Силовой многопозиционный цилиндр

)5 Е К АВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТВУ он оительноение "Красный оров ьство СССР1/12, 1985 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П 1 НТ СССР ИСАНИЕ ИЗ(57) Изобретение относится к машиностроению н м.б, использовано для позиционирования рабочих органов машин,2Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности и сокращение габаритов. Силовой многопозицн ный цилиндр содержит корпус 1 с расположенными в нем основным и кольцевыми поршнями (П) 2 и 11, 12 соотвОграничителем осевых перемещений П 11, 12 является планка 13. На Л 2 установлен подвижный упор, выполненный в виде шпонки 15, За счет концентричного расположения,П 2,11,12 обеспечивается сокращение габаритов. Наличие дополнительных кольцевф П позволяет осуществить пять фиксированных позиций выходного звена 5 с изменяемым усилием. 4 з,п. ф-лы, 5 нл. аЭИзобретение относится к машиностроению, в частности к многопозиционным гидравлическим и пневматическимцилиндрам, и может быть использованодля позиционирования рабочих элементов машин, например, для автоматического переключения зубчатых передач вметаллорежущих станках,Цель изобретения - упрощение1 Оконструкции, повышение надежностии сокращение габаритов.На фиг,1 изображен силовой цилиндр, обеспечивающий работу по трехпозиционной схеме, с поршнями н среднем положении; на фиг,2 - разрез А-Ана фиг.1; на фиг.,3 - силовой цилиндр,обеспечивающий работу по трехпозиционной схеме, с-поршнями в крайнем ле.вом положении; на фиг,4 - цилиндр, 20обеспечивающий работу по пятипозиционной схеме, с поршнями н среднем положении; на фиг.5 - цилиндр, обеспечивающий работу по пятипозиционнойсхеме или по трехпоэиционной схеме со дснижением усилия в конце хода, с. поршнями н среднем положении,Силовой многопозиционный цилиндрсодержит корпус 1 с установленным ннем основным поршнем 2 с образованием рабочих полостей 3 и 4, подключенных через систему управления к источнику питания (не показан) либо к.сливу, Поршень 2 кинематически связанс выхоцным звеном 5 через сквозное ок15но 6.Кинематическая связь может бытьвыполнена в виде рейки 7 и шес.терни 8 (фиг.1-3) либо н видеканавки 9 со сферической заделкой 10,По меньшей мере пара кольцевых поршней 11 и 12 (фиг.1-3) меньшего диаметра концентрично установлены на основном поршне 2 с двух его сторон,с воэможностью совместных и относительных перемещений, функции ограничителей осевых перемещений кольцевыхпоршней 11 и 12 при их движении кцентру цилиндра выполняют торцы планки 13, установленной в сквозном окне 14 корпуса 1, расположенном со стороны, диаметрально противоположнойосновному сквозному окну 6, На поршне 2 закреплен поднижный упор, изготовленный в ниде шпонки 15, Цилиндрможет быть оснащен дополнительной парой кольцевых поршней. 16 и 17 больше 55го диаметра фиг.4,. 5), ,концентрично,.установленных относительно предыдущей нары кольцевых поршней 11 и 12. Внутренняя расточка 18 поршней 16 и 17 выполняется ступенчатой.Со стороны обращенных один к другому торцов поршней 16 и 17 в корпусе 1 имеются ограничители 19 и 20 осевых перемещений и отверстия 21 подключенные к сливу (атмосфере), Если внутренняя расточка 18 поршней 16 и 17 выполняется ступенчатой, то длина подвижного упора равна расстоянию между рабочими торцами планки 13 (фиг,4), Внутренняя расточка 18 поршней 16 и 17 может быть сопряжена с цилиндрическими хностовиками 22 и 23 кольцевых поршней 11 и 12 (фиг,5), Диаметр хвостовиков 22 и 23 меньше диаметра поршней 11 и 12, а расстояние между рабочими торцами планки 13 меньше длины подвижного упора на величину удвоенного промежуточного хода поршня.Цилиндр работает следующим образом.Для установки основного поршня 2 в среднюю позицию рабочая среда под одинаковым давлением подается одновременно в рабочие полости 3 и 4, При этом кольцевые поршня 11 и 12 упираются в рабочие торцы планки 13, фиксируя через шпанку 15 основной поршень 2 в положении, показанном на фиг.1 и 4, В варианте, изображенном на фиг,5, фиксация поршня 2 в средней позиции достигается, когда дополнительные поршни 16 и 17 упираются в ограничители 19 и 20 корпуса 1. Ввиду равенства давлений в полостях 3 и 4 и суммарных площадей поршней 2, 11, 12, 16, 17, а следовательно, равенства усилий, воздействующих на элементы цилиндра с обеих сторон,основной поршень 2, а вместе с ним через кинематическую связь.(рейку 7, шестерню 8, звено 5 и позиционируемый орган не показан) надежно удерживаются в заданном среднем положении,Для установки основного поршня 2 в крайнее левое положение рабочая среда 7 подается н рабочую полость 4, а полость 3 соединяется со сливом. При этом н исполнениях цилиндра, показанных на фиг.1, 3 4, кольцевой .