HU185827B

HU185827B - Electrohydraulic adjusting equipment

Info

Publication number: HU185827B
Application number: HU164983A
Authority: HU
Inventors: Kurt Heinrich; Ervin Zimmermann; Bernhard Sasse; Gerhard Scheunemann
Original assignee: Elmeg
Priority date: 1982-05-13
Filing date: 1983-05-12
Publication date: 1985-04-28
Also published as: DD209882A5; GB2120322B; GB2120322A; IN157026B; DE3218001A1; BR8301752A; GB8302910D0; JPS58203204A

Abstract

Elektrohydraulische Verstellvorrichtung in einem Gehaeuse mit einem elektrischen Antriebsmotor und einer damit angetriebenen Pumpe fuer eine Betriebsfluessigkeit, die einen Stellkolben beaufschlagt. Zwischen dem Zylinder fuer den Stellkolben und dem Gehaeuse besteht ein ringfoermiger Raum fuer die Betriebsfluessigkeit, der ueber einen Verbindungsraum mit dem Stellkolbenraum in Verbindung steht, wobei in senkrechter Einbaulage der Spiegel der Betriebsfluessigkeit oberhalb des Verbindungsraumes liegt. Ueber dem Fluessigkeitsspiegel befindet sich ein Luftraum wodurch bei jedem Stroemungsvorgang Luft in die Betriebsfluessigkeit untergemischt wird, was zu einer Verminderung der Hubkraft der Verstellvorrichtung fuehrt. Zur Vermeidung der Luftuntermischung ist das Gehaeuse (18) quaderfoermig ausgebildet und der Verbindungsraum (26) durch eine Stufe (37) in der ihn begrenzenden Seitenwand (38) mit einer gewoelbten Leitflaeche (25) derart ausgebildet, dass die Betriebsfluessigkeit zwischen dem ringfoermigen Raum (32) und dem Stellkolbenraum (30) hindurchgefuehrt wird, ohne den Spiegel der Betriebsfluessigkeit zu erreichen. Ferner ist zur Bildung eines Ausgleichvolumens zwischen Gehaeuse (18) und Zylinder (17) eine Schottwand (14) mit einer Bohrung (13) vorgesehen.Electrohydraulic adjusting device in a housing with an electric drive motor and a pump driven therewith for an operating fluid, which acts on an actuating piston. Between the cylinder for the actuator piston and the housing there is a ringfoermiger space for the operating fluid, which communicates via a connecting space with the actuating piston chamber in connection, wherein in vertical mounting position, the mirror of the operating fluid is above the connecting space. Above the liquid level there is an air space whereby air is mixed into the operating fluid at each flow process, which leads to a reduction of the lifting force of the adjusting device. To avoid air mixing, the housing (18) is cuboidal and the connection space (26) is formed by a step (37) in the side wall (38) defining it with a curved guide surface (25) such that the operating fluid between the annular space (FIG. 32) and the actuating piston space (30) is passed through without reaching the level of Betriebsfluessigkeit. Furthermore, a bulkhead (14) with a bore (13) is provided to form a compensation volume between housing (18) and cylinder (17).

Description

fiion kiképzett lépcső segítségével meghajlított vezetőfelülettel oly módon van megformálva, hogy a szerkezet függőleges beépítési helyzetében a gyűrű alakú tér és az á'lítódugattyú tere között a munkafolyadék áramlása a munkafolyadék felszínének elérése nélkül zajlik le, trvábbá, hogy a házat a hengerrel, ennek mindkét oldalén olyan válaszfal köti össze, amely a háznak azzal a két oldalfalával párhuzamos, amelyek egyikén a lépcsőzet van és ettől az oldalfaltól olyan távolságban van elhelyezve, amely nagyobb, mint a válaszfal távolsága attól s másik oldalfaltól, amely a lépcsőzettel ellátott oldalfallal párhuzamosan szemben van, azonban ez a válaszfal függőleges beépítési helyzetben teljesen a munkafolyadékba merül bele és furattal van ellátva, aminek következtében a foiyadéktérfogatnak az a része, ami a válaszfal felett van, a folyadék kiegyenlítőtereként szolgál.is formed with a guide surface bent by means of a stair formed so that, in the vertical mounting position of the structure, the working fluid flows between the annular space and the displacement piston space without reaching the working fluid surface; it is connected by a bulkhead which is parallel to the two side walls of the house, one of which has a staircase and is located at a distance from this side wall which is greater than the distance of the bulkhead and the other side wall which is parallel to the stairway side wall; this partition is completely submerged in the working fluid in a vertical mounting position and is provided with a hole, whereby the portion of the liquid volume above the partition serves as a fluid equalizing space.

