BG64415B1 - Контролен клапан за хидравличен управляващ механизъм - Google Patents

Abstract

Клапанът се използва за управление на тежки и бавнодвижещи се превозни средства. Той има опростена конструкция, като изработването, монтажът и експлоатацията му се извършват при намалени разходи. Конструкцията позволява пружинните листове да бъдат изпълнени с по-малка дължина, при което се постига двоен ефект - намаляват се разходите за материали за изработване на пружинните листове, като едновременно с това се получава функционално предимство в по-къс ход на пружината в неутрално положение. Клапанът се състои от корпус (1) с външна управляваща втулка (3) и вътрешно управляващо бутало (4). В диапазона на радиалния канал (16) втулката (3) има оформен интегриран радиален упор (19), а част от челната повърхнина на всеки опорен лист (13) е оформена като радиална повърхнина на упор (20) и частот челната повърхнина на всеки пружинен лист (14) е оформена като радиална повърхнина на упор (21). а

Description

Изобретението се отнася до контролен клапан за хидравличен управляващ механизъм, намиращ приложение за управление на превозни средства. Такъв вид кормилни управления работят изцяло хидравлично и с предимство се използват за управление на тежки и бавно движещи се превозни средства.

Предшестващо състояние на техниката

Основно кормилното управление се състои от орбитален механизъм с обемно действие с един вътрешно назъбен външен пръстен н един външно назъбен, притежаващ един зъб по-малко ротор и един напасван управляващ клапан с въртящ се шибър, обединени и един корпус. Управляващият клапан с въртящия се шибър се състои от външна управляваща втулка и вътрешно управляващо бутало и е свързан хидравлично с орбиталния механизъм с обемно действие. Вътрешното управляващо бутало от една страна има механична връзка с кормилно колело (волан) и от друга страна с ротора на орбиталния механизъм с обемно действие. Управляващото бутало и управляващата втулка са разположени концентрично един спрямо друг и се завъртат в ограничен ъгъл срещу силата на една пружина.

Тази пружина по правило се състои от пакет отделни, радиално изравнени листови пружини, които се опират към радиални канали в управляващата втулка и в управляващото бутало. Пружинният пакет симулира изходящото съпротивление при управлението на едно от колелата и от друга страна връща обратно управляващия клапан при ненатоварено кормилно колело в неговото неутрално положение. Такъв пружинен пакет е описан в DE-PS 2814230, който се състои от две листови пружини, които са равномерно огънати по цялата тяхна дължина и са изравнени по техните изпъкнали външни повърхнини и които лежат една към друга с тези повърхнини.

От двете страни са разположени две изравнени опорни плочи, монтирани като сандвич и имат една и съща дължина. Двата края на този пружинен пакет, състоящ се от листови пружини и опорни плочи, влизат в противоположно лежащите канали на управляващото бутало и на управляващата втулка, при което дължината на този пружинен пакет е из пълнена по-малка от външния диаметър на външната управляваща втулка.

При такова конструктивно изпълнение се получава автоматично това, че огънатите листови пружини на пружинния пакет при различни случаи на натоварване довеждат до променящи се изменения на дължините на двете огънати листови пружини. Това автоматично води до радиално изместване на двете огънати листови пружини спрямо двете прави опорни плочи, респективно на двете огънати листови пружини една спрямо друга и с това до радиално излизане от управляващия клапан. Двете листови пружини при това влизат в допир с мекия материал на корпуса и го повреждат. Това довежда до функционални влияния и като последствие се получава по-кратък живот на кормилното управление.

Този недостатък по всеобщо известен начин е отстранен, като на външната управляваща втулка в областта на пружинния пакет се изработва степенна на външния диаметър, върху която се поставя закален пръстен. Този пръстен ограничава радиалното излизане на огънатите листови пружини и подпира мекия корпус.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да се спести радиалният осигурителен пръстен за пружинния пакет на стандартен управляващ клапан при запазване на функционалната сигурност и дълготрайност на използване.

