инструмент для навинчивания поршня на поршневой шток гидроцилиндра и гидроцилиндр

Формула изобретения

1. Инструмент для навинчивания поршня (3) на поршневой шток (4) гидроцилиндра, в частности гидроцилиндра с поршнем диаметром более 200 мм, содержащий первый элемент (1) с соединительными элементами (10) для разъемного соединения с поршнем (3) и установленный с возможностью вращения относительно первого элемента (1) второй элемент (2) с соединительными элементами (20) для разъемного соединения с поршневым штоком (4), причем инструмент содержит силовое звено, посредством которого осуществляется вращение первого элемента (1) инструмента относительно второго элемента (2) инструмента с возможностью передачи через соединительные элементы крутящего момента, необходимого для свинчивания поршня (3) и поршневого штока (4) на поршень (3) и поршневой шток (4), причем силовое звено имеет присоединительный элемент для приведения его в действие посредством внешнего привода.

2. Инструмент по п.1, в котором силовое звено выполнено в виде передачи, в частности передачи с ходовым винтом, с возможностью создания вращательного движения между первым и вторым элементами инструмента.

3. Инструмент по п.1 или 2, в котором первый элемент (1) и второй элемент (2) указанного инструмента имеют плечи (11, 21) рычага, выполненные с возможностью передачи крутящего момента на первый элемент (1) и второй элемент (2) инструмента.

4. Инструмент по п.3, в котором между плечами (11) рычага первого элемента (1) и второго элемента (2) инструмента расположено силовое звено, в частности передача с ходовым винтом, выполненное с возможностью создания крутящего момента.

5. Инструмент по любому из пп.1, 2 и 4, в котором соединительные элементы (10) выполнены с возможностью воздействия на торец поршня (3) и/или поршневого штока (4).

6. Инструмент по п.3, в котором соединительные элементы (10) выполнены с возможностью воздействия на торец, поршня (3) и/или поршневого штока (4).

7. Инструмент по любому из пп.1, 2, 4 и 6, в котором соединение соединительных элементов с поршнем (3) и/или поршневым штоком (4) выполнено посредством геометрического замыкания.

8. Инструмент по п.3, в котором соединение соединительных элементов с поршнем (3) и/или поршневым штоком (4) выполнено посредством геометрического замыкания.

9. Инструмент по п.5, в котором соединение соединительных элементов с поршнем (3) и/или поршневым штоком (4) выполнено посредством геометрического замыкания.

10. Инструмент по п.7, в котором соединительные элементы содержат цапфы, выполненные с возможностью вставки, предпочтительно аксиальной, в выемки поршня (3) и/или поршневого штока (4).

11. Инструмент по п.8 или 9, в котором соединительные элементы содержат цапфы, выполненные с возможностью вставки, предпочтительно аксиальной, в выемки поршня (3) и/или поршневого штока (4).

12. Инструмент по любому из пп.1, 2, 4, 6, 8-10, который содержит один или несколько адаптеров для использования инструмента для различных диаметров поршней (3) и/или поршневых штоков (4).

13. Инструмент по п.3, который содержит один или несколько адаптеров для использования инструмента для различных диаметров поршней (3) и/или поршневых штоков (4).

14. Инструмент по п.5, который содержит один или несколько адаптеров для использования инструмента для различных диаметров поршней (3) и/или поршневых штоков (4).

15. Инструмент по п.7, который содержит один или несколько адаптеров для использования инструмента для различных диаметров поршней (3) и/или поршневых штоков (4).

16. Инструмент по п.11, который содержит один или несколько адаптеров для использования инструмента для различных диаметров поршней (3) и/или поршневых штоков (4).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к инструменту для навинчивания поршня на поршневой шток гидроцилиндра и к соответствующему гидроцилиндру. При этом гидроцилиндром является предпочтительно гидроцилиндр рабочей машины, в частности гидроцилиндр для перемещения рабочего органа рабочей машины. Гидроцилиндр может использоваться, например, в гидравлическом экскаваторе для перемещения его стрелы. Предпочтительно изобретение применяется в гидроцилиндрах с диаметром поршня от 200 до 500 мм.

Соединение между штоком поршня и поршнем гидроцилиндра затягивается в настоящее время обычно с заданными углами вращения. Однако заданные углы резьбового соединения, в частности при диаметрах поршня 200 мм и более, достигаются только с очень высокими моментами затяжки.