Ily módon alakul ki a függőleges beépítési helyzetben az alsó részben a munkafolyadéknak az a válaszfallal leválasztott áramlási tere, ami a henger és a közelítőleg jerékszögű ház között van. Az áramlási térben van az jsszekötő tér a terelő vagy eltérítő felületekkel. A válaszfal felett van az az átfolyónyílással összekötött kiegyenlítő tér, amelyben a folyadék felszínének szintje hideg és meleg munkafolyadék esetében, illetve kis térfogat mellett és a be-, illetve kifelé haladó dugattyú rúdnak megfelelően eltérő lehet. Ezáltal a légtérben áramlási örvények képződése meg van akadályozva. Ebben a kiegyenlítő térben áramlás nem lép fel. A kiegyenlítő tér felett olyan légtér van, amelynek a részére a derékszögű ház keresztmetszete ki van használva. Ezáltal van az biztosítva, hogy az áramlási térben a munkafolyadék nem kerül érintkezésbe a légtérrel. A légtér kiterjesztésével a közelítőleg derékszögű keresztmetszetre a beépített térfogat olyan kicsi, amilyen egyáltalán lehetséges.In this way, in the vertical position, the working fluid in the lower part is separated by a partition between the cylinder and the approximately rectangular housing. In the flow space is the junction space with deflector or deflection surfaces. Above the bulkhead there is a compensating space connected to the flow port, in which the surface level of the liquid may vary in the case of hot and cold working fluids or in small volumes and in accordance with the piston rod inwards and outwards. This prevents the formation of flow vortexes in the airspace. No flow occurs in this equalizing space. Above the compensating space is an air space for which the cross-section of the rectangular housing is utilized. This ensures that the working fluid in the flow space is not in contact with the air space. By expanding the airspace to an approximately rectangular cross-section, the built-in volume is as small as possible.

Függőleges beépítési helyzetben a munkafolyadék átáramlik az összekötő téren és eközben a terelőfelületek úgy irányítják, hogy nem éri el a munkafolyadék felszínét az áramlás. Az áramlási tér elválasztásával válaszfal segítségével, meg van az oldva, hogy a szivattyúkerék a szivattyú beszívó terén keresztül az áramlási térből levegőmentes munkafolyadékot kever be.In a vertical installation position, the working fluid flows through the connecting space, while the baffles are guided so that the working fluid does not reach the surface of the flow. By separating the flow space by means of a partition, it is solved that the pump wheel mixes airless working fluid from the flow space through the pump suction space.

A 2. szabadalmi igénypont a találmány egy további kialakítását ismerteti, amely szerint a meghajlított vezetőfelület belső végénél a ház belső peremének a távolsága a dugattyúrúdtól kisebb, mint az állítódugattyú átmérőjének fele.A further embodiment of the invention is described in claim 2, wherein at the inner end of the curved guide surface the distance of the inner edge of the housing from the piston rod is less than half the diameter of the adjusting piston.

A találmány segítségével elérhető előnyök így abban nyilvánulnak meg. hogy a találmány alapját képező feladat az állítószerkezet vízszintes beépítési helyzetében, valamint tetszés szerinti (ferde) beépítési helyzetében a vízszintes és a függőleges irány között is megoldódik. A találmány nyomó vagy húzó szelepes állítószerkezetnél is alkalmazható.The advantages of the present invention are thus apparent. that the object underlying the invention is solved in the horizontal mounting position of the actuator as well as in the optional (oblique) mounting position between the horizontal and vertical directions. The invention is also applicable to a push or pull valve actuator.

Az 1. és2. ábrán látható rajzokon a találmány kiviteli példájaként egyfokozató szivattyúval és egyfokozatú dugattyúval működő állítószerkezet van feltüntetve, amit az alábbiakban ismertetünk.1 and 2. Figures 1 to 4 show an actuator operating with a single-stage pump and a single-stage piston, which will be described below.