Задачата се решава чрез контролен клапан за хидравличен управляващ механизъм, изпълнен като въртящ се управляващ клапан и състоящ се от корпус, външна управляваща втулка и вътрешно управляващо бутало. Управляващата втулка е свързана от една страна с подвеждащ извод и с отвеждащ извод и от друга страна с механизъм с обемно действие и с управляващото бутало, механично от една страна с волана и от друга страна с управляващата втулка. Управляващото бутало и управляващата втулка се завъртат ограничено едно спрямо друго чрез пружинен пакет, при което последният е напасван в радиално преминаващи канали на управляващото бутало и на управляващата втулка. Клапанът се състои най-малко от два външни опорни листа и наймалко два външни огънати и лежащи един върху друг с техните изпъкнали външни повърхнини пружинни листове и притежава радиално осигуряване.

Съгласно изобретението управляващата втулка, в диапазона на радиалния канал, притежава интегриран радиален упор и една част от челната по върхнина на всеки опорен лист е оформена като радиална повърхнина на упора и една част от челната повърхнина на всеки пружинен лист е оформена като радиална повърхнина на упора.

Радиалният упор на външната управляваща втулка е образуван чрез разширение на диаметъра на проходния отвор и радиалните повърхнини на упора на опорните листове чрез изработване на степенки по дължина.

По-голямата дължина на опорните листове е равна или по-малка от външния диаметър на управляващата втулка и по-малката дължина е равна или по-малка от диаметъра на разширението на диаметъра и разгънатата дължина на всеки пружинен лист е равна или по-малка от диаметъра на разширението на диаметъра.

С изобретението се отстраняват недостатъците, описани в нивото на техниката. Значително се намаляват разходите за производство, материали и монтаж на изделието. Реализирането на новата конструкция на опорните листове не изисква никакви допълнителни разходи за производство. Допълнително се спестяват материални разходи и поради това, че пружинните листове могат да бъдат изработени и по-къси. Благодарение на по-късите пружинни листове се получава и допълнително функционално предимство. Така например по-късите пружинни листове водят до повишена пружинна сила и по този начин обезпечават по-къс ход на пружината в неутрално положение.

Пояснение на приложените фигури

По-нататьк в описанието е представено едно примерно изпълнение на изобретението, което се пояснява с приложените фигури, от които:

фигура 1 представлява напречен разрез на хидравлично кормилно управление;

фигура 2 - напречен разрез на управляващ клапан;

фигура 3 - поглед отпред и отгоре на опорен лист;

фигура 4 - поглед отпред и отгоре на пружинен лист;

фигура 5 - изглед отстрани на външна управляваща втулка;

фигура 6 - частичен надлъжен разрез на външна управляваща втулка.

Примерно изпълнение на изобретението

Хидравличното кормилно управление има присъединителен извод за нагнетяваща помпа, два цилиндрични извода за управляваните колела и извод за обратно връщане в резервоара.

Съгласно фиг. 1 кормилното управление се състои главно от корпус 1, механизъм с обемно действие, работещ по героторния принцип 2, който е челно закрепен чрез фланец към корпуса 1, както и от управляващ клапан, работещ по принципа на въртящия се шибър с външна, напасвана към корпуса управляваща втулка 3 и едно вътрешно, движещо се в управляващата втулка 3, управляващо бутало 4. Механизмът с обемно действие 2 се състои от вътрешно назъбен външен пръстен 5 и един външно назъбен, притежаващ един зъб по-малко, ротор 6, които между себе си оформят камерите за компресиране 7. Камерите за компресиране 7 са свързани чрез канали в корпуса 1 хидравлично с управляващия клапан и с кормилния цилиндър. Механизмът с обемно действие 2 е съединен с капак 8 и междинна шайба 9 към корпуса 1.

Вътрешно лежащото управляващо бутало 4 на управляващия клапан има здрава връзка срещу завъртане с непоказаното на фигурата ръчно колело (волан). Вътре в управляващото бутало 4 е разположен задвижващ вал 10, който от една страна е свързан чрез сферичен профил на зъбна втулка с ротора 6 на механизма с обемно действие 2 и от друга страна чрез проникващ в управляващото бутало 4 щифт 11 с външната управляваща втулка 3. Този щифт 11 ограничава във взаимната хлабина с увеличен отвор във вътрешното управляващо бутало 4 ъгъла на превъртане между управляващата втулка 3 и управляващото бутало 4.

