УСТРОЙСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ ЦИЛИНДР, НАПРИМЕР, РАЗЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО
DEVICE WITH CYLINDER, FOR EXAMPLE, EXPANDING TOOL

Область изобретения
Изобретение относится к устройству с гидравлическим цилиндром, например разжимному устройству, используемому различными спасательными службами во всем мире. Такие устройства, например, известны из EP-А1-0.412.434, относительно которых по меньшей мере признаки отличительной части приложенного независимого пункта формулы являются новыми.
Разжимные устройства используются, например, для высвобождения жертв, застрявших в попавших аварию автомобилях или в других подобных ситуациях, за счет разжимания или подъема тяжелых структурных деталей. Такое смещение грузов следует производить быстро и безопасно, и для этой цели необходимы гидравлические цилиндры, прилагающие достаточную силу. Эти гидравлические цилиндры характеризуются плунжером со штоком поршня, который при использовании системы управления (например, интегрированной системы управления), может стопориться бесступенчато изменяющимся способом в любом требуемом положении. Груз, смещенный таким способом, фиксируется и его возвратное движение предотвращается с помощью встроенных гидравлических обратных клапанов.
Однако в известных устройствах имеется по меньшей мере один недостаток, заключающийся в том, что простота использования и скорость работы невысоки.
Настоящее изобретение было создано с целью повышения маневренности и скорости и простоты использования. Согласно настоящему изобретению устройство обладает признаком, согласно которому устройство содержит освобождаемую и радиально регулируемую рукоятку, которую можно закреплять на устройстве по меньшей мере в двух радиальных положениях относительно цилиндра. Такая рукоятка полезна для облегчения переноски устройства, а возможность радиальной регулировки предотвращает помехи со стороны рукоятки, когда устройство установлено в место использования и гидравлический цилиндр вступает в работу.
Известно использование разных цилиндров разной длины. Однако такое решение требует дополнительного пространства для хранения и увеличения грузоподъемности автомобиля, на котором такие инструменты транспортируются.
Известно также применение телескопических цилиндров или цилиндров с плунжерами, выдвигающимися с двух сторон. Недостатком телескопически выдвигающихся плунжеров является небольшая сила на конце конечного плунжера по сравнению с силой первого, наибольшего плунжера. Приведение в действие телескопического плунжера далее требует большого количества масла, поэтому соответствующий насос должен иметь большой масляный резервуар.
В цилиндрах с двумя выдвижными плунжерами скорость установки зависит от подачи масла насосом. Во многих случаях требуемая подача гидравлического плунжера под нагрузкой (прижатие к разжимаемым деталям, например, в аварийном автомобиле) невелика, но ход (длина выдвижения), который нужно выбрать гидравлически, все равно необходим, чтобы устранить разницы между собственной длиной цилиндра в сдвинутом состоянии и пространством между разжимаемыми деталями, прежде чем к разжимаемым деталям можно будет приложить силу.
Целью настоящего изобретения является устранение недостатков известных решений, для чего предлагается устройство, в частности разжимное устройство, обладающее признаками, определенными в единственном независимом пункте формулы.
Таким образом, предлагается устройство по предпочтительному варианту настоящего изобретения, в котором реализована комбинация мощного гидравлического механизма с возможностью быстрой и простой механической предварительной установки длины устройства, которая приближается к требуемой длине для быстрого приложения гидравлической силы, например, к разжимаемым деталям. Это достигается на основе удлинителя, с помощью которого такая предварительная настройка длины может осуществляться быстро. Таким образом, появляется возможность в требуемом положении установки сначала выдвинуть механически регулируемую часть приблизительно до требуемой длины устройства, а затем выдвинуть гидравлический плунжер. При такой конструкции операция может быть выполнена значительно быстрее, поскольку плунжер гидравлического цилиндра должен выполнить лишь минимальный ход без нагрузки, прежде чем плунжер войдет в контакт с разжимаемыми деталями. Кроме того, необходима существенно меньшая подача масла. Механическая настройка удлинителя по настоящему изобретению может осуществляться за несколько секунд. Запирание на установленной длине устройства происходит предпочтительно автоматически, например после освобождения управляющего элемента, и после этого гидравлический плунжер можно вводить в контакт с разжимаемыми деталями. Это позволяет создать своего рода быструю механическую регулировку перекрытия разницы в длине, после чего гидравлический плунжер создает силу для смещения груза.
