PL138216B1 - Arrangement of permanent magnets on a piston rod of sliding piston mechanism and method of manufacturing a piston rod provided with at last one permanent magnet - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 1987 07 31 138 216 G^YTtLNI.A du Patentowego Lnt. Cl.4 F16J 7/00 Twórca wynalazku — Uprawniony z patentu: Gewerksenatt Eisenhutte Westfalia, Lunen (Republika Federalna Niemiec) Uklad magnesów trwalych na tloczysku mechanizmu z tlokiem przesuwnym oraz sposób wytwarzania tloczyska zaopatrzonego w co najmniej jeden magnes trwaly Wynalazek dotyczy ukladu magnesów trwalych na tloczysku mechanizmu z tlokiem przesuwnym, zwlasz¬ cza dla hydraulicznego wyposazenia sciany itp., przy czym co najmniej jeden magnes trwaly, który jest osadzony w metalowej tulei z niemagnetyzujacego sie materialu, jest utrzymywany w wybraniu, a tuleja jest zwiazana z powierzchnia tloczyska, a powierzchnie tloczyska maja wiazaca, jednorodna powloke metalowa. Wynalazek dotyczy równiez sposobu wytwarzania tloczyska zaopatrzonego w co najmniej jeden magnes trwaly Hydraulicz¬ ne mechanizmy z tlokiem przesuwnym z magnesami trwalymi, umieszczonymi w ich tloczyskach sa znane z opi¬ su zgloszeniowego RFN nr 2 917 609. Magnesy trwale sluza jako nadajnik sygnalu lub organ sterujacy, które wywoluja zalezny od skoku elektryczny sygnal lub uruchamiaja zalezny od skoku wlacznik magnetyczny.Mechanizmy z tlokiem przesuwnym, wyposazone w magnesy trwale sa zastosowane uprzywilejowanie do hydra¬ ulicznego lub elektrohydraulicznego sterowania obudowa w podziemnych pracach górniczych i sluza np. do przeprowadzenia sterowania wspólbieznego lub nadaznego silowników roboczych, np. silowników kroczacych i powrotnych silowników posuwowych stropnic itp. Dalej mechanizmy z tlokiem przesuwnym wyposazone w magnesy trwale znajduja zastosowanie jako silowniki przekladkowe do nadzorowania postepu frontu urabia¬ nia i przebiegu w scianie oraz do sterowania procesami roboczymi przy sterowaniach nastepczych obudowy itp.W tloczysku, znanym z opisu nr 2 917 609, magnesy trwale sa osadzone w metalowej tulei, wykonanej z mosiadzu, która jest osadzona w wybraniu w tloczysku i jest w nim ustalana np. za pomoca lutowania. Tloczy- sko po osadzeniu tulei, zawierajacej magnes trwaly, jest poddawane obróbce powierzchniowej, zwlaszcza pokry¬ waniu powloka chromowa lub niklowa aby osiagnac ochrone przed korozja. W praktyce wystapily znaczne, trudnosci takiego umieszczenia magnesów trwalych w tloczysku, zeby zapewnic wystarczajaco silne magnetycz¬ ne wypromieniowanie dla pewnego magnetycznego wlaczania lub nadania sygnalu, a oprócz tego zaopatrzyc tloczysko w równomierna, ciagla powloke metalowa jako ochrone przed korozja. Istnieje niebezpieczenstwo, ze w tych miejscach, w których sa osadzone magnesy trwale, powstanie defekt w powloce metalowej, który prowa¬ dzi do wady powierzchniowej i chropowatosci, przez co podczas pracy moze dojsc do uszkodzenia wrazliwych uszczelnien tloczyska.Zadaniem wynalazku jest stworzenie tloczyska, w którym magnesy trwale sa tak umieszczone, ze wspom¬ niane trudnosci przy nanoszeniu warstwy ochronnej przed korozja sa pewnie wyeliminowane, a magnesy trwale2 138 216 * sa pozbawione nie tylko mechanicznych uszkodzen przez zewnetrzne oddzialywanie, ale takze sa tak umieszczo¬ ne, ze jest zapewnione dokladnie ustalone