NL9301875A - Hydraulische stuurklep. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Hydraulische stuurklep.

De uitvinding heeft betrekking op een hydraulische stuurklep,waarvan het tweestanden-klepl ichaam door draaien van een bedieningsasvan de ene werkstand naar de andere werkstand cmschakelbaar is.

Dergelijke stuurkleppen zijn algemeen bekend. Het gaat daarbijveelal om een in een hydraulisch circuit opgenomen stuurklep, voorzienvan een huis met een drukpoort, een retourpoort en twee aansluit-poorten voor een hydraulische zuiger-cilinderinrichting, in welk huiseen klepl ichaam van het draaischuiftype met de hand over een dooraanslagen begrensde hoek draaibaar is. De bedieningsas valt daarbijsamen met de as van het klepl ichaam. Afhankelijk van de eindstand,waarin zich het kleplichaam bevindt, wordt dan het ene einde van deaangesloten hydraulische zuiger-cilinder inrichting met drukvloeistofgevoed en het andere einde op het reservoir voor de hydraulischevloeistof aangesloten.

De uitvinding nu beoogt een hydraulische stuurklep van het in deaanhef omschreven type te verschaffen, waarvan het kleplichaam met eenin twee richtingen aandrijfbare as is te verstellen.

Volgens de uitvinding wordt dit doel daardoor bereikt, dat op deas van het kleplichaam een zich over een met de verstelhoek van hetkleplichaam corresponderende booglengte uitstrekkend wielsegment isaangebracht, dat met de bedieningsas in aandrij fverbinding staat,waarbij veermiddelen aanwezig zijn, die tenminste in de eindfase vaneen verstelbeweging in de ene of de andere richting een tegen deverstelrichting in gerichte veerkracht op het wielsegment doen uit¬oefenen. Aan het einde van een verstelbeweging, waarbij het klep¬lichaam dus van de ene in de andere positie is gekomen, werkt op hetwielsegment dus een tegen de voorafgaande verstelbeweging in gerichtekracht, welke het wielsegment in (slippend) ingrijpingscontact met deeventueel nog in dezelfde richting doordraaiende bedieningsas houdt.Deze toestand waarborgt, dat bij omkering van de draairichting hetwielsegment met zekerheid door de bedieningsas wordt meegenomen cm hetkleplichaam in de andere positie te brengen.

Bij voorkeur is het wielsegment zo op de as van het kleplichaamaangebracht, dat het, in omtreksrichting gezien, een geringe vrijeslag rond die as kan uitvoeren. Deze vrije slag, die slechts eenfractie van de verstelhoek behoeft te zijn, heeft als voordeel, dataan het begin van een verstelbeweging - na het ankeren van de draai¬richting van de bedieningsas - de aan het einde van de voorafgegane verstelbeweging opgebouwde veerkracht volledig kan worden benut om hetwielsegment in werkzame ingrijping met de bedieningsas te brengen. Heteerste gedeelte van de verstelbeweging wordt daarbij dus als loze slaguitgevoerd. Aan het einde van die loze slag wordt het kleplichaam danroet het wielsegment meegenomen.

Een dergelijke loze-slagverbinding tussen het wielsegment en deas van het kleplichaam is vooral van voordeel wanneer het wielsegmentals tandsegment is uitgevoerd en samenwerkt met een op de bedieningsaszittend tandwiel of rondsel.

De door de uitvinding voorgestelde hydraulische stuurklep isoveral daar met voordeel toepasbaar, waar een in beide draairichtingenaandrijfbare as ter beschikking staat.

Als voorbeeld kan worden gewezen op de hydraulische rotatiepompmet radiale plunjers, die het onderwerp vormt van de niet-voorgepubli-ceerde Nederlandse octrooiaanvragen 9301011 en 9301010. Bij een derge¬lijke, door een elektromotor aandrijfbare hydraulische pomp is sprakevan van de aandrijf richting onafhankelijke pers- en zuigkanalen.

De uitvinding wordt hieronder aan de hand van de tekening meteen uitvoeringsvoorbeeld nader toegelicht.

