Привод для осевого перемещения объекта
Изобретение может быть использовано в приводах клапанов для двигателей внутреннего сгорания. Привод (1) для осевого перемещения объекта содержит поршень (4) привода и гидравлический контур (20). Поршень (4) привода содержит поршневой шток (7) привода, имеющий первый конец (8) и второй конец. Поршень (4) привода перемещается в осевом направлении, совершая возвратно-поступательные движения, между первым положением и вторым положением. Гидравлический контур (20) содержит заполненную жидкостью камеру (21). Первый конец (8) поршневого штока (7) привода выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении внутри камеры (21) в связи с осевым перемещением поршня (4) привода. Продолжающаяся в осевом направлении выемка (22) раскрывается в заполненную жидкостью камеру (21) и выполнена с возможностью приема первого конца (8) поршневого штока (7) привода, когда поршень (4) привода находится в первом положении. Поршневой шток (7) привода в области первого конца (8) представляет собой цилиндрическую огибающую поверхность (24). Выемка (22) представляет собой цилиндрическую внутреннюю поверхность (25). Цилиндрическая огибающая поверхность (24) и цилиндрическая внутренняя поверхность (25) представляют собой согласующиеся формы. Привод содержит канал, продолжающийся между выемкой (22) и камерой (21), когда цилиндрическая огибающая поверхность (24) и цилиндрическая внутренняя поверхность (25) расположены в перекрывающейся конфигурации. Секция предварительно определенного максимального перекрытия образована перекрытием торможения. Канал в секции перекрытия торможения имеет площадь поперечного сечения, которая уменьшается в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия между цилиндрической огибающей поверхностью (24) и цилиндрической внутренней поверхностью (25). Площадь поперечного сечения канала в начале секции перекрытия торможения уменьшается с уменьшающимся производным соотношением, а в конце секции перекрытия торможения уменьшается с увеличивающимся производным соотношением в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия. Технический результат заключается в уменьшении скорости закрывания непосредственно перед тем, как клапан двигателя приходит в контакт с седлом клапана. 12 з.п. ф-лы, 18 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области устройств для обеспечения осевого перемещения объекта, таких как приводы, обеспечивающие осевое перемещение клапана. В частности, настоящее изобретение относится к области приводов клапанов для двигателей внутреннего сгорания. Привод содержит поршень привода, содержащий поршневой шток привода, имеющий первый конец и второй конец, при этом поршень привода может перемещаться в осевом направлении, совершая возвратно-поступательные движения, между первым положением и вторым положением, и, кроме того, привод содержит гидравлический контур, содержащий заполненную жидкостью камеру, причем первый конец поршневого штока привода выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении внутри упомянутой заполненной жидкостью камеры в связи с осевым перемещением поршня привода, при этом продолжающаяся в осевом направлении выемка раскрывается в упомянутую заполненную жидкостью камеру и выполнена с возможностью приема первого конца поршневого штока привода, когда поршень привода находится в упомянутом первом положении.
Предшествующий уровень техники
Изобретение применимо в различных областях техники, в которых должно быть обеспечено осевое перемещение объекта. Изобретение главным образом применимо в областях применения, имеющих высокие требования к быстродействию и управляемости осевого перемещения, а также имеющих высокие требования к низкому уровню шума, таких как применение для управления клапаном, например впускным клапаном или выпускным клапаном двигателя внутреннего сгорания.
Привод, обычно известный как пневматический привод, содержит поршень привода, который может перемещаться в осевом направлении, совершая возвратно-поступательные движения, между первым положением и вторым положением. Перемещение осуществляется посредством управления текучей средой под давлением, такой как сжатый воздух, воздействующий на поршень привода, при этом поршень привода, в свою очередь, воздействует на клапан, или подобный элемент, чтобы управлять его положением. Также существуют гидравлические приводы, работающие в соответствии с теми же принципами.
Когда поршень привода находится в своем первом/нейтральном положении, клапан находится в контакте с его седлом клапана, а когда поршень привода находится в своем втором/рабочем положении, клапан открыт, то есть расположен на расстоянии от упомянутого седла клапана.
Осевым перемещением обычного управляемого кулачковым валом клапана двигателя управляют таким образом, что во время закрытия клапана двигателя скорость закрывания уменьшается непосредственно перед тем, как клапан двигателя будет примыкать к седлу клапана, благодаря форме кулачка, однако, клапан двигателя с пневматическим управлением во время контакта с седлом клапана будут иметь ускорение или максимальную скорость закрывания. Это влечет за собой то, что клапан двигателя, седло клапана и поршневой шток привода подвергаются значительному износу. В дополнение к этому, клапан двигателя и поршень привода могут отскакивать, производя шум, вибрации и неправильную работу двигателя.