Поэтому в настоящее время соединения между поршневым штоком и поршнем обычно затягиваются и ослабляются с помощью стационарных затяжных машин, причем поршневой шток зажимается на обращенной от поршня стороне, а поршень затягивается с помощью затяжной машины. Кроме того, известны навинчиваемые ключи, перемещаемые с помощью кувалды. При этом соединения часто затягиваются недостаточно или почти не затягиваются, поскольку нельзя приложить необходимый крутящий момент.

В общем, до сих пор неизвестно ни одного удовлетворительного решения, с помощью которого можно было бы выполнить резьбовое соединение между поршнем и поршневым штоком с необходимыми моментами затяжки, в частности также в суровых условиях эксплуатации на стройплощадке.

Задачей изобретения является создание инструмента для навинчивания поршня на поршневой шток гидроцилиндра, посредством которого можно было бы прикладывать необходимые моменты затяжки при одновременно простом обращении с ним. Кроме того, задачей изобретения является создание гидроцилиндра, для которого можно было бы использовать предложенный инструмент.

Эта задача решается посредством инструмента согласно пункту 1 формулы изобретения. Предложенный инструмент для навинчивания поршня на поршневой шток гидроцилиндра, в частности гидроцилиндра с поршнем диаметром более 200 мм, содержит первый элемент с соединительными элементами для разъемного соединения с поршнем и установленный с возможностью вращения относительно первого элемента второй элемент с соединительными элементами для разъемного соединения с поршневым штоком. При этом за счет вращения первого элемента по отношению ко второму элементу к поршню и поршневому штоку через соединительные элементы прикладывается необходимый для их свинчивания крутящий момент. Однако предпочтительно первый элемент с возможностью вращения устанавливается на втором элементе. При этом установка первого элемента на втором элементе может осуществляться либо непосредственно, либо через один или несколько промежуточных элементов. Благодаря такой установке обеспечивается вращательное движение между первым и вторым элементами инструмента вокруг оси вращения, которая, если инструмент соединен с поршнем и поршневым штоком, соответствует оси вращения соединения между поршнем и поршневым штоком.

Согласно изобретению предлагается инструмент, с помощью которого поршень надежно и удобно можно навинчивать на поршневой шток гидроцилиндра, причем прикладываются необходимые контролируемые моменты затяжки. При этом в распоряжение предоставляется мобильный инструмент, представляющий собой рентабельную альтернативу существующим стационарным затяжным машинам. В частности, инструмент может просто и удобно использоваться на стройплощадке. Соединительные элементы инструмента воздействуют со стороны поршня на поршневой шток, в частности на расположенные со стороны поршня ответные соединительные элементы. В частности, возникает то преимущество, что поршневой шток больше не приходится фиксировать на обращенной от поршня стороне, поскольку второй элемент инструмента воздействует на поршневой шток со стороны поршня. Таким образом, в распоряжение может быть предоставлен компактный инструмент, который, тем самым, один рабочий может транспортировать и с которым он может обращаться без проблем.

При этом соединительные элементы предпочтительно воздействуют на торцы поршня и/или поршневого штока. Таким образом, инструмент может быть выполнен достаточно компактным. Поршень имеет обычно сквозное отверстие, в которое ввинчивается поршневой шток, благодаря чему становится доступным торец поршневого штока. На этом торце поршневого штока со стороны поршня предпочтительно предусмотрены ответные соединительные элементы, на которые воздействуют соединительные элементы инструмента.

Соединение соединительных элементов с поршнем и/или поршневым штоком осуществляется предпочтительно за счет геометрического замыкания. В результате возникает надежное соединение, через которое передаются значительные моменты затяжки.

При этом соединительные элементы включают в себя предпочтительно цапфы, вставляемые в выемки поршня и/или поршневого штока, причем вставка предпочтительно осуществляется аксиально. За счет этого инструмент можно без проблем соединять с поршнем и/или поршневым штоком посредством надевания его предпочтительно в осевом направлении на поршень и/или поршневой шток. При этом инструмент надевается предпочтительно одновременно на поршень и поршневой шток, так что соединение между инструментом, поршнем и поршневым штоком происходит за одну операцию.

Предлагаемый инструмент предпочтительно содержит силовое звено, в частности передачу, в частности передачу с ходовым, винтом, посредством которой создается вращательное движение между первым и вторым элементами инструмента. Силовое звено создает, тем самым, необходимые для затяжки поршня и поршневого штока высокие крутящие моменты, которые через первый и второй элементы инструмента прикладываются к поршню и поршневому штоку.