Fig. 1 toont een langsdoorsnede door het huis van een draaibarepomp met radiale zuigers, waarin de hydraulische stuurklep volgens deuitvinding is toegepast; fig. 2A en fig. 2B tonen dwarsdoorsneden volgens de lijn II-IIin fig. 1, waarin het kleplichaam in zijn beide werkposities wordtgetoond en tevens op schematische wijze een zuiger-cilinderinrichtingis aangegeven; fig. 3 is een dwarsdoorsnede volgens de lijn III-III in fig. 1en fig. 4A en fig. 4B tonen dezelfde schematische dwarsdoorsnedenals in fig. 2A en 2B, met dit verschil, ebt het kleplichaam is aange¬past voor regeneratief (differentieel) bedrijf van de zuiger-cilinder¬inrichting.

Bij de in fig. 1 weergegeven radiale-plunjerpoirp drijft de doorde reservoirruimte 2 reikende en door een bus 3 omgeven aandrijfas 1> een excentrische rotor 4 aan, die een aantal in het pomphuis 5 incmtreksrichting verspreid liggende plunjers 6 in radiale richting heenen weer beweegt. De heen en weer bewegende plunjers 6 zuigen via eenzuigkanaal 7 (hydraulische) vloeistof uit het reservoir 2 aan enpersen deze in het cmtrekskanaal 8.

Voor een meer gedetailleerde beschrijving van de pomp wordt ver¬wezen naar de hierboven genoemde octrooiaanvragen.

Met 10 is de in het pomphuis 5 van deze pomp ondergebrachtehydraulische stuurklep volgens de uitvinding aangeduid. Deze stuurklepbestaat uit een in een boring 11 draaibaar cilindrisch kleplichaam 12,dat aan twee overstaande zijden over een korte afstand is afgevlakt,waardoor ter plaatse een centrale rug 13 is gevormd, die twee tegen¬over elkaar gelegen ruimten 14 van elkaar scheidt. (Zie ook fig.

2A-B).

In de ruimten 14 aan weerszijden van de centrale rug 13 mondenvier kanalen uit, en wel een kanaal 15 (fig. 1), dat via verbindings-kanalen 15a op het omtreks-perskanaal 8 van de pomp is aangesloten,een kanaal 16 (fig. 1), dat via een verbindingskanaal 16a in dereservoirruimte 2 uitmondt, alsmede twee ongeveer diametraal tegen¬over elkaar liggende kanalen 17 en 18 (zie fig. 2A-B), die elk, viadoor het pomplichaam 5 gaande, in de tekening niet nader weergegevenverbindingskanalen, leiden naar een uitwendig gelegen aansluiting voorde met de pomp te voeden hydraulische zuiger-cilinderinrichting. Ditkunnen de in fig. 1 met 19 en 20 aangegeven aansluitnippels zijn.

Het kleplichaam 12 heeft twee werkposities, die in het getoondeuitvoeringsvoorbeeld over een hoek van 90° ten opzichte van elkaarversprongen liggen. In de ene positie, met de centrale rug 13vertikaal staand (zie fig. 2A) is het kanaal 17 via de ene ruimte 14en het kanaal 15 op het drukkanaal 8 aangesloten en is het anderekanaal 18 via de tweede ruimte 14 en het kanaal 16 op de reservoir¬ruimte 2 aangesloten. In de tweede werkpositie, met de centrale rughorizontaal liggend (zie fig. 2B) is dit precies andersom.

Om het kleplichaam 12, 13 van de ene in de andere positie teplaatsen wordt gebruik gemaakt van de aandrijfas 1 voor de pomp. Ophet buiten het pomphuis 5, binnen de reservoirruimte 2 gelegengedeelte van de as 1 is daartoe een rondsel 21 aangebracht, dat samen¬werkt met een op een in de reservoirruimte 2 uitstekend gedeelte 12avan het cilindrische kleplichaam 12 aangebracht tandsegment 22.