Управляващата втулка 3 и управляващото бутало 4 са свързани взаимно върху изместения върху механизма за обемно действие край чрез радиално разположен пружинен пакет 12.

Съгласно фиг. 2 този пружинен пакет 12 се състои от два външно лежащи и право изравнени опорни листове 13 и два вътрешни и огънати пружинни листове 14. При това двата пружинни листа 14 са огънати по цялата тяхна дължина равномерно и са разположени един към друг с техните изпъкнали външни повърхнини. От друга страна заоблените пружинни листове 14 се опират в двата края с вдлъбнатите си вътрешни страни към съседните опорни листове 13.

Чрез конструкционния принцип на сандвича се получава определена височина за пружинния пакет 12, която се редуцира при предварително избрано натягане до монтажната височина. За монтирането на пружинния пакет 12 се оформят във вът решното управляващо бутало 4 и външната управляваща втулка 3 преминаващите радиални канали 15 и 16, съгласувани с монтажната височина на пружинния пакет 12.

Разглежданите откъм челните страни вдлъбнатини на управляващата втулка 3 и на управляващото бутало 4 на двата канала 15 и 16 са оформени различно. Така каналът 16 във външната управляваща втулка 3 има по-малка дълбочина от канала 15 във вътрешното управляващо бутало 4.

Както е показано на фиг. 5 и 6, външната управляваща втулка 3 има проходен отвор 17, на който е направено увеличение на диаметъра 18 в областта на канал 16. Това увеличение на диаметъра има поголяма дълбочина от дълбочината на канал 16 и една равна, респективно по-малка дълбочина като тази на канал 15 на управляващото бутало 4. Така се получава вътрешният радиален упор 19.

Съгласно фиг. 3 и 4 опорните листове 13 и пружинните листове 14 притежават особени външни размери и форми.

Така всеки пружинен лист 14 е равномерно огънат по цялата своя дължина и има широчина, която е съобразена с дълбочината на проходния канал 15 в управляващото бутало 4 и дълбочината на разширението на диаметъра 18 в управляващата втулка 3. Една част от челната повърхнина на пружинния лист 14 е оформена като радиална опорна повърхнина 21. Опънатата дължина на всеки пружинен лист 14 е равна или по-малка от диаметъра на увеличението 18 на управляващата втулка 3.

Дължината на опорния лист 13 е изпълнена степенно, при което най-голямата дължина е напасвана с хлабина върху външния диаметър на външната управляваща втулка 3 и по-малката дължина е равна или по-малка от диаметъра на разширението на диаметъра 18 във вътрешното управляващо бутало 4. С това върху опорния лист 13 в областта на по-малката дължина се оформя радиална опорна повърхнина 20. Със степенчатата дължина на опорния лист 13 се получава също така още една степенна широчина в дълбочината на канал 16 в управляващата втулка 3 и съответства на по-голямата широчина в дълбочината на разширението на диаметъра 18. По-голямата широчина на опорния лист 13 и широчината на пружинния лист 14 са изработени еднакви.

Използване на изобретението

Функцията на хидравличното кормилно устройство е всеобщо известна и поради това е описана накратко.

При незадействано кормилно устройство вътрешното управляващо бутало 4 и външната управляваща втулка 3 са центровани в тяхното средно положение чрез силата на пружинния пакет 12. Маслото тече от подвеждащия извод през отворените, свързани на късо канали на управляващия клапан, директно към отвеждащия извод и оттам обратно в резервоара.

При завъртане на ръчното колело (волана) управляващото бутало 4 и управляващата втулка 3 се превъртат обратно на силата на пружинния пакет 12 от тяхното средно положение в работно положение. При това каналите на късо съединение се умаляват и се отварят водещите работни канали към механизма с обемно действие 2, чрез което подвежданият поток се разделя на два частични потока. Първият частичен поток води през управляващия клапан и механизма с обемно действие 2 към кормилния цилиндър и оттам отново през управляващия клапан обратно към отвеждащия извод. Вторият частичен поток протича директно през управляващия клапан към отвеждащия извод.