Силовое звено содержит при этом предпочтительно присоединительный элемент, через который оно приводится в действие посредством любого внешнего привода, в частности электровинтоверта. Тем самым, силовое звено, в частности в виде передачи, в частности в виде передачи с ходовым винтом, может без проблем приводиться в действие посредством внешнего привода, так что сам инструмент обходится без привода. За счет этого инструмент опять-таки, может быть выполнен компактным и рентабельным, причем привод осуществляется посредством и так имеющихся на стройплощадке приводов, например электровинтоверта. При движении плеч рычага можно использовать любые силовые звенья. Так, может найти применение предпочтительно гидроцилиндр, приводимый в действие небольшим компактным агрегатом. Можно использовать, например, также электрогидроцилиндры или пневмоцилиндры или любой другой линейный привод.

Первый и второй элементы инструмента предпочтительно имеют плечи рычага, через которые крутящий момент вводится в первый и второй элементы инструмента. За счет рычажного действия плеч рычага создается высокий крутящий момент.

Предпочтительно между плечами рычага первого и второго элементов инструмента расположено силовое звено, в частности передача с ходовым винтом, создающее крутящий момент. В результате образуется компактное устройство, посредством которого могут создаваться контролируемые моменты затяжки. В частности, использование передачи с ходовым винтом обеспечивает контролируемую затяжку с высокими моментами без необходимости для этого отдельного силового привода.

Далее предлагаемый инструмент предпочтительно содержит один или несколько адаптеров, за счет которых он может использоваться для различных поршней и/или поршневых штоков. При этом адаптер предпочтительно соединен с соединительными элементами инструмента и сам содержит соединительные элементы, посредством которых адаптер разъемно соединяется с поршнем и поршневым штоком гидроцилиндра. Адаптер передает необходимые для затяжки поршня и поршневого штока крутящие моменты также на гидроцилиндры, которые содержат ответные соединительные элементы, несовместимые с соединительными элементами инструмента.

Изобретение включает в себя также гидроцилиндр с поршневым штоком и навинченным на поршневой шток поршнем, в частности гидроцилиндр с поршнем диаметром более 200 мм, причем поршень и поршневой шток содержат ответные соединительные элементы для разъемного соединения с соединительными элементами инструмента для навинчивания поршня, как это описано выше. Предлагаемый инструмент может использоваться в таком гидроцилиндре для простого и надежного затягивания поршня на поршневом штоке.

Изобретение включает в себя также поршневой шток для гидроцилиндра, содержащий ответные соединительные элементы со стороны поршня для разъемного соединения с соединительными элементами инструмента для навинчивания поршня. Кроме того, устройство включает в себя поршень для гидроцилиндра, содержащий ответные соединительные элементы для разъемного соединения с соединительными элементами инструмента для навинчивания поршня. За счет ответных соединительных элементов на поршневом штоке со стороны поршня и ответных соединительных элементов на поршне можно простым и надежным образом использовать предлагаемый мобильный инструмент для монтажа, например на стройплощадке, нового поршня на поршневом штоке.

При этом у гидроцилиндра, поршневого штока или поршня соединение между соединительными и ответными соединительными элементами осуществляется предпочтительно за счет геометрического замыкания. Это позволяет с помощью простых конструктивных средств создавать соединения, посредством которых могут передаваться требуемые значительные крутящие моменты.

При этом ответные соединительные элементы предпочтительно располагаются на торцах поршневого штока и/или поршня. За счет этого можно использовать конструктивно относительно небольшой инструмент, который должен воздействовать только на торцы поршневого штока и поршня.

Кроме того, ответные соединительные элементы предпочтительно имеют выемки, в которые с геометрическим замыканием вставляются соединительные элементы инструмента, причем вставка происходит предпочтительно аксиально. Это позволяет быстро и, тем не менее, надежно создавать разъемные соединения между инструментом, поршнем и поршневым штоком.

Изобретение включает в себя также адаптер для инструмента, посредством которого инструмент может использоваться для различных поршней и/или поршневых штоков. Благодаря адаптеру обеспечивается монтаж различных гидроцилиндров только одним инструментом за счет того, что адаптер содержит соединительные элементы, необходимые для ответных соединительных элементов на поршне или поршневом штоке.