В предпочтительном варианте устройство по настоящему изобретению обладает признаком, согласно которому удлинитель выдвигается и вдвигается телескопически относительно штока поршня механически и вручную.
Устройство по настоящему изобретению, однако, предпочтительно обладает признаком, согласно которому удлинитель выполнен с возможностью по меньшей мере осевого перемещения относительно корпуса цилиндра и с возможностью крепления к этому корпусу. Таким образом, удлинитель содержит своего рода втулку или цилиндрический корпус цилиндра, что может быть полезно при формировании защиты цилиндра без потенциального возникновения - как это имеет место в вышеописанном варианте - ослабления штока поршня, хотя ни одна из этих опций не выходит за пределы объема защиты настоящего изобретения.
В таком варианте может быть полезно установить на корпус цилиндра направляющую для линейного движения удлинителя относительно корпуса цилиндра. Такая направляющая может иметь преимущество, заключающееся в том, что детали и компоненты на цилиндре, такие как гидравлические соединения, и на удлинителе не повреждаются, даже когда устройство удлиняется или укорачивается.
В варианте настоящего изобретения с освобождаемой и радиально регулируемой рукояткой может быть полезным, если устройство будет далее содержать соединитель для выборочного и освобождаемого крепления рукоятки в одном из выбранных положений из по меньшей мере двух таких положений. В рамках настоящего изобретения также возможно наличие большего количества положений. Хорошо определенные положения позволяют осуществлять весьма удобную регулировку или поворот рукоятки в положение, которое создает наименьшие помехи при использовании так, чтобы можно было с уверенностью не допустить помех со стороны рукоятки, когда цилиндр находится в работе. Такие помехи могут создаваться положением рукоятки, когда рукоятка расположена рядом с неподвижным элементом, который может мешать силе, создаваемой цилиндром.
В еще одном варианте устройство по настоящему изобретению рукояткой можно поворачивать (убирая его в сторону) и соединительное средство может содержать кольцо, проходящее вокруг корпуса цилиндра, соединенное с направляющей и имеющее по меньшей мере две ориентированные наружу точки зацепления, соответствующие описанным выше по меньшей мере двум положениям. Это решение является очень элегантным и простым. Направляющая может играть важную роль в этом варианте, если она имеется, поскольку в некоторых вариантах кольцо должно иметь возможность двигаться вместе с рукояткой вдоль длины цилиндра, но должно оставаться фиксированным в радиальном направлении, чтобы запирать радиально вращающуюся рукоятку. Это можно реализовать, если кольцо затем соединяется с направляющей. Для устройства также может быть полезно иметь признак, согласно которому точки зацепления имеют углубление для приема в него шарика в соединенном положении, и где соединительное средство содержит управляющий элемент, соединенный с рукояткой для выборочного вдавливания шарика в соответствующее углубление, и другое углубление ответной формы относительно шарика в рукоятке или на рукоятке, чтобы выборочно блокировать или разблокировать вращение рукоятки относительно кольца.
Дополнительно или альтернативно устройство по настоящему изобретению с удлинителем, регулируемым вдоль или по меньшей мере относительно цилиндра, может иметь признак, согласно которому замок содержит по меньшей мере два упора на внешней стороне корпуса цилиндра на расстоянии друг от друга, в осевом направлении цилиндра; и по меньшей мере один блокирующий блок на удлинителе, который выполнен с возможностью радиального движения, чтобы в положении, радиально выступающем от удлинителя, примыкать максимум к одному из упоров, а в радиально втянутом положении не взаимодействовать с упорами. В таком варианте устройство можно легко заранее настроить дискретными шагами так, чтобы получить по меньшей мере приблизительно требуемую длину, чтобы приложить силу гидравлическим цилиндром, например, к разжимаемым деталям, например, аварийного автомобиля. Упоры в данном случае могут содержать цилиндрические утолщенные участки на внешней стороне цилиндра, которые могут иметь по меньшей мере наклонную сторону, чтобы упростить механическое (ручное) удлинение устройства. Блокирующий блок может содержать по меньшей мере два сегмента, которые могут прижиматься прижимным средством, в частности пружиной, в начальное положение. Замок может содержать освобождающий элемент. Освобождающий элемент может быть управляемым контрмеханизмом, который в приведенном в действие состоянии переводит блокирующий блок в конечное положение. С таким начальным положением и конечным положением замок такой конструкции может работать очень легко, при том что гарантированно достигается правильное состояние запирания, в котором устройство готово к быстрой гидравлической нагрузке.