Таким образом, существует потребность в уменьшенной или ограниченной скорости закрывания непосредственно перед тем, как клапан двигателя приходит в контакт с седлом клапана, для того, чтобы уменьшить отскок, шум и вибрации.
Документы предшествующего уровня техники US 6192841, US 6412457 и US 7387095 раскрывают приводы для клапанов двигателя с регулируемой/уменьшенной скоростью закрывания в момент удара, тем не менее, эти приводы с технической точки зрения в действительности являются усложненными и содержат множество движущихся элементов для достижения регулируемой/уменьшенной скорости закрывания.
Заявитель, подающий заявку US 7121237 от своего имени, раскрывает привод, выполненный в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения.
Задача изобретения
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков уже известных приводов и создание усовершенствованного привода. Основной задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного привода определенного вначале типа, содержащего гидравлическое тормозное устройство, в котором зависимость динамической вязкости гидравлического тормозного устройства минимизирована. Еще одной задачей настоящего изобретения является создание привода, в котором гидравлическое тормозное устройство является простым в изготовлении. Еще одной задачей настоящего изобретения является создание привода, в котором гидравлическое тормозное устройство воздействует на скорость обратного хода поршня привода только непосредственно перед тем, как поршень привода достигает своего первого/нейтрального положения, то есть обеспечивает короткое расстояние торможения/продолжительность торможения. Еще одной задачей настоящего изобретения является создание привода, который производит меньше шума и меньше вибраций.
Сущность изобретения
В соответствии с изобретением по меньшей мере основная задача решается посредством первоначально определенного привода, имеющего признаки, определенные в независимом пункте формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается привод определенного вначале типа, который отличается тем, что поршневой шток привода в области первого конца представляет собой цилиндрическую огибающую поверхность, и тем, что выемка представляет собой цилиндрическую внутреннюю поверхность, причем цилиндрическая огибающая поверхность и цилиндрическая внутренняя поверхность представляют собой согласующиеся формы, при этом привод содержит канал, продолжающийся между выемкой и заполненной жидкостью камерой, когда цилиндрическая огибающая поверхность и цилиндрическая внутренняя поверхность расположены в перекрывающейся конфигурации, при этом секция предварительно определенного максимального перекрытия образована перекрытием торможения, причем канал в упомянутой секции перекрытия торможения имеет площадь (А1) поперечного сечения, которая уменьшается в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия между цилиндрической огибающей поверхностью и цилиндрической внутренней поверхностью.
Таким образом, настоящее изобретение основано на понимании того, что посредством наличия согласующихся цилиндрических поверхностей поршневого штока привода и выемки и разграниченного канала между выемкой и заполненной жидкостью камерой окружность поперечного сечения канала минимизирована относительно площади поперечного сечения этого канала, что снижает зависимость динамической вязкости гидравлического тормозного устройства.
Кроме того, в соответствии с изобретением, упомянутая площадь поперечного сечения канала в начале упомянутой секции перекрытия торможения уменьшается с уменьшающимся производным соотношением, то есть площадь поперечного сечения уменьшается при уменьшающейся скорости в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия.
Кроме того, в соответствии с изобретением, упомянутая площадь поперечного сечения канала в конце упомянутой секции перекрытия торможения уменьшается с увеличивающимся производным соотношением, то есть площадь поперечного сечения уменьшается при увеличивающейся скорости в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения поршневой шток привода в области первого конца представляет собой торцевой край, имеющий углубление, образующее упомянутый канал. Предпочтительно упомянутое углубление образовано канавкой, продолжающейся от торцевой поверхности первого конца поршневого штока привода к цилиндрической огибающей поверхности. Только посредством вырезания канавки на торцевом краю поршневого штока привода тормозное устройство легко изготавливать в течение только одного дополнительного этапа процесса в связи с производством поршневого штока привода.
В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения длина по оси упомянутой канавки в упомянутой цилиндрической огибающей поверхности больше, чем максимальное перекрытие между цилиндрической огибающей поверхностью и цилиндрической внутренней поверхностью, для обеспечения пути протекания жидкости между выемкой и заполненной жидкостью камерой, в противном случае существует опасность того, что жидкость будет заблокирована в выемке, предотвращая возможность того, чтобы поршень привода полностью достигал первого/нейтрального положения.