Az elektrohidraulikus állítószerkezet kikapcsolt, nyomásmentes állapotban, azaz álló 36 meghajtómotor melleit van ábrázolva (lásd a 2. ábrát).The electrohydraulic actuator is depicted in a depressurized state, i.e., the sides of a stationary drive motor 36 (see Figure 2).

A 3, 18 hivatkozási jellel jelölt ház bordája tartja azt a 6, 17 hengert, amelyben a 31 állítódugattyú mozoghat. A 31 áilítódugattyún van rögzítve a 10 nyomófejet tartó 28 dugattyúrúd. Λ 31 állítódugattyú mellett van a 20 terelőlapátokkal ellátott 19 vezető gyűrű rögzítve. A 36The rib of the housing indicated by reference numeral 3, 18 holds the cylinder 6, 17 in which the adjusting piston 31 can move. The piston rod 31 holds the piston rod 28 holding the pressure head 10. Vezető A guide ring 19 with guide vanes 20 is secured next to a piston 31. 36

A találmány házban lévő elektrohidraulikus állítószerkezetre vonatkozik, melynek elektromos meghajtómotorja és az ezzel meghajtott, a munkafolyadékot továbbító, egy vagy több fokozatú olyan szivattyúja van, amely hengerben mozgó, egy vagy több fokozatú, du- 5 gattyúrúdjával nyomófejhez csatlakozó állítódugattyúra hat. A találmány szerinti áliílószerkczelnek a szivattyú és az állítódugattyú között tcrclölapátokkal ellátott vezetőgyűrííje, az állítódugattyú és a ház közé helyezett visszaállító rugója vagy a nyomófejre ható ellensúlya, 10 a henger és a ház között a munkafolyadék részére kialakított gyűrű alakú térrésze és a gyűrű alakú tér, valamint az állítódugattyú tere között olyan összekötő tere van, amelyben a szerkezet függőleges beépítése esetén (a nyomófej felül van) a munkafolyadék szintje az össze- 5 5 kötő tér felett van, e szint felett pedig légtér alakul ki.The present invention relates to an in-housing electrohydraulic actuator having an electric drive motor and a working fluid pump, one or more stages, which actuates a cylindrical, one or more stage piston rod connected to a pressure head. The guide ring of the adjusting device according to the invention with pump blades between the pump and the adjusting piston, the spring or the pressure acting on the pressure head between the adjusting piston and the housing, the annular space between the cylinder and the housing and the annular space. there is a connecting space between the adjusting piston compartments in which, when the device is installed vertically (the pressure head is above), the working fluid level is above the joint space and above this level an air space is created.

Ilyen jellegű állítószerkezet (függőleges beépítési helyzetben ábrázolva) a DE-OS 27 29343 számú nyugatnémet közrebocsátási irat alapján ismert.Such an adjusting device (shown in a vertical installation position) is known from West German Patent Application DE-OS 27 29343.

Az elektrohidraulikus állítószerkezet nyugalmi hely- 20 zetében az állítódugattyú a dugattyúrúddal és a nyomófejjel az alsó végállásban van. Az állítódugattyút a házba épített henger vezeti, A henger és a ház között gyűrű alakú tér van. Az elektromos meghajtómotor bekapcsolása után a szivattyú szivattyúkereke a hidraulikus mun- 25 kafolyadékot a vezető gyűrűn keresztül az állítódugattyú alá nyomja és ezáltal az állítódugattyút a dugattyúrúddai és a nyomófejjel együtt a visszaállító rugó ereje vagy az ellensúly ellenében eltolja a felső végállásába. Eközben a munkafolyadék az állítódugattyú felett lévő térből az 30 összekötő téren át a henger és a ház közötti gyűrű alakú téren keresztül átáramlik a. szivattyú szívóterének belépő nyílásához. A meghajtó motor kikapcsolása után az állítódugattyú ismét visszatér a hengerbe]) kiindulási helyzetébe a visszaállító rugó vagy az ellensúly hatására. 35 Ilyenkor a munkafolyadék ellentétes irányban áramlik a szivattyú szívóteréből a gyűrű alakú téren és az említett összekötő téren keresztül ismét az állítódugattyú fölött lévő térbe oly képp, hogy közben az összekötő térből kiáramló folyadék úgy térül el, hogy nem kerül kap- 40 csolatba a folyadék felszínével.When the electro-hydraulic actuator is at rest, the adjusting piston with the plunger rod and the thrust head is in the lower end position. The adjusting piston is guided by a cylinder built into the housing. There is an annular space between the cylinder and the housing. After the electric drive motor is turned on, the pump impeller pushes the hydraulic working fluid through the guide ring under the adjusting piston, thereby pushing the adjusting piston together with the piston rod and the thrust head to the upper end position against the force of the resetting spring. Meanwhile, the working fluid flows from the space above the adjusting piston through the connecting space 30 through the annular space between the cylinder and the housing. pump inlet intake. After the drive motor has been switched off, the adjusting piston returns to its cylinder position]) again due to the resetting spring or counterweight. In this case, the working fluid flows in the opposite direction from the suction space of the pump through the annular space and through said connecting space again to the space above the adjusting piston such that the fluid exiting the connecting space is deflected without contacting the liquid surface. .