При этом адаптер содержит первый и второй элементы, выполненные с возможностью вращения по отношению друг к другу. Предпочтительно оба элемента адаптера установлены друг на друге с возможностью вращения. Адаптер содержит ответные соединительные элементы для соединения с соединительными элементами инструмента и соединительные элементы для соединения с ответными соединительными элементами поршня и поршневого штока. Первый элемент адаптера несет ответные соединительные элементы для соединения с соединительными элементами первого элемента инструмента и соединительные элементы для соединения с ответными соединительными элементами поршня, а второй элемент адаптера несет ответные соединительные элементы для соединения с соединительными элементами второго элемента инструмента и соединительные элементы для соединения с ответными соединительными элементами поршня. При этом ответные соединительные элементы адаптера могут быть выполнены в виде выемок, в которые входят соединительные элементы инструмента, а соединительные элементы адаптера могут быть выполнены в виде цапф, которые входят в выполненные в виде выемки ответные соединительные элементы поршня и поршневого штока.

При этом могут быть предусмотрены несколько адаптеров, которые позволяют использовать предложенный инструмент с множеством различных гидроцилиндров.

Кроме того, изобретение включает в себя рабочую машину, в частности передвижную рабочую машину, в частности строительную машину, в частности гидравлический экскаватор, по меньшей мере, с одним предложенным гидроцилиндром.

Изобретение более подробно поясняется с помощью примеров его осуществления и чертежей, на которых изображают:

фиг.1a - пример выполнения гидроцилиндра с инструментом в первом примере выполнения, причем используется адаптер в первом примере выполнения;

фиг.1b - первый пример выполнения инструмента;

фиг.1с - второй пример выполнения инструмента;

фиг.2 - пример выполнения поршня в перспективе с видом на торцы поршня и поршневого штока;

фиг.3 - пример адаптера в перспективе.

На фиг.1а и 1b изображен первый пример выполнения инструмента для навинчивания поршня 3 на поршневой шток 4 гидроцилиндра. Инструмент содержит первый элемент 1 с соединительными элементами 10 для разъемного соединения с поршнем 3 и вращаемый относительно первого элемента 1 второй элемент 2 с соединительными элементами 20 для разъемного соединения с поршневым штоком 4. При этом соединительные элементы 10, 20 представляют собой цапфы, которые могут аксиально вставляться в соответствующие отверстия поршня и поршневого штока. Соединительные элементы 10, 20 создают соединение с геометрическим замыканием между первым элементом 1 и поршнем 3 и вторым элементом 2 и поршневым штоком 4, через которое могут передаваться крутящие моменты, необходимые для затяжки поршня на поршневом штоке. При этом ответные соединительные элементы на поршне 3 и поршневом штоке 4 расположены на торцах поршневого штока со стороны поршня и поршне, так что инструмент может без проблем аксиально надеваться на поршень и поршневой шток.

Второй элемент 2 инструмента содержит дискообразную соединительную пластину, на которой расположены соединительные элементы 20, а первый элемент 1 инструмента содержит также дискообразную соединительную пластину, на которой расположены соединительные элементы 10. Соединительная пластина первого элемента 1 инструмента выполнена в виде кольцевого диска и имеет центральное отверстие, через которое проходят соединительные элементы 20 на соединительном диске второго элемента 2 инструмента. В этом отверстии расположен также соединительный диск второго элемента 2 инструмента.

Первый элемент 1 инструмента установлен с возможностью вращения на втором элементе 2 инструмента, так что после соединения инструмента с поршнем и поршневым штоком за счет вращения первого элемента 1 инструмента относительно его второго элемента 2 на поршень 3 и поршневой шток 4 через соединительные элементы 10, 20 передается необходимый для их свинчивания крутящий момент. Элемент 1 инструмента поворачивается при этом через силовое звено 30 относительно элемента 2, в результате чего соединительные элементы 10 также поворачиваются относительно соединительных элементов 20, затягивая при этом поршень на поршневом штоке. В качестве силового звена 30 в данном примере предусмотрена передача с ходовым винтом. Она содержит резьбовую штангу 31, установленную с возможностью вращения на опоре 32. На резьбовой штанге 31 расположена ходовая гайка 33, которая при вращении резьбовой штанги 31 перемещается по ней. Передача усилия, созданного движением передачи с ходовым винтом, происходит при этом через плечо 11 рычага первого 1 и плечо 21 рычага второго 2 элементов инструмента. Опора 32 для резьбовой штанги 31 расположена на одном плече рычага, а ходовая гайка 33 расположена на другом плече рычага. Опора 32 и ходовая гайка 33 сочленены с плечами рычагов с возможностью вращения вокруг соответствующей, расположенной перпендикулярно резьбовой штанге оси сочленения. При этом сочленение ходовой гайки 33 с плечом 11 рычага препятствует вращательному движению шпинделя 33 вокруг оси резьбовой штанги 31.