Het tandsegment 22 zit met een naaf 23 op het uitstekende klep-lichaamdeel 12a. De omtreksverbinding tussen de naaf 23 en het deel12a wordt gevormd door een radiaal door het deel 12a heen stekendemeeneempen 24, welke samenwerkt met een diametrale uitsparing 25 in denaaf 23. De diametrale uitsparing 25 heeft daarbij, in dwarsdoorsnedegezien, een grotere breedte dan overeenkomt met de diameter van de meeneempen 24, zodat het kleplichaamdeel 12a met de meeneempen 24 overeen zékere speelhoek 0( ten opzichte van de naaf 23 heen en weer kandraaien. (Zie fig. 3). De vertanding van het tandsegment 22 bestaat indit uitvoeringsvoorbeeld, waarbij de beide werkposities over 90° tenopzichte van elkaar verwijderd liggen, 90+0( booggraden.

Fig. 3 toont de situatie, waarin het tandsegment 22 door hetrondsel 21 op de linksom draaiende as 1 in zijn rechter uiterstehoekstand is gekomen. Het kleplichaam 12 staat op dat moment in éénvan zijn beide werkposities, bijvoorbeeld de werkpositie volgens fig.2A.

Uit fig. 3 is voorts te zien, dat het bijvoorbeeld uit kunststofvervaardigde tandsegment 22 voorzien is van een tweetal naar buitenuitstékende lippen 26 en 27 en dat een van deze lippen, en wel de lip26 in de getoonde eindpositie van het tandsegment 22 aanligt tegen endaarbij een weinig wordt teruggedrukt door de binnenwand 2a van dereservoirruimte 2. De door het terugdrukken van de lip 26 opgewekteveeerkradht tracht het segment 22 in de tegenovergestele richting (duslinksom) te draaien en de meest links gelegen tand 28 met de vertan¬ding van het rondsel 21 in ingrijping te houden.

In de situatie volgens fig. 3 zal bij in de getoonde pijl-richting doordraaiende as 1, bijvoorbeeld zolang er hydraulischevloeistof aan de ruimte boven de zuiger van de zuiger-cilinder-inrichting in fig. 2A moet worden toegevoerd, de vertanding van hetrondsel 21 langs het betreffende flankuiteinde van de tand 28 slepen,waardoor deze tand en daarmede het tandsegment aan een lichte trillingwordt onderworpen. Door de genoemde speelhoek 0( tussen meeneempen 24en diametrale uitsparing 25 zal deze trilling echter niet op hetkleplichaam 12 worden overgebracht. Bij voorkeur worden de eindtanden28 en 29 van een zachtere kunststof vervaardigd, waardoor de trillingi minder sterk zal zijn en het "slaan·· van de rondgaande vertanding vanhet rondsel 21 op de eindtand 28 (29) geluidarm zal verlopen. Zodra nuhet kleplichaam 12, 13 vanuit de werkpositie volgens fig. 2A naar dewerkpositie volgens fig. 2B moet worden omgeschakeld om de zuiger-beweging van de schematisch weergegeven zuiger-cilinderinrichting te» doen ankeren (in fig. 2B naar boven in plaats van in fig. 2A naarbeneden) kan dit omschakelen eenvoudig geschieden door de draai¬richting van de aandrijfas 1 om te keren. Op het moment van ankeren,zal de tand 28 daarbij onder invloed van de veerkracht in de lip 26met zekerheid in de tussenruimte tussen twee opeenvolgende tanden van het rondsel 21 grijpen en zal het tandsegment 22 door het rechtsomdraaiende rondsel 21 naar links worden gedraaid. Daarbij wordt debeginfase van deze draaibeweging als een loze slag uitgevoerd. Eerstna een hoekverdraaiing van het tandsegment 22 over een hoek (despeelhoek tussen tandsegment en kleplitihaam) zal het kleplichaam 12,13 via de in aandrijf contact met de naaf 23 gekomen meeneempen in dedraaibeweging naar links worden meegenomen.

De naar links gerichte draaibeweging van tandsegment en klep¬lichaam komt tot stilstand zodra de tweede eindtand 29 bij zijnbeweging naar links buiten ingrijping met de vertanding van hetrondsel 21 is gekomen. Op dat moment bevindt de in de verstelrichtingenigszins naijlend naar buiten gerichte lip 27 zich reeds in contactmet de wand 2a en heeft zich daarin reeds een zekere veerkrachtontwikkeld, die het tandsegment 22 weer naar rechts tracht te bewegen.Zodra daarbij de tand 29 buiten ingrijping komt met de hem tot op datmoment aandrijvende tand van het rondsel 21 en onder invloed van deveerkracht in de lip 27 in de ruimte achter die tand tracht "terug teveren" zal de "slag" van de volgende tand van het doordraaienderondsel 21 het segment een laatste aandrijf stoot naar links geven endaarbij het kleplichaam 12, 13 meenemen. Het rondsel-tandsegment-samenstel 21-29 bevindt zich dan in een situatie, die het spiegelbeeldvan de in fig. 3 getekende situatie is, terwijl het klplichaam 12, 13zich dan in de stand volgens fig. 2B bevindt.