magnetyczne wypromieniowanie. Dalej zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania takiego tloczyska z umieszczonymi magnesami trwalymi.Zadanie w odniesieniu do tloczyska zostalo rozwiazane dzieki temu, ze uksztaltowana w postaci garnka tuleja, wykonana ze stali odpornej na korozje i kwasy jest osadzona w otworze z dokladnym pasowaniem wtla¬ czanym, przy czym swoja otwarta strona jest zwrócona do podstawy otworu w tloczysku i opiera sie na niej, podczas gdy jej powierzchnia dna jest zwiazana z powierzchnia tloczyska i ze dno tulei ma grubosc, która jest znacznie mniejsza od grubosci swojej cylindrycznej scianki i korzystnie jest mniejsza od 2 mm. Zastosowanie tulei ze stali odpornej na korozje i kwasy, a wiec z materialu antymagnetycznego umozliwia naniesienie pewnej i jed¬ norodnej powloki metalowej, zwlaszcza chromu twardego lub takze powloki z niklu, wedlug znanych elektro¬ chemicznych sposobów, poniewaz tuleje z antymagnetycznej stali wykazuja praktycznie, przy pokryciu metalem i poprzedzajacej chemicznej kapieli oczyszczajacej jednakowe wlasciwosci, jak ulepszone stale wedlug DIN 17200 (stal chromomolibdenowa), stosowane w porównywalny sposób na tloczyska. W tych materialach na tloczyska chodzi o stale magnetyzowalne.Odporna na korozje i kwasy, antymagnetyczna stal zastosowana na tuleje ma przede wszystkim w kapieli oczyszczajacej jednakowe wlasciwosci jak wspomniany material na tloczysko tak, ze material przy kapieli oczyszczajacej Jest powierzchniowo tak poddawany dzialaniu, ze nanoszenie jednorodnej powloki antykorozyj¬ nej nie nastrecza zadnych watpliwosci. Szczególne znaczenie ma to, ze zastosowanie tulei ze stali odpornej na korozje i kwasy zapewnia dokladnie ustalone magnetyczne wypromieniowanie manesów trwalych, poniewaz ten antymagnetyczny material oddzialywuje na tloczysko w kierunku wystarczajacej magnetycznej oslony tak, ze nie moze dojsc do znaczniejszego rozrzutu wypromieniowania w obszarze obwodu materialu tloczyska.Dobór materialu na tuleje prowadzi, zwlaszcza w polaczeniu ze zmniejszona gruboscia dna tulei, do waskiego ograniczonego strumienia magnetycznego o podwyzszonej indukcji, w przyblizeniu prostopadlego do powierzchni tloczyska, przez co jest podwyzszona pewnosc dzialania, wyzwalanego magnetycznie, podawania sygnalu.W ukladzie wedlug wynalazku tuleja jest utrzymywana z dokladnym pasowaniem wtlaczanym w otworze tloczyska, przy czym ona opiera sie swoja otwarta strona na podstawie otworu w tloczysku. Polaczenie z dokladnym pasowanym wtlaczanym ulatwia takze montaz. Magnes trwaly, stanowiacy maly magnes preto¬ wy, magnes odlewany lub spiekany jest celowo tak umieszczony z nieznacznym luzem w tulei, ze przy wprasowy- waniu tulei do otworu tloczyska, a takze w stanie wprasowanym stosunkowo wrazliwy na nacisk magnes trwaly nie podlega mechanicznemu uszkodzeniu przez zewnetrzne oddzialywania na tuleje i tloczysko. Wystarcza tutaj stosunkowo maly luz osiowy magnesu trwalego w tulei. W odniesieniu do dokladnego magnetycznego wypro¬ mieniowania magnesu trwalego jest korzystne, gdy dno tulei ma grubosc, która jest znacznie mniejsza od grubosci cylindrycznej scianki tulei i korzystnie jest mniejsza od 2 mm.Wytwarzanie tloczyska, zaopatrzonego w co najmniej jeden magnes trwaly, sposobem wedlug wynalazku polega na tym, ze tuleje z odpornej na korozje i kwasy antymagnetycznej