поршень 12, удерживаемый планкой 13, остается на месте, а рабочая среда, проходя через его внутреннюю по- лость, воздействует на правый:торец основного поршня 2 и перемещай его влево, Вместе с поршнем 2 под дей5 1548535 6 ствием шпонки 15 перемещается кольцевой поршень 11. В варианте, изображенном на фиг.3, перемещение происходит до упора кольцевого поршня 1во фланец корпуса 1. В варианте, показанном на фиг,4, торец поршня 11наезжает на внутреннюю ступенчатуюрасточку 18 поршня 16 и, посколькуполость 3 соединена со сливом, перемещается вместе с ним до упора поршня 16 в корпус 1,В исполнении цилиндра согласнофиг,5 перемещение в крайнее левое положение при подаче давления в полость 4 и соединение полости 5 со сливом происходит вначале в результатесовместного перемещения поршня 2 ипоршня 12, При останове последнегов результате наезда на планку 13 движение поршня 2 влево продолжается подвоздействием на его торец давления ион движется, увлекая за собой кольцевые поршни 11, 16 до упора последнего во фланец корпуса 1, В силу того, что в начале хода перемещениеосуществляется под воздействием рабочей среды на площадь торца основного поршня 2 и площадь хвостовика 23кольцевого поршня 12 усилие, развиваемое ими, больше, а после остановки кольцевого поршня 12 усилие перемещения снижается, так как давление воздействует только на поршень 2. Этопозволяет использовать цилиндр в механизмах, где необходимо ступенчатоеуменьшение усилия перемещения позиционируемого органа, например, в синхронизированньп коробках передач 45 50 55 транспортных средств.Аналогично описанному производится установка основного поршня 2 в крайнее правое положение, Для этого рабочую среду подают в полость 3, а полость 4 соединяют со сливом.Кроме того, исполнения цилиндров, показанные на фиг.4 и 5, позволяют при оснащении соответствующей системой управления и подбором величин эффективных площадей поршней 2, 11, 12, 16, 17 и давлений в противоположных полостях 3 и 4 обеспечить работу по пятипозиционной схеме с двумя промежуточными.(между средним и крайними) положениями.Для перемещения звена 5 в левое промежуточное положение в полость 4 подается большее давление, чем в полость 3. В результате этого в цилинд 5 10 15 20 25 30 35 40 ре, изображенном на Фиг,4, основной поршень 2 и кольцевой поршенв 11 перемещаются до упора (проходя расс" тояние 1) во внутреннюю ступенчатую расточку 18 поршня 16, поджатого к ограничителю 19 корпуса 1 давлением в полости 3, и останавливаются. В варианте, показанном на фиг,5, большее давление воздействует на хвостовик 23 кольцевого поршня 12 и основной поршень 2, которые совместно перемещаются до упора кольцевого поршня 12 в планку 13, проходя при этом расстояние 1, Усилие, развиваемое хвостовиком 23 поршня 12, замыкается на кор пус 1, а основной поршень 2 под действием силы, создаваемой при меньшем давлении в полости 3 поршнем 16, хвостовиком 22 кольцевого поршня 11 и собственно основным поршнем 2, останавливается в левом промежуточном положении.Перемещение в правое промежуточное положение производится аналогичным образом.Подобное исполнение силового много- позиционного цилиндра позволяет упростить конструкцию, повысить технологичность его изготовления, увеличить надежность работы, сократитьгабариты, в первую очередь продольный, а также производить на единой основе с высокой унификацией исполнительные механизмы ля различных областей применения, работающие по трехпозиционной схеме с постоянным и изменяемым (ступенчато) усилием, а также по пяти- позиционной схеме с двумя промежуточными положениями. Формула изобретения 1. Силовой многопозиционный цилиндр, содержащий корпус с установленным в нем основным поршнем, кинематически связанным через сквозноеокно, выполненное в корпусе, с выходным звеном, по меньшей мере пару кольцевых поршней, каждый из которых симметрично размещен с двух сторон основного поршня с воэможностью совместных и относительных перемещенийс последним, ограничители осевых перемещений кольцевых поршней, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения конструкции, повьппения надежности и сокращения габаритов, кольцелые поршни первой пары концентрич 1548535 8но установлены на основном поршне,при этом последний снабжен упором,взаимодействующим с обращенными одинк другому торцами кольцевых поршней,2, Цилиндр по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем. что упор на основном поршне выполнен в виде шпонки, а ограничители осевых перемещений кольцевых поршней первой пары - в виде планки, установленной в сквозном окне, дополнительно выполненном в корпусе со стороны, диаметрально протиВоположнои основному сквозному окну3, Цилиндр по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что каждая последующая пара кольцевых поршней концентрично установлена относительно20 предыдущей пары кольцевых поршней,4, Цилиндр по пп.1 - 3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что длина упора основного поршня равна расстояниюмежду ограничителями осевых перемещений кольцевых поршней первой пары,при зтом кольцевые поршни большегодиаметра выполнены со ступенчатойвнутренней расточкой,5. Цилиндр по пп.1 - 3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что расстояниемежду ограничителями осевых перемещений кольцевых поршней первой пары меньше длины упора основного поршня навеличину удвоенного промежуточногохода основного поршня, кольцевыепоршни каждой предыдущей пары снабжены хвостовиками, входящими по посадке во внутреннюю расточку соответствующего кольцевого поршня последующей пары.1548535 оставитель В.Ко ехред А,Кравчук ал Банд ррек Редак о 9 .Тираж 528 Подписноеосударственного комитета по изооретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Заказ 12 рои твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О