Предпочтительно длина по оси максимального перекрытия составляет больше чем 1 мм и меньше чем 5 мм. Таким образом, только на последнем интервале перед тем, как поршень привода достигает первого положения, выполняется торможение, а большая часть осевого перемещения не подвергается этому воздействию.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения гидравлический контур имеет впускной трубопровод, ведущий в заполненную жидкостью камеру, и выпускной трубопровод, ведущий из упомянутой заполненной жидкостью камеры, причем упомянутый выпускной трубопровод имеет площадь поперечного сечения, имеющую минимальную площадь, которая меньше, чем максимальная площадь поперечного сечения упомянутого канала, умноженная на 2. Благодаря этому обратным ходом поршня привода также управляют, чтобы избегать эффекта удара, когда первый конец поршневого штока привода входит в зацепление с выемкой в гидравлическом контуре. Предпочтительно упомянутая минимальная площадь для площади поперечного сечения выпускного трубопровода равна максимальной площади для площади поперечного сечения упомянутого канала.
Дополнительные преимущества и признаки изобретения будут очевидны из других зависимых пунктов формулы изобретения, а также из нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием варианта его осуществления, приводимого со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг. 1 представляет собой схематический вид сбоку в разрезе заявленного привода и выпускного клапана двигателя, при этом поршень привода находится в первом/нейтральном положении,
фиг. 2 представляет собой схематический вид сбоку в разрезе устройства, показанного на фиг. 1, при этом поршень привода заблокирован во втором/рабочем положении,
фиг. 3 представляет собой схематический вид сбоку в разрезе устройства, показанного на фиг. 1 и 2, при этом поршень привода выполняет обратный ход от второго/рабочего положения к первому/нейтральному положению,
фиг. 4 представляет собой совокупность схематических видов первого конца поршневого штока привода в соответствии с первым вариантом осуществления,
фиг. 5 представляет собой схематический вид сбоку в разрезе предпочтительного варианта осуществления части гидравлического контура,
фиг. 6 представляет собой схематический вид сбоку в разрезе альтернативного варианта осуществления выемки гидравлического контура,
фиг. 7 представляет собой схематический вид снизу выемки, взятый по линии VII-VII на фиг. 6,
фиг. 8-10 представляют собой различные схематические виды альтернативных вариантов осуществления первого конца поршневого штока привода,
фиг. 11-16 представляют собой различные совокупности схематических видов первого конца поршневого штока привода в соответствии с дополнительными альтернативными вариантами осуществления,
фиг. 17 показывает графическое изображение, представляющее самый предпочтительный вариант осуществления уменьшения площади поперечного сечения канала в функциональной зависимости от возрастающей продолжительности перекрытия, и
фиг. 18 показывает графические изображения, представляющие самый предпочтительный вариант осуществления уменьшения площади поперечного сечения канала и его производного соотношения, в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Настоящее изобретение относится к приводу, в общем обозначенному ссылочной позицией 1, для обеспечения осевого перемещения объекта, такому как приводы 1, обеспечивающие осевое перемещение клапана. В дальнейшем в этом документе изобретение, в иллюстративных, а не в ограничительных целях, будет описано в связи с применением, в котором привод 1 используется для управления по меньшей мере одним клапаном двигателя, то есть впускным или выпускным клапаном двигателя внутреннего сгорания.
Вначале ссылка делается на фиг. 1 и 2, раскрывающие схематический вид сбоку в разрезе обладающего признаками изобретения привода 1 и выпускного клапана двигателя, в общем обозначенного ссылочной позицией 2. В показанном варианте осуществления привод 1 содержит головку 3 привода, поршень привода, в общем обозначенный ссылочной позицией 4, и цилиндр 5. Поршень 4 привода содержит диск 6 поршня привода и поршневой шток 7 привода, имеющий первый, верхний конец 8 и второй, нижний конец 9. Поршневой шток 7 привода на упомянутом втором конце 9 соединен с диском 6 поршня привода и выступает от него в осевом направлении. Поршневой шток 7 привода может перемещаться в осевом направлении внутри расточенного отверстия 10 в упомянутой головке 3 привода. Цилиндр 5 ограничивает объем, в котором диск 6 поршня привода может перемещаться в осевом направлении. Диск 6 поршня привода делит объем цилиндра на первую, верхнюю часть 11 и вторую, нижнюю часть 12.
Помимо этого, привод 1 содержит гидравлическую схему, в общем обозначенную ссылочной позицией 13, выполненную с возможностью управляемой связи по текучей среде с первой частью 11 объема цилиндра. Более точно, гидравлическая схема 13 выполнена с возможностью регулируемой подачи текучей среды под давлением, например газа или газообразной смеси, в первую часть 11 объема цилиндра, чтобы обеспечить осевое перемещение поршня 4 привода от первого, нейтрального положения ко второму, рабочему положению. К тому же упомянутая гидравлическая схема 13 выполнена с возможностью управляемого откачивания текучей среды под давлением из первой части 11 объема цилиндра с тем, чтобы обеспечить обратный ход для поршня 4 привода из упомянутого второго положения в упомянутое первое положение.