stali, tak osadza sie w wybraniu w tloczysku, ze wystaje ona swoim dnem ponad powierzchnie tloczyska, po czym dno tulei równa sie az do powierzchni tloczyska i dopasowuje sie do niej, a nastepnie na powierzchni tloczyska i powierzchni tulei z nia zwiazanej nanosi sie powloke metalowa jako ochrone przed korozja. Stoczenie tulei prowadzi jednoczesnie do zmniejszenia grubosci dna tulei, co jak juz wspomniano, w odniesieniu do okreslonego magnetycznego wypromie¬ niowania magnesów trwalych jest zaleta. Sposób jest celowo tak przeprowadzany, ze po stoczeniu wystajacej czesci tulei tloczysko lacznie z dnem tulei jeszcze raz toczy sie, a potem poddaje sie wygladzaniu powierzchnio¬ wemu zwlaszcza obróbce dokladnej — hamowaniu, za nim wykona sie w znany sposób powloke metalowa.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia przekrój poprzeczny przez tloczysko z umieszczonym magnesem trwalym, a fig. 2 - przekrój przez tuleje przyjmujaca magnes trwaly. Na figurze 1 jest przedstawione jedynie cylindryczne tloczysko 10 mechanizmu z tlokiem przesuwnym, które w znany sposób jest wykonane z ulepszonej stali wedlug DIN 17200, w ogólnosci stali chromomolibdenowej. Ten material ma znane magnetyczne wlasciwosci. Tloczysko ma osiowe otwory 11 i 12 dla do i odprowadzenia hydraulicznego medium cisnieniowego z i do obydwu przestrzeni cylindrycznych mechanizmu z tlokiem przesuwnym. W tloczysku 10 jest umieszczony co najmniej jeden magnes trwaly 13.W ogólnosci tloczysKp 10 ma szereg magnesów trwalych, umieszczonych w odstepie na swojej dlugosci. Jako magnes staly stosuje sie znanego rodzaju magnes odlewany lub spiekany. Magnes staly 13 jest wykonany z male¬ go cylindrycznego magnesu pretowego, który na swoich obydwu przeciwleglych koncach ma bieguny magnetyczne.Magnes trwaly 13 jest osadzony w tulei 14 w postaci garnka, która jest wykonana z odpornej na korozje i kwasy, antymagnetycznej stali. Tloczysko 10 ma promieniowy otwór 15, w który jest wprasowana swoja otwar¬ ta strona tuleja 14 ze znajdujacym sie w niej magnesem trwalym 13, mianowicie tak gleboko, ze tuleja 14 opiera sie swoja otwarta strona na dnie 16 otworu 15. Aby, zwlaszcza przy wprasowaniu tulei 14 w otwór 15 uniknac uszkodzenia wrazliwego na nacisk magnesu trwalego 13 ma on na wewnatrz tulei 14 nieznaczny luz osiowy tak, ze magnes trwaly 13 nie jest poddany dzialaniu sily wprasowania.138 216 3 Cylindryczna, w postaci garnka tuleja 14 jest przedstawiona na fig. 2 w powiekszonej podzialce. Na otwar¬ tym koncu tuleja 14 jest w miejscu 17 stozkowo na zewnatrz sfazowana, aby ulatwic wprasowanie w otwór 15 wtloczyku 10. Powierzchnia czolowa 18 tulei 14 opiera sie, jak wspomniano, na podstawie 16 otworu 15.Dno 19 tulei 14 ma grubosc X, która jest znacznie mniejsza od grubosci Y cylindrycznej scianki tulei. Wymiar X wynosi np. 2 do 4 mm, a wymiar Y 4 do 6 mm. Srednica zewnetrzna D tulei 14 wynosi 10 do 14 mm. Dlugosc Z tulei 14 jest wieksza o np. 1 do 2 mm od dlugosci, wzglednie glebokosci promieniowego otworu 15 w tloczys- ku 10. Tuleja 14 wraz z magnesem trwalym 13 w nim osadzonym jest wciskana w otwór 15 az do styku z podsta¬ wa 16 otworu 15 tak, ze tuleja 14 wystaje swoim dnem 19 ponad cylindryczna powierzchnie 20 tloczyska 10.Wprowadzanie magnesu trwalego 13 z tuleja 14 w otwór 15 w tloczysku 10 nastepuje uprzywilejowanie w ten sposób, ze po