При максимално завъртане на ръчното колело (волана) каналите на късо съединение се затварят и целият подвеждан поток достига дозирано до кормилния цилиндър.

След завършване на кормилния процес, вследствие силата на пружинния пакет 12, външната управляваща втулка 3 се премества навътре, докато управляващата втулка 3 и управляващото бутало 4 са центровани отново.

Чрез различните и променящи се относително ъгли на превъртане на вътрешното управляващо бутало 4 и на външната управляваща втулка 3 се предотвратяват различни случаи на натоварване през опорните листове 13 върху пружинните листове 14, така че пружинните листове 14 да трябва да се подпират взаимно на техните изпъкнали външни повърхнини. При това върху пружинните листове 14 се явяват радиални силови компоненти, които натоварват пружинните листове 14, а също и свързаните чрез триенето опорни листове 13 поотделно или заедно в едната или другата радиална посока. Получаващото се при това радиално изместване на опорните листове 13 и на пружинните листове 14 се ограничава така, че радиалните упорни повърхнини 21 на челните повърхнини на пружинните листове 14 и радиалните упорни повърхнини 20 на опорните листове 13 да дойдат в контакт до радиалния упор 19 на разширението на диаметъра 18 във външната управляваща втулка 3. Оптимално съгласуване на дължините на пружинните листове 14 и на опорните листове 13 спрямо съотношенията на диаметрите върху външната управляваща втулка 14 предотвратява контакта (допира) на пружинните листове 14 и на опорните листове 13 със стените на отворите в мекия корпус 1.

Списък на позициите

Корпус

Механизъм с обемно действие

Управляваща втулка

Управляващо бутало

Външен пръстен

Ротор

Компресираща камера

Капак

Междинна шайба

Задвижващ вал

11Щифт

Пружинен пакет

Опорен лист

Пружинен лист

Канал в управляващото бутало

Канал в управляващата втулка

Проходен отвор

Разширение на диаметъра

Радиален упор

Радиална упорна повърхнина на опорния лист

Радиална упорна повърхнина на пружинния лист

Claims (3)

1. Контролен клапан за хидравличен управляващ механизъм, изпълнен като въртящ се управляващ клапан, се състои от корпус (1), от външна управляваща втулка (3) и вътрешно управляващо бутало (4), при което управляващата втулка (3) е свързана от една страна с подвеждащия извод и с отвеждащия извод и от друга страна с механизъм с обем но действие (2) и с управляващото бутало (4), механично от една страна с ръчно колело (волан) и от друга страна с управляващата втулка (3), като управляващото бутало (4) и управляващата втулка (3) се завъртат ограничено едно спрямо друго чрез пружинен пакет (12), при което пружинният пакет (12) е напасван в радиално преминаващи канали (15,16) на управляващото бутало (4) и на управляващата втулка (3), и се състои най-малко от два външни опорни листа (13) и най-малко от два външни, огънати и лежащи един върху друг с техните изпъкнали външни повърхнини пружинни листове (14), като притежава радиално осигуряване, характеризиращ се с това, че управляващата втулка (3) в диапазона на радиалния (16) канал притежава интегриран радиален упор (19) и една част от челната повърхнина на всеки опорен лист (13) е оформена като радиална повърхнина на упор (20) и една част от челната повърхнина на всеки пружинен лист (14) е оформена като радиална повърхнина на упор (21).

2. Контролен клапан съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че радиалният упор (19) на външната управляваща втулка (3) е образуван чрез разширение на диаметъра (18) на проходния отвор (17) и радиалните повърхнини на упора (20) на опорните листове (13) чрез изработване на степенки по дължина.

3. Контролен клапан съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че по-голямата дължина на опорните листове (13) е равна или по-малка от външния диаметър на управляващата втулка (3) и по-малката дължина е равна или по-малка от диаметъра на разширението на диаметъра (18) и разгънатата дължина на всеки пружинен лист (14) е равна или по-малка от диаметъра на разширението на диаметъра (18).