Для привода передачи с ходовым винтом предусмотрен присоединительный элемент 34, через который шпиндель приводится в действие посредством внешнего привода, например электровинтоверта. В зависимости от направления привода можно либо размыкать, либо замыкать соединение между поршнем и поршневым штоком.

В первом примере выполнения инструмента соединительные элементы 10, 20 включают в себя цапфы, расположенные перпендикулярно оси вращения его элементов 1, 2 напротив друг друга по отношению к ней. В качестве альтернативы этому возможны также любые другие соединительные средства. На фиг.1 с изображен второй пример выполнения инструмента, в котором на его элементе 2 вместо двух цапф предусмотрен шестигранник 22, входящий во внутренний шестигранник на штоке цилиндра. Однако возможны также другие геометрические формы, например зубчатые венцы, внутренние или внешние контуры. Точно так же возможны другие геометрические формы соединительных элементов 10 на элементе 1 инструмента.

На фиг.2 в перспективе изображен пример выполнения поршня 3 и поршневого штока 4, где показаны соответствующие торцы со стороны поршня. При этом видны ответные соединительные элементы 6 поршня и ответные соединительные элементы 8 поршневого штока, предназначенные для разъемного соединения с соединительными элементами 10, 20 инструмента. При этом ответные соединительные элементы 6, 8 представляют собой выемки, в которые аксиально могут вставляться соединительные элементы. Для этого ответные соединительные элементы располагаются на торцах поршня и поршневого штока. Внешние соединительные элементы 10 первого элемента 1 инструмента вставляются в ответные соединительные элементы 6 поршня, а внутренние соединительные элементы 20 второго элемента 2 инструмента вставляются в ответные соединительные элементы 8 на торце поршневого штока. За счет вращения соединительных элементов 10 первого элемента 1 инструмента и соединительных элементов 20 его второго элемента 2 поршень 3 может навинчиваться на поршневой шток 4 и отвинчиваться от него.

Чтобы облегчить надевание инструмента на поршень и поршневой шток, в качестве альтернативы изображенному на фиг.2 устройству возможны также несколько распределенных по периферии ответных соединительных элементов 6, 8, так что элементы 1, 2 инструмента могут соединяться с поршнем и поршневым штоком соответственно в разных положениях. То же самое достигается за счет того, что, как и в примере на фиг.1с, используется контур с разной симметрией, благодаря чему в неподвижном положении поршня 3 и поршневого штока 4 возможны несколько положений элементов 1, 2 инструмента по отношению друг к другу, в. которых возможно соединение между инструментом, поршнем и поршневым штоком.

Чтобы один и тот же инструмент можно было использовать для поршней и поршневых штоков с разными ответными соединительными элементами или с разными размерами, изобретение включает в себя адаптер 5, представленный на фиг.3. Он содержит первый элемент 51, соединяемый с первым элементом 1 инструмента, и второй элемент 52, соединяемый через ответные соединительные элементы 72 со вторым элементом 2 инструмента. Для этого соединительные элементы 10, 20 вставляются в ответные соединительные элементы 72. Элементы адаптера содержат далее соединительные элементы 61, 62, которые создают соединение соответственно с поршнем и поршневым штоком. В данном примере соединительные элементы 61, 62 вставляются в ответные соединительные элементы 6, 8 соответственно поршня и поршневого штока.

Первый элемент 51 адаптера выполнен в виде кольцевого диска и имеет в середине круглую выемку, в которую с возможностью вращения вставлен его второй элемент 52. Использование адаптера между поршнем, поршневым штоком и инструментом видно также на фиг.1.

Благодаря предложенным инструменту и гидроцилиндру с соответствующими поршнем и поршневым штоком возможно простое и надежное создание высоких контролируемых моментов затяжки. За счет этого создана рентабельная альтернатива существующим затяжным машинам, которая отличается, в частности, тем, что создан рентабельный мобильный инструмент простой конструкции для навинчивания поршня на поршневой шток.

Особенно предпочтительным образом изобретение применяется при этом в гидроцилиндрах, содержащих поршень диаметром 200-500 мм. В частности, оно применяется в гидроцилиндрах рабочих машин, в частности мобильных рабочих машин, например передвижных строительных машин. При этом особенно предпочтительно оно применяется, например, в гидравлических экскаваторах.

Однако предложенный инструмент может использоваться вообще для затяжки больших резьбовых соединений, если свинчиваемые между собой части содержат ответные соединительные элементы, посредством которых они могут соединяться с соединительными элементами инструмента. Для этого могут быть предусмотрены также соответствующие адаптеры.