obróbce wstepnej powierzchni 20 tloczyska 10, tuleja 14 wraz z magnesem trwalym 13 jest wciskana w otwór 15, po czym czesc dna 19 tulei 14 wystajaca z otworu 15 jest w mechaniczny sposób odcina¬ na, korzystnie toczona wiórowo. W nastepnym przejsciu roboczym cale tloczysko 10 wraz z dnem 19 tulei 14 jest ponownie toczone, po czym w dalszym przejsciu roboczym jest przeprowadzana obróbka dokladna, to znaczy gladzenie powierzchni np. przez hamowanie. Przy wspomnianych procesach roboczych osiaga sie calko¬ wite dopasowanie powierzchni zewnetrznej 21 dna 19 tulei 14 do cylindrycznej powierzchni 20 tloczyska 10.Jednoczesnie dno 19 tulei 14 jest w swojej grubosci X tak daleko zmniejszone, ze nastepuje dokladnie ustalone magnetyczne wypromieniowanie. Po wspomnianych mechanicznych srodkach obróbczych dno 19 tulei 14 ma grubosc, która celowo nie jest wieksza od okolo 2 mm, a korzystnie okolo 1 mm.W obróbce koncowej nastepuje chromowanie na twardo lub pokrycie niklem tloczyska 10, w tradycyjny sposób, w celu osiagniecia ochrony przed korozja i zmniejszenie chropowatosci tloczyska 10. Przy tym tloczys¬ ko 10 przed pokryciem metalem jest w znany sposób traktowane w chemicznej kapieli oczyszczajacej. Poniewaz antymagnetyczny material ma tuleje 14, w kapieli oczyszczajacej a takze przy pokryciu metalem ma jednakowe wlasciwosci jak wspomniany material tloczyska, osiaga sie jednorodne, bez zarzutu pokrycie metalem tloczyska, takze w miejscach umieszczenia tulei. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Uklad magnesów trwalych na tloczysku mechanizmu z tlokiem przesuwnym, zwlaszcza dla hydraulicz¬ nego wyposazenia sciany itp., przy czym co najmniej jeden magnes trwaly, który jest osadzony w metalowej tulei, z niemagnetyzujacego sie materialu jest utrzymywany w wybraniu w tloczysku a tuleja jest zwiazana z po¬ wierzchni tloczyska, a powierzchnia tloczyska i powierzchnia tulei maja wiazaca, jednorodna powloke, zna¬ mienny tym, ze uksztaltowana w postaci garnka tuleja (14), wykonana ze stali odpornej na korozje i kwasy jest osadzona w otworze (15) z dokladnym pasowaniem wtlaczanym, przy czym swoja otwarta strona jest zwrócona do podstawy (16) otworu (15) w tloczysku (10) i opiera sie na niej, podczas gdy jej powierzchnia (21) dna (19) jest zwiazana z powierzchnia (20) tloczyska (10) i ze dno (19) tulei (14) ma grubosc, która jest znacznie mniejsza od grubosci (Y) swojej cylinrycznej scianki i korzystnie jest mniejsza od 2 mm.
2. 2. Sposób wytwarzania tloczyska mechanizmu z tlokiem przesuwnym, zaopatrzonego w co najmniej jeden magnes trwaly, znamienny tym, ze tuleje (14) z odpornej na korozje i kwasy antymagnetycznej stali tak osadza, sie w wybraniu (15) tloczyska (10), ze wystaje ona swoim dnem (19) ponad powierzchnia (20) tlo¬ czyska (10) po czym dno (19) tulei (14) równa sie az do powierzchni (20) tloczyska (10) i dopasowuje sie do niej a nastepnie na powierzchni (20) tloczyska (10) i powierzchni (21) tulei (14) z nia zwiazanej nanosi sie powloke metalowa jako ochrone przed korozja zwlaszcza powloke chromowa lub niklowa.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze po stoczeniu wystajacego dna (19) tulei (14) tloczysko (10), lacznie z dnem (19) tulei (14), toczy sie i poddaje gladzeniu powierzchniowemu.H38 216 FIG. 2 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 cgz. Cena 130 zl. PL