ПНЕВМОЦИЛИНДР

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к пневматическим механизмам.
Известен пневмомеханический привод зажимных устройств, выполненный на базе двух клиновых механизмов с общими клиньями, содержащий пневмоцилиндр с поршнем, имеющим коническое отверстие, поверхность которого сопрягается с конической поверхностью клиньев. Рабочие поверхности клиньев выполнены по расчетной кривой и взаимодействуют с криволинейными поверхностями упора и втулки. Втулка сцеплена с винтом станочных приспособлений. При осевом перемещении втулки происходит сжатие пружин (а.с.№249136, МПК F16H, Кл. 47h, 22, опубл. 18.07.1969).
Недостатком известного технического решения является принцип его работы на зажим, не позволяющий использовать данную конструкцию в транспортных средствах.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является используемый в рулевой колонке транспортного средства пневмоцилиндр, содержащий корпус, установленный в корпусе полый поршень, выполненный с хвостовиком, на котором установлены запорные элементы с коническими поверхностями, замковое устройство, включающее размещенные между коническими поверхностями запорных элементов шарики и сепаратор. Шарики взаимодействуют с коническим кольцом, установленным в корпусе. Между корпусом и поршнем размещена пружина (патент WO 9720723, МПК B62D 1/184, опубл. 12.06.1997).
Недостатком известного технического решения является сложность конструкции, обусловленная наличием излишнего количества деталей.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является упрощение конструкции пневмоцилиндра.
Технический результат совпадает с технической задачей и достигается за счет того, что в пневмоцилиндре, содержащем корпус, установленный в корпусе полый поршень, пружину, размещенную между корпусом и поршнем, запорные элементы с коническими поверхностями, замковое устройство, включающее размещенные между коническими поверхностями запорных элементов фиксирующие шарики и сепаратор, внутренняя полость поршня выполнена с сопряженными коническими и цилиндрическими поверхностями, при этом замковое устройство установлено в полости поршня.
Такое конструктивное выполнение пневмоцилиндра позволяет упростить его конструкцию.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
фиг.1 - пневмоцилиндр, общий вид, с вырезом;
фиг.2 - пневмоцилиндр в разрезе с закрытым замком;
фиг.3 - пневмоцилиндр в разрезе с открытым замком;
фиг.4 - сечение А-А на фиг.1;
фиг. 5 - показано отверстие для ориентации пневмоцилиндра в пространстве.
Пневмоцилиндр содержит корпус 1, в котором установлен полый поршень 2 и запорные элементы 3 и 4. Запорные элементы 3 и 4 выполнены в виде ступенчатых осей.
Внешний конец (ступень среднего диаметра) запорного элемента 3 установлен в торце корпуса 1 и зафиксирован стопорным кольцом 5 от продольного перемещения. Внешний конец (ступень среднего диаметра) запорного элемента 4 установлен в отверстии опорной шайбы 6, которая ограничена в корпусе 1 стопорным кольцом 7, а на запорном элементе 4 - ступенью большего диаметра.
На внутренних концах запорных элементов 3 и 4 (ступени меньшего диаметра) установлены диски 8 с коническими поверхностями, обращенными навстречу друг другу. Между коническими поверхностями размещены металлические фиксирующие шарики 9, которые расположены равноудалено друг относительно друга по окружности. Равноудаленное расположение шариков 9 обеспечивается сепаратором 10. Конические поверхности дисков 7, фиксирующие шарики 9 и сепаратор 10 образуют замковое устройство. Замковое устройство установлено во внутренней полости поршня 2.
Внутренняя полость поршня 2 выполнена с сопряженными коническими и цилиндрическими поверхностями переменного сечения, с которыми взаимодействуют шарики 9. Поршень 2 установлен на ступени большего диаметра запорного элемента 3.
В корпусе 1 между опорной шайбой 6 и опорной шайбой 11 установлены пружины 12 и 13, вставленные одна в другую. Пружины 12 и 13 через опорную шайбу 11 упираются в торец поршня 2 стремясь отжать его в противоположный конец корпуса 1. В корпусе 1 выполнено отверстие 14 для подачи воздуха во внутреннюю полость 15 корпуса 1.
Внешний конец запорного элемента 3 уплотнен резиновым кольцом 16. Сопряжение поршня 2 с осью запорного элемента 3 и с корпусом 1 уплотнено соответственно резиновыми кольцами 17 и 18.
Запорные элементы 3 и 4 имеют центральное отверстие 19, предназначенное для установки оси крепления пневмоцилиндра.
При использовании пневмоцилиндра, например в рулевой колонке транспортного средства, в корпусе 1 выполнено отверстие 20 под фиксатор для ориентации пневмоцилиндра в пространстве при перемещении рычагов.
Пневмоцилиндр работает следующим образом.
При подаче сжатого воздуха через отверстие 14 в полость 15 корпуса 1 происходит перемещение поршня 2 под действием усилия сжатого воздуха, при этом поршень 2 преодолевает усилие сжатия пружин 12 и 13. Таким образом, при перемещении поршня 2 в направлении противоположном разжимающему усилию, происходит перемещение шариков 9 по сопряженными коническими и цилиндрическими поверхностями внутренней полости поршня 2 и, как следствие, происходит увеличение диаметрального размера расположения шариков 9. В результате чего происходит сближение запорного элемента 4 относительно запорного элемента 3. Сближение запорных элементов 3 и 4 обеспечивает уменьшение размера L, т.е. силовой замок открывается. При сбросе сжатого воздуха из полости 15 через отверстие 14 в атмосферу происходит возврат поршня 2 под действием пружин 12 и 13, вследствие чего происходит перемещение шариков 9 с уменьшением диаметрального размера расположения шариков 9. В результате чего происходит отдаление запорного элемента 4 от запорного элемента 3. Отдаление запорных элементов 3 и 4 обеспечивает увеличение размера L, т.е. силовой замок закрывается.
Заявляемое техническое решение позволяет упростить конструкцию пневмоцилиндра.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.