Гидравлическая схема 13 соединена с источником текучей среды под давлением (HP), то есть источником высокого давления, и приемником текучей среды под давлением (LP), то есть источником низкого давления. Источник текучей среды под давлением может быть образован с помощью компрессора, приводимого в действие двигателем внутреннего сгорания, и резервуара, или подобного компонента. Приемник текучей среды под давлением может быть образован в любом месте, имеющем более низкое давление, чем в источнике текучей среды под давлением, то есть он может быть атмосферой или обратным трубопроводом, ведущим обратно к упомянутому компрессору. В показанном варианте осуществления привод 1 содержит исполнительный клапан 14 с непрямым электрическим управлением, который выполнен в гидравлической схеме 13 для управления текучей средой под давлением в упомянутой гидравлической схеме 13. Исполнительный клапан 14 смещается в верхнее положение посредством пневматической пружины, механической пружины или подобного компонента.
На фиг. 1 исполнительный клапан 14 смещен из верхнего положения в его нижнее положение, то есть исполнительный клапан 14 приведен в открытое положение для потока текучей среды под давлением из источника текучей среды под давлением (HP) в первую часть 11 объема цилиндра. Импульс давления текучей среды будет действовать на диск 6 поршня привода внутри цилиндра 5 и смещать его из положения, показанного на фиг. 1, к положению, показанному на фиг. 2. Таким образом, фиг. 1 представляет собой мгновенное изображение, когда исполнительный клапан 14 смещен, но поршень 1 привода еще не начал двигаться. Поршень 1 привода находится в первом, нейтральном положении и после этого будет смещаться вниз, чтобы открыть клапан 2 двигателя.
На фиг. 2 поршень 4 привода находится во втором, рабочем положении, и сообщение по текучей среде между источником текучей среды под давлением (HP) и первой частью 11 объема цилиндра закрыто, в показанном варианте осуществления посредством поршневого штока привода.
В показанном варианте осуществления привод 1 управляет клапаном 2 двигателя. Клапан двигателя содержит шток 15 клапана и тарелку 16 клапана. Шток 15 клапана продолжается через неподвижную часть двигателя внутреннего сгорания и в цилиндр 5 привода 1, более точно, во вторую часть 12 объема цилиндра. Тарелка 16 клапана выполнена с возможностью взаимодействия с седлом 17 клапана, чтобы поочередно открываться и закрываться для прохождения газа/отработавших газов. Клапан 2 двигателя может перемещаться в осевом направлении посредством привода 1, при наличии поршня 4 привода, действующего относительно штока 15 клапана для перемещения клапана 2 двигателя из закрытого положения (фиг. 1) в открытое положение (фиг. 2). Помимо этого, двигатель внутреннего сгорания предпочтительно содержит пружину 18 клапана, выполненную с возможностью возвращения клапана 2 двигателя обратно в его закрытое положение. В показанном варианте осуществления пружина 18 клапана образована цилиндрической пружиной, но возможными также являются другие типы пружин клапана, такие как пневматическая пружина, другие механические пружины и т.д. Пружина 18 клапана смещает клапан 2 двигателя к его верхнему положению и действует относительно держателя 19 пружины клапана, присоединенного к штоку 15 клапана.
В соответствии с изобретением привод 1 также содержит гидравлический контур, в общем обозначенный ссылочной позицией 20, содержащий заполненную жидкостью камеру 21. Первый конец 8 поршневого штока 7 привода выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении внутри упомянутой заполненной жидкостью камеры 21 в связи с осевым перемещением поршня 4 привода, совершая возвратно-поступательные движения между первым положением и вторым положением. Продолжающаяся в осевом направлении выемка 22 раскрывается в упомянутую заполненную жидкостью камеру 21 и выполнена с возможностью приема первого конца 8 поршневого штока 7 привода, когда поршень 4 привода находится в упомянутом первом положении.
Жидкость для гидравлической системы, например масло, может течь в заполненную жидкостью камеру 21 через перепускной клапан 23, а из заполненной жидкостью камеры через управляемый клапан, в показанном варианте осуществления образованный исполнительным клапаном 14. Когда поршень 4 привода смещен из первого положения (фиг. 1) во второе положение (фиг. 2), поршневой шток 7 привода оставляет пространство для притока жидкости в заполненную жидкостью камеру 21 и выемку 22, а когда поршень 4 привода смещен из второго положения в первое положение, жидкость выдавливается из заполненной жидкостью камеры 21 и выемки 22.
