NO144396B - Fremgangsmaate for avtetting av fjell omkring et fjellkammer som er utformet i fjellet for lagring av et medium hvis temperatur ligger under den normale fjelltemperaturen - Google Patents

Description

Hydrostatisk bremse.

Oppfinnelsen vedrbrer en hydrostatisk bremseanordning for

roterende masser.

Anordningen ifblge oppfinnelsen er spesielt egnet for bremsing av tunge kjbretby, slik som jernbanetog, hvor stor bremsekraft må utvikles av lokomotivet. Oppfinnelsen er imidlertid på ingen måte begrenset til dette område, men er like an-vendelig hvor som helst en roterende masse skal retarderes ved bremsing av en aksel.

Hydrauliske bremser i hvilke den energi som oppbrukes på den ene eller annen måte, omsettes i varme, er allerede i og for seg kjent. Slike bremser er imidlertid beheftet med en eller

flere av de etterfølgende mangler.

Bremsen kan ikke kobles helt ut, således at der alltid er et visst bremsetap. Dette gjor seg gjeldende hvor den mek-aniske forbindelse mellom akselen og bremsen ikke er utkoblet, men bare begrensningen for væskesirkulasjonen fjernes, eller bremsen avtappes bortsett fra den .væske som er nbdvendig for kjbling.

Bremsen er forbundet med akselen ved hjelp av en direkte kobling, slik at en spesiell synkroniseringsanordning for inn-kobiing av bremsen er nbdvendig, hvilken anordning er gjenstand for slitasje ved hver eneste innkobling.

Bremsen er forbundet med akselen ved hjelp av en frik-, sjonskobling med en begrenset overføringskapasitet for dreiemomentet, slik at bremsekraften er begrenset av det begrensede dreiemoment for kobling, og denne slites av sluringen når akselen og bremsen synkroniseres.

I begge de sistnevnte bremseanordninger er videre en betydelig ytre kraft nbdvendig for innkobling og oppretthold-else av koblingen.

T nærværende bremseanordning er imidlertid en hydraulisk betjent friksjonskobling anordnet mellom akselen og bremsen, hvilken kobling er forbundet slik med trykksiden for bremse-pumpen at hbytrykksvæske fra pumpen selektivt kan tilfores koblingen for å holde denne.

Nærmere uestemt vedrbrer oppfinnelsen hydrostatisk bremseanordning for en roterende aksel omfattende en pumpe med en drivende aksel og en overlbpsventil, som regulerer det trykk som hersker på pumpens avlbpsside, idet det nye og karakter-istiske er en friksjonskobling, som kan kobles inn og ut, og som omfatter et fbrste organ forbundet med den roterende aksel, et andre organ forbundet med pumpens drivende aksel og en hydraulisk servoraotor, som er anordnet for innkobling og for å holde friksjonskoblingen, og som kan forbindes med pumpens avlbpsside ved hjelp av en selektivt regulerbar reguleringsventil for å holde koblingen i innkoblet stilling, samt ved en anordning for innkobling av koblingen.

På denne måte oppnås fblgende fordeler: Det hydrauliske trykk som virker på koblingen, oker pro-porsjonalt med pumpens leveringstrykk, slik at over?oringskapas-iteten for dreiemomentet for koblingen oker med en okning av pumpetrykket på en slik måte at nevnte kapasitet for koblingen alltid er tilstrekkelig for hele dreiemomentet, d.v.s. at koblingen aldri kan slure, og vil av denne grunn aldri bli utsatt for slitasje.

Hele den kraft som er nbdvendig for å holde koblingen innkoblet, fåes fra pumpen, d.v.s. koblingen er innkoblet ved hjelp av energi som skal brukes opp ved bremsingen, og behbver ingen ytre kilde for trykkvæske e.l., men er helt selvforsynt.

For at bremsen skal kunne kobles inn uten rykk, er det videre nbdvendig at bremsetrykket for pumpen bygges opp gradvis slik at bremsekraften oker kontinuerlig. Ifblge oppfinnelsen fåes slik okning ved en strupeventil, anbrakt i utlbpet fra pumpen og hbytrykkssiden. Denne ventil reguleres av en servomotor i overensstemmelse med pumpetrykket, men med en forsinkelse. Servant»tarens arbeidskammer er av denne grunn forbundet med pumpens trykkside ved en kanal, forsynt med en åpning med begrenset areal, slik at bkningen av servomotortrykket forsinkes i forhold til bkningen av pumpetrykket. Servomotoren er videre forsynt med et hydraulisk påvirket stempel, direkte forbundet med strupeventilen. Stempelarealet er stbrre enn ventilskiven, slik at ventilen kan lukkes av servomotoren. Servomotorens trykkammer er imidlertid ved hjelp av en: avlastningsventil koblet inn i pumpekretsen på lavtrykksiden av strupeventilen, for å begrense pumpeutlbpets innskrenkning og derved pumpetrykket og bremsekraften. Trykkammeret for servomotoren er videre forbundet med jugesiden av pumpen ved et ror, i hvilket er anordnet en valg-fritt regulerbar ventil for å muliggjbre at strupeventilen kan åpnes meget raskt.

