

- ограниченный рабочий ход пуансонов обусловлен резким снижением долговечности стандартных трубчатых эластичных камер, в том случае, если их растяжение превышает 400%.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является силовой элемент, содержащий разъемный вдоль своей продольной оси корпус, трубчатые эластичные камеры с гофрами, установленные внутри корпуса вдоль его продольной оси, передающие усилие на разъемные части корпуса распирающие вставки трапецеидального сечения, опирающиеся на трубчатые эластичные камеры, прилегающие боковыми гранями к поперечным скосам на внутренних поверхностях разъемных частей корпуса, расположенные в торцах корпуса герметизирующие обоймы, штуцеры подвода рабочего агента и отвода воздуха из эластичных камер, причем в нижней части разъемного корпуса перпендикулярно плоскости разъема корпуса установлены направляющие стойки, а верхняя часть корпуса снабжена торцевыми выступами со скосами на внутренних поверхностях и расположенными между направляющими стойками, причем скосы торцевых выступов контактируют с ответными скосами, выполненными на внешних поверхностях герметизирующих обойм, которые размещены между направляющими стойками с возможностью продольного перемещения по скосам разъемного корпуса, а герметизирующие обоймы, установленные во второй торцевой части корпуса выполнены в виде торцевых трапециевидных вставок, контактирующих с имеющими гофры противоположными торцами эластичных камер, а гофры центральной части эластичных камер имеют контакт распирающими вставками (см. патент РФ 54557, по кл. Е21С37/10 ,2014г) Основным недостатком известной конструкции является конструктивное решение гофрированной эластичной камеры, в которой стыки между продольными и поперечными гофрами имеют ограниченную эластичность, так как эти стыки и в продольном, и в поперечном направлениях не имеют гофр. Фактически долговечность (работоспособность) камеры ограничена стыками и лишь незначительно может быть увеличена за счет гофрированной части камеры.

Раскрытие сущности изобретения.

Техническим результатом, решаемым предлагаемым изобретением, является создание силового элемента, позволяющего исключить зоны ограниченной эластичности и тем самым обеспечивающим дополнительное растяжение камеры, как в продольном, так и в поперечном направлении за счет «расправления» гофр.

Технический результат в предлагаемом изобретение достигают созданием силового элемента, содержащего разъемный вдоль своей продольной оси корпус, трубчатые эластичные камеры с гофрами, установленные внутри корпуса вдоль его продольной оси, передающие усилие на разъемные части корпуса распирающие вставки трапецеидального сечения, опирающиеся на трубчатые эластичные камеры, прилегающие боковыми гранями к поперечным скосам на внутренних поверхностях разъемных частей корпуса, расположенные в торцах корпуса герметизирующие обоймы, штуцеры подвода рабочего агента и отвода воздуха из эластичных камер, причем в нижней части (нижний пуансон) разъемного корпуса перпендикулярно плоскости разъема корпуса установлены направляющие стойки, а верхняя часть (верхний пуансон) корпуса снабжена торцевыми выступами со скосами на внутренних поверхностях и расположенными между направляющими стойками, при этом герметизирующие обоймы размещены между направляющими стойками с возможностью продольного перемещения по скосам разъемного корпуса, а герметизирующие обоймы, установленные во второй торцевой части корпуса выполнены в виде торцевых трапециевидных вставок, контактирующих с имеющими гофры противоположными торцами эластичных камер, а гофры центральной части эластичных камер имеют контакт распирающими вставками, в котором, согласно изобретению, гофры каждой трубчатой эластичной камеры выполнены в виде спирали, при этом максимальное расстояние между пуансонами силового элемента больше максимального расстояния между его трапециевидными вставками.

Спиральное расположение гофр эластичной камеры в предлагаемом изобретение позволяет исключить зоны ограниченной эластичности и обеспечить дополнительное растяжение камеры, как в продольном, так и в поперечном направлении за счет «расправления» гофр, то есть без использования эластичности материала камеры.

Предварительное сжатие камеры между трапециевидными вставками, например, за счет возвратных пружин силового элемента позволяет компенсировать опережающее растяжение камеры вдоль плоскости симметрии вставок.

Установка штуцеров подвода рабочего агента и отвода воздуха из эластичных камер в одной из герметизирующих обойм позволяет облегчить обслуживание силовых элементов (вытеснение воздуха и заполнение рабочим агентом), а также упростить защиту штуцеров от повреждения, так как доступ к ним осуществляют с одной стороны.

Установка штуцеров подвода рабочего агента и отвода воздуха из эластичных камер в разных герметизирующих обоймах, установленных с противоположных сторон в корпусе необходима в том случае, если габариты силового элемента, например поперечное сечение, не позволяют разместить оба штуцера с одной стороны силового элемента или в случае необходимости последовательного соединения силовых элементов в гирлянды, например для их размещения в трубах.

Раскрытие графических материалов.