In de uitvoeringsvariant volgens fig. 4A en 4B is het cilin¬drische kleplichaam 12 slechts aan één zijde afgevlakt. In plaats vande rug 13 in fig. 2A-B is daardoor een half-cilindrisch deel 13'ontstaan en is slechts aan één zijde daarvan een ruimte 14 gelegen.Dit heeft tot gevolg, dat in de eerste positie (fig. 4A) het kanaal 18niet, zoals in fig. 2A, via het kanaal 16 op de reservoirruimte wordtaangesloten, doch via een omloopkanaal 30 te allen tijde met het pers¬kanaal 15 is verbonden. In de positie volgens fig. 4A worden beidecilindereinden dus met hydraulische vloeistof gevoed en is derhalvesprake van een regeneratieve besturing van de zuiger-cilinder-inrichting.

De uitvinding is niet tot het in de tekening afgébeelde en inhet bovenstaande beschreven uitvoeringsvoorbeeld beperkt. De hydrau¬lische stuurklep volgens de uitvinding is overal daar met voordeeltoepasbaar, waar in omkeerbare hydraulische systemen een in tweedraairichtingen aandrijfbare as ter beschikking staat. Volgens de uitvinding wordt dan op de bovenbeschreven wijze van die aandrijfasgébruik gemaakt ten behoeve van het omschakelen van een hydraulischestuurklep om daarmede de werkrichting in het hydraulische systeem omte keren.

Claims (7)

1. Hydraulische stuurklep, waarvan het tweestanden-kleplichaamdoor draaien van een bedieningsas van de ene werkstand naar de anderewerkstand omschakelbaar is, met het kenmerk, dat op de as van hetkleplichaam een zich over een met de verstelhoek van het kleplichaamcorresponderende booglengte uitstrékkend wielsegment is aangébracht,dat met de bedieningsas in aandrij fverbinding staat, waarbij veer-middelen aanwezig zijn, die tenminste in de eindfase van een verstel-beweging in de ene of de andere richting een tegen de verstelrichtingin gerichte veerkracht op het wielsegment doen uitoefenen.

2. Hydraulische stuurklep volgens conclusie 1, met het kenmerk, dathet wielsegment zo op de as van het kleplichaam is aangébracht, dathet, in omtréksrichting gezien, een geringe vrije slag rond die as kanuitvoeren.

3. Hydraulische stuurklep volgens conclusies l en 2, met het ken¬merk, dat het wielsegment als tandsegment is uitgevoerd en samenwerktmet een op de bedieningsas zittend tandwiel of rondsel.

4. Hydraulische stuurklep volgens conclusie 3, met het kenmerk, dathet rondsel en het tandsegment uit kunststof bestaan.

5. Hydraulische stuurklep volgens conclusie 4, met het kenmerk, datde tanden aan de einden van het tandsegment uit een zachtere kunststofbestaan.

6. Hydraulische stuurklep volgens conclusies 4-5, met het kenmerk,dat de veemiddelen worden gevormd door van het niet vertande kern¬gedeelte van het tandsegment naar buiten uitstekende, zich in elk dereindposities van het kleplichaam tegen een omgevende wand aanvleiendeen daarbij elastisch vervormende lippen.

7. Hydraulische stuurklep volgens conclusie 6, met het kenmerk, datde omgevende wand de omtrékswand vormt van de reservoirruimte van eenhydraulische pomp, waarvan de in twee richtingen draaibare aandrijfasals bedieningsas voor de klep door de reservoirruimte heen loopt,waarbij het stuurkleplichaam in het huis van deze pomp is aangébrachten met een verlengstuk, dat het tandsegment raakt, in de reservoir¬ruimte reikt.