A munkafolyadék felett olyan légtér van, amely megakadályozza, hogy felmelegedés esetén a munkafolyadék kiterjedése következtében a házban túl nagy nyomás keletkezzen. Az ismert állj tószerkeze leknél ez a légtér 45 a házon kívül van. Ily módon a beépített térfogat viszonylag nagy. Minden esetben az áramlás során a légtérből levegő keveredik a munkafolyadék felszínénél a munkafolyadékba, úgyhogy a légtér kisebbé válik és a házban a nyomás növekszik. A levegő bekeveredése 50 következtében a munkafolyadék fajsúlya csökken, úgyhogy ezáltal az állítószerkezet nyomóereje kisebbé válik.Above the working fluid, there is an air space that prevents excessive pressure build up in the housing due to the expansion of the working fluid. With known staging systems, this airspace is 45 outside the house. In this way, the built-in volume is relatively large. In each case, the flow of air from the air space mixes with the working fluid at the surface of the working fluid, so that the air space becomes smaller and the pressure in the housing increases. As a result of the mixing of the air 50, the specific gravity of the working fluid is reduced, so that the pressure of the actuator is reduced.

Ezen kívül a levegő bekeveíedése a munkafolyadék szintjének a megemelésével, a házba a dugattyúrúd behúzódásakor, még fokozza a térfoga tnövekedést. 53In addition, the addition of air by raising the working fluid level as the plunger rod retracts into the housing further increases the volume expansion. 53

A találmánynak az afeladata, hogy a bevezetésben említett jellegű elektrohidraulikus állítószerkezetnél a henger és a ház közötti gyűrű alakú teret és összekötő teret úgy alakítsa ki, hogy ne történjen meg a levegő bekeveredése és az említett beépített térfogat lehetőleg £0 kicsi legyen.The object of the present invention is to provide an annular space and a connecting space between the cylinder and the housing for the electro-hydraulic actuator of the kind mentioned in the introduction so that air is not mixed and said built-in volume is as low as £ 0.

A találmány szerint a feladat, amint ezt az 1. és a 2. igénypont tartalmazza, oly módon oldható meg, hogy a ház négyzetes alakúra, közelítőleg derékszögűre van kialakítva, az összekötő tér pedig az ezt határoló oldal- 65According to the invention, the object, as set forth in claims 1 and 2, is solved by the housing having a rectangular shape, approximately rectangular, and the connecting space being formed by the lateral side 65

185 827 elektromotornak a 34 golyóscsapágyban csapágyazott és a 23 tengelytömítéssel tömített 35 tengelyén van a 21 szivattyúkerék. A 21 szivattyúkerék 22 szívóoldalánál a 33 szívótér van kiképezve, A 3, 18 ház közelítőleg derékszögű kialakítású olyképp, hogy' a 3, 18 házon belül helyezkedik el a 9, 29 gyűrű alakú tér. Ez a derékszögű keresztmetszetű ház külső 7 sarkájg kiterjed. A 9, gyűrű alakú tér felső részében (az 1. ábrának megfelelően) a függőleges beépítési helyzetben érvényesülő 26 összekötő tér található hajlított 25 vezető felületek- ₁kel, amelynek az alakja a háznak a teret kívülről határoló oldalfalának felel meg. Ezen a falon a dugattyúrúdhoz képest függőleges irányú lépcsőzet van kiképezve. Ezáltal a munkafolyadék 27 irányú áramlása úgy van vezetve, hogy felül nem éri el a munkafolyadék 12 fel- 1 színét.185 827 of the electric motor have a pump wheel 21 mounted on a bearing 35 in a ball bearing 34 and sealed by a shaft seal 23. At the suction side 22 of the pump wheel 21, the suction space 33 is formed. The housing 3, 18 is of approximately rectangular shape such that the annular space 9, 29 is located within the housing 3, 18. This rectangular housing extends to the outer 7 corners. Bent conductor 25 felületek- prevailing in the vertical mounting position connecting space 26 located _one rises, the shape of which corresponds to the outside 9 of the annular space of the housing space in the upper part (corresponding to Figure 1) bounding a lateral wall. On this wall, a staircase is provided in a vertical direction relative to the piston rod. Thus, the flow of working fluid 27 is guided so that it does not reach above the surface 12 of the working fluid.