Сущность предлагаемого силового элемента поясняется нижеследующим описанием и чертежами, где:

На фиг. 1 представлен продольный разрез силового элемента, в котором штуцеры подвода рабочего агента и отвода воздуха из эластичных камер установлены, в одной из герметизирующих обойм;

На фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1 ;

На фиг. 3 представлен продольный разрез силового элемента, в котором штуцеры подвода рабочего агента и отвода воздуха из эластичных камер установлены, в разных герметизирующих обоймах, установленных с противоположных сторон в корпусе;

На фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Лучший вариант исполнения предлагаемого силового элемента. Силовой элемент содержит разъемный вдоль своей продольной оси корпус (пуансоны), трубчатые эластичные камеры 1 с гофрами 2. установленные внутри корпуса в плоскости его разъема, распирающие вставки 3 трапецеидального сечения, которые большей стороной опираются на трубчатые эластичные камеры 1 , расположенные в торцах корпуса герметизирующие обоймы 4, штуцеры отвода воздуха 5 из эластичных камер 1 и подвода рабочего агента 6

В зависимости от технологических задач, предъявляемых к предлагаемой конструкции, штуцеры подвода рабочего агента 6 и отвода воздуха 5 из эластичных камер 1 могут быть установлены в одной из герметизирующих обойм (4) или в разных герметизирующих обоймах 4, установленных с противоположных сторон в корпусе . Герметизирующие обоймы 4, установленные во второй торцевой части корпуса выполнены в виде торцевых трапециевидных вставок.

Гофры 2 трубчатых эластичных камер выполнены в виде спирали, при этом максимальное расстояние между пуансонами больше максимального расстояния между трапециевидными вставками.

Угол наклона витков спирали выбирают экспериментально в зависимости от того, насколько ход трапециевидных вставок опережает ход пуансонов, например, если рабочий ход пуансонов и вставок совпадает, то угол наклона витков спирали относительно оси силового элемента составит 45 градусов, а если ход вставок больше, то и угол наклона витков больше.

Таким образом, удается достичь большего растяжения камеры в поперечном направлении, по сравнению с продольным, чтобы компенсировать увеличенное растяжение камеры в поперечном направлении.

Выбор угла наклона витков спирали обеспечивает равномерное растяжение камеры, даже если величины продольного растяжения отличаются от поперечного растяжения.

Спиральные гофры 2 эластичных камер контактируют с продольными распирающими вставками 3 трапецеидального сечения и торцевыми трапециевидными вставками 10 ( герметизирующая обойма

4)

Герметизирующие обоймы 4 прилегают боковыми гранями к внутренним поверхностям разъемных нижней 7 (нижний пуансон) и верхней 8(верхний пуансон) частей корпуса.

В нижней части 7 разъемного корпуса перпендикулярно плоскости разъема корпуса установлены направляющие стойки 9. Герметизирующие обоймы 4 размещены между направляющими стойками 9 с возможностью продольного перемещения по скосам (на черт не показан) разъемного корпуса.

Предлагаемый силовой элемент работает следующим образом.

В начале рабочего цикла во все эластичные трубчатые камеры 1 через штуцера подвода рабочего агента 6 подают рабочий агент с одновременным отводом из них воздуха через штуцера отвода воздуха 5, закрепленных, например, в герметизирующих обоймах 4.

После вытеснения воздуха из камер 1 штуцер отвода воздуха 6 закроют. Под воздействием давления рабочего агента на боковые стенки эластичной трубчатой камеры 1 она расширяется и через распирающие вставки трапецеидального сечения 3 передает усилие непосредственно на разъемные части корпуса (пуансоны).

При этом распирающие вставки трапецеидального сечения 3 передают увеличенное в 1,6 раза усилие на разъемные нижнюю 7 и верхнюю 8 части корпуса (коэффициент усиления приведен для обычно используемого угла между боковыми скосами распирающих вставок трапецеидального сечения -60 градусов).

В процессе рабочего цикла верхняя разъемная часть 8 корпуса перемещается вдоль направляющих стоек 9, предотвращающих возможные перекосы и обеспечивая ее плоскопараллельное перемещение и создание заданного усилия на объект воздействия.

После выполнения рабочего цикла и сброса давления рабочего агента пары распирающих вставок трапецеидального сечения 3 и разъемные нижняя 7 и верхняя 8 части корпуса возвращаются в исходное положение под собственным весом и/или с помощью дополнительных возвратных пружин на прессе или домкрате (на чертеже не показаны).

Промышленная применимость

Были изготовлены опытные образцы предлагаемого силового элемента, у которых:

- штуцеры подвода рабочего агента и отвода воздуха из эластичных камер установлены, в одной из герметизирующих обойм.

- штуцеры подвода рабочего агента и отвода воздуха из эластичных камер установлены, в разных герметизирующих обоймах, установленных с противоположных сторон в корпусе.

Результаты испытаний показали, что предлагаемое изобретение в несколько раз увеличивает долговечность камеры силового элемента за счет возможности, по крайней мере, во время холостого хода, не использовать запас эластичности.

Таким образом, во время рабочего хода камера работает в комфортном режиме с большим запасом эластичности, а это позволяет не только существенно увеличить долговечность камеры, но и увеличить рабочий ход силового элемента.