На фиг. 2 управляемый клапан гидравлического контура закрыт, и поршень 4 привода заблокирован/сохраняется в его втором положении, то есть клапан 2 двигателя удерживается полностью открытым в течение заранее заданного, или адаптированного, промежутка времени.
Обратимся теперь также к фиг. 3. На фиг. 3 исполнительный клапан 14 смещен в верхнее положение для откачивания текучей среды под давлением в первой части 11 объема цилиндра во время обратного хода поршня 4 привода от второго положения (фиг. 2 и 3) к первому положению (фиг. 1). В то же время управляемый клапан заполненной жидкостью камеры 21 открыт для откачивания жидкости из заполненной жидкостью камеры 21, чтобы допустить перемещение поршня 4 привода в первое положение.
В соответствии с изобретением, в области первого конца 8 поршневого штока 7 привода, поршневой шток 7 привода представляет собой цилиндрическую огибающую поверхность 24. К тому же выемка 22 представляет собой цилиндрическую внутреннюю поверхность 25, при этом цилиндрическая огибающая поверхность 24 и цилиндрическая внутренняя поверхность 25 имеют согласующиеся формы. Помимо этого, привод 1 содержит канал, продолжающийся между выемкой 22 и заполненной жидкостью камерой 21, когда цилиндрическая огибающая поверхность 24 и цилиндрическая внутренняя поверхность 25 расположены в перекрывающейся конфигурации.
Кроме того, когда поршень 4 привода находится в упомянутом первом положении, существует предварительно определенное максимальное перекрытие между цилиндрической огибающей поверхностью 24 и цилиндрической внутренней поверхностью 25, при этом секция упомянутого максимального перекрытия образована перекрытием 35 торможения (см. фиг. 1). Упомянутый канал в упомянутой секции 35 перекрытия торможения имеет площадь (А1) поперечного сечения, которая уменьшается в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия между цилиндрической огибающей поверхностью 24 и цилиндрической внутренней поверхностью 25.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления упомянутая площадь (А1) поперечного сечения канала в начале упомянутой секции 35 перекрытия торможения уменьшается с уменьшающимся производным соотношением в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия. К тому же предпочтительно, что упомянутое начало секции 35 перекрытия торможения составляет по меньшей мере 30% от максимального перекрытия, предпочтительно по меньшей мере 40%, и предпочтительно менее 60%.
В соответствии с альтернативным или дополнительным вариантом осуществления упомянутая площадь (А1) поперечного сечения канала в конце упомянутой секции 35 перекрытия торможения уменьшается с увеличивающимся производным соотношением в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия. К тому же предпочтительно упомянутый конец секции 35 перекрытия торможения составляет по меньшей мере 10% от максимального перекрытия, предпочтительно по меньшей мере 20%, и предпочтительно менее 40%.
Секция 35 перекрытия торможения может содержать промежуточную часть между упомянутым началом секции 35 перекрытия торможения и упомянутым концом секции 35 перекрытия торможения, при этом в промежуточной части площадь (А1) поперечного сечения канала уменьшается с постоянным производным соотношением, или упомянутое начало секции 35 перекрытия торможения может быть смежным с упомянутым концом секции 35 перекрытия торможения.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления упомянутая площадь (А1) поперечного сечения канала вдоль всей секции 35 перекрытия торможения уменьшается с постоянным производным соотношением в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления упомянутая площадь (А1) поперечного сечения канала вдоль всей секции 35 перекрытия торможения уменьшается с увеличивающимся производным соотношением в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия.
Предпочтительно предварительно определенное максимальное перекрытие, в дополнение к упомянутой секции 35 перекрытия торможения и поблизости от конца секции 35 перекрытия торможения, содержит секцию 36 перекрытия посадки, причем канал в упомянутой секции 36 перекрытия посадки имеет площадь (А1) поперечного сечения, которая является постоянной в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия между цилиндрической огибающей поверхностью 24 и цилиндрической внутренней поверхностью 25. Переход между секцией 35 перекрытия торможения и секцией 36 перекрытия посадки не является резким.
К тому же упомянутая секция 36 перекрытия посадки составляет менее 20% от максимального перекрытия, предпочтительно менее 10%.
Во время обратного хода, в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг. 1-3, поршень 4 привода будет ускоряться до тех пор, пока первый конец 8 поршневого штока 7 привода не войдет в выемку 22. Тогда жидкость, заблокированная в выемке 22 выше поршневого штока 7 привода, будет проталкиваться через упомянутый уменьшающийся канал, и поэтому скорость поршня 4 привода, соответственно, будет снижаться. Скорость поршня 4 привода снижается в течение вышеупомянутой секции 35 перекрытия торможения, и в течение вышеупомянутой секции 36 перекрытия посадки определяется/получается ясно выраженная скорость размещения поршня 4 привода.