Концевое положение предпочтительно является выступающим положением, а начальное положение является втянутым положением. Вероятно это противоречит ожиданиям, но позволяет прекрасно выполнять функцию запирания.
Контрмеханизм может содержать: кольцо с многоугольной внутренней периферийной формой и по меньшей мере два шарика, которые расположены вдоль внутренней периферии кольца на расстоянии друг от друга и которые прилегают к сегментам. Указанные начальное и конечное положения, таким образом, хорошо определены и просты в эксплуатации: замок может работать при повороте кольца.
Упоры могут иметь по меньшей мере одну наклонную сторону. В этом случае удлинение осуществляется легко, поскольку наклонные стороны способствуют отжиманию блокирующего блока.
Далее имеется вариант, в котором удлинитель содержит втулку, в которую или из которой входит цилиндр в выключенном состоянии замка. Таким образом, удлинитель может служить защитой цилиндра.
В еще одном варианте устройство по настоящему изобретению может быть выполнено так, что цилиндр является цилиндром двойного действия. Сила может прилагаться и когда цилиндр выдвигается, и когда цилиндр вдвигается. Таким образом, устройство можно использовать не только для толкания, но и для вытягивания.
В варианте с направляющей устройство может быть выполнено так, что направляющая образована гидравлическим каналом, проходящим вдоль корпуса цилиндра. Такой канал служит для подачи и отвода гидравлической жидкости, но может служить и направляющей для рукоятки и кольца соединителя, чтобы обеспечить возможность угловой регулировки рукоятки.
Далее следует более подробное описание иллюстративного варианта настоящего изобретения со ссылками на чертежи, служащие лишь иллюстрацией и не ограничивающие настоящее изобретение, поскольку объем его защиты определен в приложенной формуле изобретения, в частности единственным независимым пунктом формулы. Одни и те же или одинаковые детали, компоненты и элементы на чертежах обозначены одними и теми же позициями.
Фиг. 1 - вид в перспективе устройства по настоящему изобретению в работе.
Фиг. 2 - вид в перспективе устройства по фиг. 1 в выдвинутом положении.
Фиг. 3 - вид в перспективе устройства по фиг. 1 в гидравлически активированном состоянии.
Фиг. 4 - вид в перспективе с частичным вырезом устройства по вышеперечисленным чертежам.
Фиг. 5 - сечение по линии V-V на фиг. 4.
Фиг. 6 - сечение, соответствующее фиг. 5, с открытым замком.
Фиг. 7 - вид в перспективе с частичным вырезом рукоятки с соединителем для ее крепления, и
Фиг. 8 - более подробный вид с вырезом комбинации рукоятки и ее блокирующего устройства, а также замка.
На фиг. 1, 2 и 3 показано устройство 1 по настоящему изобретению в различных рабочих состояниях. Устройство 1 используется в показанном иллюстративном варианте для разжимания дверного проема между стойками 3, 4 аварийного автомобиля 2 для вызволения пассажира (не показан) из автомобиля 2. В ситуации, показанной на фиг. 1, устройство 1 упирается в первую стойку 3. В устройстве по прототипу в это время необходимо немедленно увеличить гидравлическое давление в цилиндре, расположенном в устройстве 1 и который более подробно описан ниже.