A házban van a 8, 14 válaszfal, amely az 5, 11 kiegyenlítő teret elválasztja a 9 gyűrű alakú áramlási tértől. A 8, 14 falban van kialakítva az 1, 13 kiegyenlítő furat, amelyen keresztül az állítószerkezel vízszintes be- 2 építési helyzetében (1. ábra) hőmérsékletingadozás esetén, valamint a 31 állítódugattyú és a 28 dugattyúrúd kifelé és befelé irányuló mozgásánál a munkafolyadék mindkét irányban ki tud egyenlítődni. Az 5, 11 kiegyenlítő tér és a munkafolyadék 4 szintje felett az állító- 2 szerkezet vízszintes beépítési helyzete esetén a 2, 15 légtér alakul ki. A 2. ábrán vízszintes beépítési helyzet esetén a folyadékfelszínt a 16 hivatkozási jel jelöli.The housing has a partition wall 8, 14 which separates the compensating space 5, 11 from the annular flow space 9. The wall 8, 14 is provided with a balancing bore 1, 13 through which the working fluid is disposed in both directions in the horizontal mounting position 2 of the actuator (Fig. 1) and in the outward and inward movement of the piston 31 and piston rod 28. can equalize. Above the leveling area 5, 11 and the working fluid 4, the air space 2, 15 is formed when the adjusting device 2 is installed horizontally. In Figure 2, in the horizontal installation position, the liquid surface is designated by reference numeral 16.

A 28 dugattyúrúd, ami az egyik végével a 31 állítódugattyúhoz csatlakozik, a másik végénél a 3, 18 ház 24 2 csapágyában van tengelyirányban eltolhatóan csapágyazva.The piston rod 28, which is connected at one end to the adjusting piston 31, is axially displaceable at the other end in the bearing 24 2 of the housing 3, 18.

Claims

1. An electro-hydraulic actuator having an electric drive motor and a fluid pump, one or more stages, for transferring the working fluid, which is fitted with a cylindrical, one or more stage, piston rod connected to a pressure head, and having an electro-hydraulic actuator; a connecting ring between the adjusting piston with baffles, a return spring between the adjusting piston and the housing, or a counterbalance acting on the press head, an annular space between the cylinder and the housing for the working fluid; a space in which, when the adjusting device is mounted vertically (above the pressure head), the working fluid level is above the connecting space, and above this level an air space is formed, indicating that the housing (3, 1) 8) is rectangular in shape and the connecting space (26) is formed by a guide surface (25) which is bent by a step formed on the side wall (38) defining it so that the annular space is vertically inclined in the position of the actuator Between (32) and the adjusting piston chamber (30), the working fluid flow (17) takes place without reaching the working fluid surface, and the housing (6, 17) is connected by a partition (8, 14) on both sides thereof. located at one of the anvices (38) parallel to the two side walls of the house and positioned at a distance from this side wall (28) greater than the distance of the partition wall from the other side wall (39) provided with the staircase facing the side wall (38), but this partition (8, 14) is completely submerged in the vertical mounting position provided with a working fluid and a bore (1, 13) followed by a portion of the fluid volume above the baffle (8, 14) as a fluid equalization space; -generating.

An embodiment of the adjusting device according to claim 1, characterized in that the distance f-0 of the inner edge of the housing (3, 18) at the inner end of the bent guide surface (25) from the pistons (28) is smaller than that of your adjuster. half the diameter of the piston (31).