Обратимся теперь к фиг. 4, образованной совокупностью видов, раскрывающих первый вариант осуществления первого конца 8 поршневого штока 7 привода, в котором поршневой шток 7 привода в области первого конца 8 представляет собой торцевой край 26, от которого цилиндрическая огибающая поверхность 24 продолжается в осевом направлении, и который имеет углубление, образующее упомянутый канал. Предпочтительно, упомянутое углубление образовано канавкой 27, продолжающейся от торцевой поверхности 28 первого конца 8 поршневого штока 7 привода к цилиндрической огибающей поверхности 24. Также предпочтительно, что длина по оси упомянутой канавки 27 в упомянутой цилиндрической огибающей поверхности 24 больше, чем максимальное перекрытие между цилиндрической огибающей поверхностью 24 и цилиндрической внутренней поверхностью 25. Благодаря такой конструкции обеспечена жидкостная связь между выемкой 22 и заполненной жидкостью камерой 21, и никакая жидкость не будет заблокирована в выемке 22, препятствуя тому, чтобы поршень привода достигал первого/нейтрального положения. Упомянутая длина по оси максимального перекрытия предпочтительно составляет больше чем 1 мм и меньше чем 5 мм, предпочтительно упомянутая длина по оси максимального перекрытия больше чем 1,5 мм и меньше чем 3,5 мм. Наиболее предпочтительная длина составляет приблизительно 2,0-2,5 мм.
Обратимся теперь к фиг. 5. Гидравлический контур 20 имеет впускной трубопровод 29, ведущий в заполненную жидкостью камеру 21, и выпускной трубопровод 30, ведущий из упомянутой заполненной жидкостью камеры 21, при этом упомянутый выпускной трубопровод 30 имеет площадь (A2) поперечного сечения, минимальная площадь которого меньше, чем максимальная площадь (А1) поперечного сечения упомянутого канала, умноженная на 2, предпочтительно меньше чем на 1,5, и более предпочтительно меньше чем на 1,1. Предпочтительно минимальная площадь для площади (A2) поперечного сечения выпускного трубопровода 30 по меньшей мере равна максимальной площади для площади (А1) поперечного сечения упомянутого канала. Таким образом, ускорение поршня 4 привода перед тем, как первый конец 8 поршневого штока 7 привода достигнет выемки 22, является управляемым/ограниченным, и никакая резкая разница в скорости не будет иметь место, когда первый конец 8 поршневого штока 7 привода войдет в выемку 22. В показанном варианте осуществления минимальная площадь (A2) поперечного сечения выпускного трубопровода 30 образована сужением 31.
Обратимся теперь к фиг. 6 и 7, раскрывающим альтернативный вариант осуществления выемки 22 гидравлического контура 20. Выемка 22 представляет собой раскрыв, и цилиндрическая внутренняя поверхность 25 продолжается в осевом направлении от упомянутого раскрыва. К тому же упомянутый раскрыв представляет собой углубление, образующее упомянутый канал между выемкой 22 и заполненной жидкостью камерой 21.
Обратимся теперь к фиг. 8-10, схематично раскрывающим альтернативные варианты осуществления первого конца 8 поршневого штока 7 привода. В целях обеспечения максимальной разборчивости чертежей ширина канала на чертежах поддерживается постоянной, при этом ширина берется в направлении, перпендикулярном чертежу. Однако следует понимать, что ширина канала не должна быть постоянной.
На фиг. 8 иллюстрируется один вариант осуществления, в котором площадь (А1) поперечного сечения канала в упомянутой секции 35 перекрытия торможения уменьшается с постоянным производным соотношением в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия. На фиг. 9 иллюстрируется один вариант осуществления, в котором площадь (А1) поперечного сечения канала в конце упомянутой секции 35 перекрытия торможения уменьшается с увеличивающимся производным соотношением в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия. На фиг. 10 иллюстрируется один вариант осуществления, в котором площадь (А1) поперечного сечения канала в начале упомянутой секции 35 перекрытия торможения уменьшается с уменьшающимся производным соотношением, а в конце упомянутой секции 35 перекрытия торможения уменьшается с увеличивающимся производным соотношением в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия. Таким образом, на фиг. 10 обеспечено предпочтительное S-образное уменьшение площади (А1) поперечного сечения канала, в секции 35 перекрытия торможения, в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия между цилиндрической огибающей поверхностью 24 и цилиндрической внутренней поверхностью 25.