Согласно настоящему изобретению и как показано на фиг. 2, используется удлинитель 5 с помощью которого устройство 1 можно механически и вручную удлинить, чтобы перекрыть расстояние между стойками 3, 4 автомобиля быстрее, чем при использовании гидравлического давления. При достижении устройством 1 требуемой длины активируется замок, который будет описан ниже, чтобы зафиксировать удлинитель 5 и цилиндр 6 относительно друг друга. Только после этого гидравлическое давление в цилиндре повышается с помощью гидравлических линий 7, чтобы выдвинуть плунжер и соединенный с ним шток поршня из цилиндра 6, чтобы перекрыть последнюю часть расстояния между стойками 3, 4, как показано на фиг. 3.
Устройство 1 более подробно показано на фиг. 4. Цилиндр 6 можно задвигать вручную в удлинитель 5 и выдвигать из него, при этом удлинитель сформирован как труба или втулка, в которую входит цилиндр 6. Когда достигнута требуемая длина, относительное положение удлинителя 5 и цилиндра 6 фиксируется с помощью замка, который будет описан ниже, так, чтобы эту зафиксированную сборку удлинителя 5 и цилиндра 6 можно было нагружать, когда шток 8 поршня выдвигается под действием гидравлического давления.
На части цилиндра 6, выступающей из удлинителя 5, расположена соединительная часть 9, которую через соединитель 10 можно подключать к гидравлическим линиям (не показаны). Далее на соединительной части 9 расположены управляющие кнопки 11 для включения и выключения цилиндра 6 и, более конкретно, для управления движением штока 8 поршня при его выдвижении из цилиндра 6 и втягивании в цилиндр 6.
В показанном варианте цилиндр 6 является цилиндром двойного действия. Гидравлическая линия 12 проходит для этого от соединительной части 9 до внешнего конца цилиндра 6, расположенного внутри удлинителя 5. По причинам, которые будут описаны ниже, эта гидравлическая линия 12 является трубкой, сохраняющей свою форму, что связано с двойной функцией, выполняемой этой линией в качестве направляющей для линейного перемещения цилиндра 6 относительно удлинителя 5. На стороне соединительной части 9 расположено соединение (не показано) с внутренней полостью цилиндра 6 так, что цилиндр 6 фактически является цилиндром двойного действия.
На фиг. 5 показан замок в сечении по линии V-V на фиг. 4. Замок расположен на внешнем конце удлинителя 5, где цилиндр 6 можно вручную вдвигать в удлинитель 5 и выдвигать из него. Замок обеспечивает фиксацию положения удлинителя 5 и цилиндра 6 относительно друг друга. На фиг. 5 показано запертое состояние замка, а на фиг. 6 показано открытое состояние замка. Этот замок содержит четыре отдельных элемента 15, 16, 17 и 18, на которые воздействует пружина 19 так, чтобы отжимать сегменты 15-18 наружу. Снаружи от периферии, определенной сегментами 15-18, находятся вкладыши 20-23, между которыми расположены шарики 27-27, а кольцо 28 с внутренней периферией восьмигранной формы расположено снаружи вкладышей 20-23 и шариков 24-27. Далее на кольце 28 имеется рукоятка 29, позволяющая поворачивать кольцо 28 с внутренней периферией многогранной формы на угловое расстояние из положения, показанного на фиг. 5, в положение, показанное на фиг. 6. Пружина 30, расположенная вдоль кольца, стремится вернуть кольцо обратно в положение рукоятки 29, показанное на фиг. 5, т.е. под соединительной пластиной 13, которая проходит к рукоятке 14, или, в любом случае, рядом с пластиной. Когда рукоятка 29 повернута из положения, показанного на фиг. 5, в положение, показанное на фиг. 6, возникает пространство, позволяющее шарикам 24-27 сместиться наружу в углы многогранной формы внутренней периферии кольца 28. Таким образом, деактивируется контрмеханизм, который фактически прижимает внутрь и удерживает сегменты 15-18 в положении, показанном на фиг. 5. Когда шарики 24-27 смещены наружу, в углы многогранной формы внутренней периферии кольца 28, сегменты 15-18 также смещаются наружу пружиной 19 так, что возникает большее внутреннее пространство, определяемой сегментами 15-18, и замок, таким образом, открывается (в положении рукоятки 29, показанном на фиг. 6). На внешней поверхности цилиндра 6 расположены утолщения 31, 32, 33, которые формируют упоры, с которыми входят в зацепление сегменты 15-18, входящие в более узкие части внешней поверхности цилиндра 6, расположенные между утолщениями 31, 32, 33, когда рукоятка 29 находится в положении, показанном на фиг. 5. Сегменты 15-18, таким образом, в положении рукоятки, показанном на фиг. 5, попадают в более узкие пространства между утолщениями 31-33, тогда как в положении рукоятки, показанном на фиг. 6, в котором рукоятка 29 повернута относительно положения, показанного на фиг. 5, сегменты выходят из этих более узких участков между утолщениями 31-33.
Следовательно, пользователь может повернуть рукоятку 29 на небольшое угловое расстояние, в результате чего сегменты 15-18 выйдут из узких частей между утолщениями 31-33 на внешней поверхность цилиндра 6. В этом состоянии замок открыт, и цилиндр 6 может свободно скользить в удлинитель 5 и из него, чтобы быстро задать предварительную комбинированную длину цилиндра 6 с удлинителем 5, без использования гидравлики. Когда будет достигнута требуемая комбинированная длина, пользователь отпускает рукоятку 29, которая под действием пружины 30 поворачивается обратно к соединительной пластине 13, чтобы прижать внутрь сегменты с шариками 24-27.
Пространство 31 далее остается свободным для прохода гидравлической сохраняющей свою форму трубки 12, которая также служит направляющей для линейного перемещения цилиндра 6 в удлинитель 5 и из него.
На виде в перспективе на фиг. 7 эта гидравлическая, сохраняющая форму линия 12 проходит по задней стороне и поэтому не видна.
На фиг. 7 далее показаны утолщенные участки 31-33, каждый из которых имеет верхнюю сторону, на радиальную кромку 35 которой в активированном состоянии могут опираться сегменты по фиг. 5 и 6, тем самым образуя замок.
На фиг. 7 далее показана рукоятка 14 на соединительной пластине 13. В соединительной пластине 13 сформирован управляющий элемент 36. Когда он сдвинут в направлении, показанном стрелкой А, шарик 37 выпадает из углубления 38, при этом таких углублений во внешней периферии круглого кольца 39, расположенного вокруг цилиндра 6, выполнено по меньшей мере два, а в показанном варианте даже четыре, и шарик остается неподвижным относительно цилиндра, когда рукоятка 14 на соединительной пластине 13 может поворачиваться вокруг цилиндра. Это может быть полезно, поскольку в некоторых рабочих ситуациях доступного пространства для рукоятки 14 может не хватать, и рукоятку в этом случае можно просто повернуть в сторону. Когда управляющий элемент 36 нажат в направлении стрелки А, шарик 37 падает в паз 40, и соединительную пластину 13 с рукояткой 14 можно поворачивать вокруг цилиндра 6. Оператор может отпустить элемент 36, и под действием пружины 41 он отжимается назад в направлении, противоположном показанному стрелкой А. Шарик 37 прижимается к внешней периферии кольца 39, пока не будет выполнен поворот до другого углубления 38. Затем шарик 37 падает в достигнутое углубление 38 и соединительная пластина 13 и рукоятка 14 вновь соединяются.
На фиг. 8 приведен вид с частичным вырезом, иллюстрирующий отношение между многими из вышеописанных деталей и компонентов. На фиг. 8 показаны только сегменты, образующие часть замка, но не показаны шарики 24-27 и вкладыши 20-23. С помощью работы рукоятки 29 обеспечивается возможность движения цилиндра 6 в удлинитель 5 и из него, а с помощью работы элемента 36 рукоятку 14 можно поворачивать вокруг периферии цилиндра для позиционирования ее в нужное положение, чтобы рукоятка 14 не могла стать препятствием для движения.
После изучения вышеприведенного описания и чертежей специалистам будут понятны многие дополнительные и альтернативные варианты, которые тем не менее должны считаться входящими в объем защиты настоящего изобретения, если такие варианты на выходят по духу и букве из объема защиты, определенном приложенной формулой.