Обратимся теперь к фиг. 11-16, раскрывающим примеры различных совокупностей видов первого конца 8 поршневого штока 7 привода в соответствии с альтернативными вариантами осуществления, в которых были приняты различные меры для того, чтобы получить обладающее признаками изобретения уменьшение площади (А1) поперечного сечения канала.
На фиг. 11 и 12 канавка 27 содержит нижнюю поверхность 32, которая образована в виде дуги вдоль осевого направления поршневого штока привода. В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, канавка 27 содержит нижнюю поверхность 32, которая является плоской и прямолинейной. На фиг. 13 и 14 канавка 27 содержит нижнюю поверхность 32, которая образована в виде дуги вдоль поперечного направления поршневого штока привода.
На фиг. 4, 11 и 13 канавка 27 содержит параллельные боковые поверхности 33, то есть имеет постоянную ширину, а в варианте осуществления, показанном на фиг. 12, канавка 27, в направлении от упомянутого первого конца поршневого штока привода, содержит сходящиеся боковые поверхности 33.
На фиг. 15 и 16 углубление образовано фаской 34. В варианте осуществления, показанном на фиг. 15, фаска 34 образована в виде дуги вдоль осевого направления поршневого штока привода, а в варианте осуществления, показанном на фиг. 16, фаска является плоской. Каждые из отличительных признаков вышеупомянутой канавки 27 также относятся к упомянутой фаске 34, за исключением отличительных признаков, касающихся боковых поверхностей 33 канавки 27.
В соответствии с альтернативным не раскрытым вариантом осуществления упомянутая площадь (А1) поперечного сечения канала вдоль всей секции 35 перекрытия торможения уменьшается с увеличивающимся производным соотношением в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия, например, канавка может содержать параллельные боковые поверхности, а нижняя поверхность может иметь форму дуги окружности.
В соответствии с наиболее предпочтительным вариантом осуществления изобретения площадь (А1) поперечного сечения канала в упомянутой секции 35 перекрытия торможения уменьшается по экспоненте в функциональной зависимости от возрастающей продолжительности перекрытия, см. фиг. 17. Для достижения этого экспоненциального уменьшения площади поперечного сечения канала в функциональной зависимости от возрастающей продолжительности перекрытия площадь (А1) поперечного сечения канала приблизительно уменьшается в соответствии с полиномиальной функцией вдоль секции 35 перекрытия торможения, см. фиг. 18. На фиг. 18 линия, обозначенная ссылочной позицией 37, начинаясь приблизительно с площади поперечного сечения канала, равной 2 мм2, и перекрытия, составляющего 0 мм, представляет площадь поперечного сечения канала в функциональной зависимости от перекрытия. U-образная линия, обозначенная ссылочной позицией 38, представляет производное соотношение линии 37 площади поперечного сечения канала в функциональной зависимости от перекрытия. На фиг. 18 площадь (А1) поперечного сечения канала в начале упомянутой секции 35 перекрытия торможения уменьшается с уменьшающимся производным соотношением, а в конце упомянутой секции 35 перекрытия торможения уменьшается с увеличивающимся производным соотношением в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия между цилиндрической огибающей поверхностью 24 и цилиндрической внутренней поверхностью 25.
Практически возможные модификации изобретения
Изобретение не ограничено только вариантами осуществления, описанными выше и показанными на чертежах, которые прежде всего имеют иллюстративную цель и представлены в качестве примера. Данная заявка на патент предназначена для того, чтобы охватывать все корректировки и варианты предпочтительных вариантов осуществления, описанных в данном документе, таким образом настоящее изобретение определяется формулировкой прилагаемой формулы изобретения и, таким образом, оборудование может быть модифицировано всеми способами в пределах объема притязания прилагаемой формулы изобретения.
Следует также отметить, что вся информация по/относительно таких терминов, как «над», «под», «выше», «ниже» и т.д., должна интерпретироваться/читаться при ориентировании оборудования в соответствии с чертежами, ориентируя чертежи таким образом, чтобы ссылочные позиции могли быть прочитаны должным образом. Таким образом, такие термины указывают только взаимные соотношения в показанных вариантах осуществления, и эти соотношения могут быть изменены, если обладающее признаками изобретения оборудование обеспечено другим строением/конструкцией.
Следует также отметить, что, даже если это не оговаривалось, отличительные признаки из конкретного варианта осуществления могут быть объединены с отличительными признаками из другого варианта осуществления, при этом такую комбинацию нужно считать очевидной, если эта комбинация возможна.
1. Привод для осевого перемещения объекта, причем привод (1) содержит
- поршень (4) привода, содержащий поршневой шток (7) привода, имеющий первый конец (8) и второй конец (9), при этом поршень (4) привода может перемещаться в осевом направлении, совершая возвратно-поступательные движения, между первым положением и вторым положением, и
- гидравлический контур (20), содержащий заполненную жидкостью камеру (21), причем первый конец (8) поршневого штока (7) привода выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении внутри упомянутой заполненной жидкостью камеры (21) в связи с осевым перемещением поршня (4) привода,
при этом продолжающаяся в осевом направлении выемка (22) раскрывается в упомянутую заполненную жидкостью камеру (21) и выполнена с возможностью приема первого конца (8) поршневого штока (7) привода, когда поршень (4) привода находится в упомянутом первом положении,
отличающийся тем, что поршневой шток (7) привода в области первого конца (8) представляет собой цилиндрическую огибающую поверхность (24), причем выемка (22) представляет собой цилиндрическую внутреннюю поверхность (25), причем цилиндрическая огибающая поверхность (24) и цилиндрическая внутренняя поверхность (25) представляют собой согласующиеся формы, при этом привод содержит канал, продолжающийся между выемкой (22) и заполненной жидкостью камерой (21), когда цилиндрическая огибающая поверхность (24) и цилиндрическая внутренняя поверхность (25) расположены в перекрывающейся конфигурации, при этом секция предварительно определенного максимального перекрытия образована перекрытием (35) торможения, причем канал в упомянутой секции (35) перекрытия торможения имеет площадь (А1) поперечного сечения, которая уменьшается в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия между цилиндрической огибающей поверхностью (24) и цилиндрической внутренней поверхностью (25), при этом площадь (А1) поперечного сечения канала в начале секции (35) перекрытия торможения уменьшается с уменьшающимся производным соотношением, а в конце секции (35) перекрытия торможения уменьшается с увеличивающимся производным соотношением в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия.
2. Привод по п. 1, в котором начало секции (35) перекрытия торможения составляет по меньшей мере 30% от максимального перекрытия.
3. Привод по п. 1 или 2, в котором конец секции (35) перекрытия торможения составляет по меньшей мере 10% от максимального перекрытия.
4. Привод по п. 1 или 2, в котором предварительно определенное максимальное перекрытие, в дополнение к упомянутой секции (35) перекрытия торможения и поблизости от конца секции (35) перекрытия торможения, содержит секцию (36) перекрытия посадки, причем канал в секции (36) перекрытия посадки имеет площадь (А1) поперечного сечения, которая является постоянной в функциональной зависимости от увеличивающегося перекрытия между цилиндрической огибающей поверхностью (24) и цилиндрической внутренней поверхностью (25).
5. Привод по п. 4, в котором секция (36) перекрытия посадки составляет менее 20% от максимального перекрытия.
6. Привод по п. 1 или 2, в котором длина по оси максимального перекрытия больше чем 1 мм и меньше чем 5 мм, и предпочтительно составляет приблизительно 2,5 мм.
7. Привод по п. 1 или 2, в котором поршневой шток (7) привода в области первого конца (8) представляет собой торцевой край (26), имеющий углубление, образующее упомянутый канал.
8. Привод по п. 7, в котором упомянутое углубление образовано канавкой (27), продолжающейся от торцевой поверхности (28) первого конца (8) поршневого штока (7) привода к цилиндрической огибающей поверхности (24).
9. Привод по п. 8, в котором длина по оси канавки (27) в цилиндрической огибающей поверхности (24) больше, чем максимальное перекрытие между цилиндрической огибающей поверхностью (24) и цилиндрической внутренней поверхностью (25).
10. Привод по п. 8 или 9, в котором упомянутое углубление содержит параллельные боковые поверхности (33).
11. Привод по п. 1 или 2, в котором гидравлический контур (20) имеет впускной трубопровод (29), ведущий в заполненную жидкостью камеру (21), и выпускной трубопровод (30), ведущий из заполненной жидкостью камеры (21), при этом выпускной трубопровод (30) имеет площадь (A2) поперечного сечения, минимальная площадь которого меньше, чем максимальная площадь (А1) поперечного сечения упомянутого канала, умноженная на 2, предпочтительно меньше, чем умноженная на 1,5.
12. Привод по п. 11, в котором минимальная площадь для площади (A2) поперечного сечения выпускного трубопровода (30) равна или больше, чем максимальная площадь для площади (А1) поперечного сечения упомянутого канала.
13. Привод по п. 1 или 2, в котором привод содержит
- цилиндр (5), при этом поршень (4) привода содержит диск (6) поршня привода, который может перемещаться в осевом направлении внутри упомянутого цилиндра (5) в связи с осевым перемещением поршня (4) привода, и
- гидравлическую схему (13), выполненную с возможностью управляемой связи по текучей среде с цилиндром (5).