På tegningene er vist noen egnede utfbrelseformer av oppfinnelsen. Fig. 1 er et lengdesnitt gjennom en bremseanording tatt etter linjen 1-1 i fig. 2. Fig. la, lb og lc viser forskjellige detaljer vedrbrende fig. 1 i stbrre målestokk.

Fig. 2 er et tverrsnitt etter linjen 2-2 i fig. 1.

Fig. 3 viser skjematisk bremseanordningen ifblge fig.

1 og 2.

Fig. h er et lengdesnitt gjennom en annen utfbrelseform for oppfinnelsen, tatt etter linjen h- h i fig. 5-

Fig. 5 er et tverrsnitt etter linjen 5-5'i fig* *+.

I figurene 1 og 2 er vist et stasjonært hus som omfatter tre separate deler? 1, 2 og 3. En aksel k er anordnet i huset og montert ved hjelp av et kulelager 5 i delen 1 og et nåle-lager 6 på en annen aksel 7, som ved rullelageret 8 og 9 er montert i hhv. delene 2 og 3•

Akselen h er forsynt med en del lo, utformet som en skål, i hvilken en friksjonskobling 11 er anbrakt. Denne kobling be-står av et antall skiver 12 ikke-roterbart forbundet med akselen k og et antall skiver 13 ikke-roterbart forbundet med akselen 7» I den skålformede del lo er der også anbrakt en trykkplate 1*+ . fiksert mot aksial bevegelighet bort fra skivene og et hydraulisk påvirket innkoblingsstempel 15, montert i en trykksylinder 16. Denne sylinder 16 står alltid i forbindelse med en sentral borring i akselen h ved hjelp av i det minste en kanal 17-

Et tannhjul 19 er ikke-roterbart montert på akselen .7. Tannhjulet 19 står i stadig inngrep med et annet tannhjul 2o.

(fig. 2). Disse to tannhjul er i tettende nærhet av omkrets-veggene for delen 3 og de aksiale vegger for delene 2 og 3 av huset. På den ene side av denne tannhjulpumpe er der et lav-trykkskammer 21,22 beliggende i delen 3 av huset og forsynt med en innlbpsport, og på den annen side av pumpen er der et hby-trykkskammer 23, likeledes beliggende i delen 3 og forsynt med en hbytrykksport- 2h (fig. la). - Sn ventilskive 25 er anbrakt i de"nne hbytrykksport 2<*>+. Ventilskiven 25 er ved en spindel 26 stivt forbundet med et stempel 27 i en sylinder 28. Arealet av stempelet 27 er stbrre enn ventilskivens 25 areal. Sylinderen 28 står gjennom en kanal 29 i forbindelse med hbytrykkskammeret 23 for pumpen. Kanalen 29 har en del 3o med et begrenset areal. Sylinderen 28 kan også kommunisere ved en avlastningsventil ^5 med en kanal ^-6, inn i hvilken væsken fores etter å ha passert hbytrykksporten 2h og ventilen 25« Sylinderen 28 står også i forbindelse med lavtrykkskammeret 22 for pumpen ved hjelp av en kanal 31, i hvilken er anbrakt en valg-fritt regulerbar ventil 32 (fig.' 2). Fra kanalen 1+6 strbmmer

væsken gjennom hbytrykkskjbleren 33» hvor varme utveksles med en kjolevæske. Fra kjbleren går væsken til lavtrykkskammeret.22.

En aksialt glidbar ventil 36 er anbrakt i den sentrale borring 18 i akselen h, en sentral borring 3>h i akselen 7 og en borring 35 i husets del 3. Ventilen 3<;>6 er stadig i tettfnde nærhet av veggene for borringene 18 og 35« Glideventilen 36 er forsynt med radielle huller 38 og hl, som forbinder den sentrale borring 37 med ringformede utta<g>nin<g>er <l>+0 og 39 i ventilens mantelvegg. Glideventilen er innstillbar mellom to forskjellige endestillinger. Uttagningen 1+0 har en slik utstrekning i aksial retning at i begge endestillinger av ventilen står den i forbindelse med kanalen 17, slik at der alltid er åpen forbindelse mellom sylinderen 16 og borringen 37 (fig- lb). Uttagningen 39 står i den venstre stilling av ventilen gjennom borringer h2,

*+3i forbindelse med hbytrykkskammeret 23 for pumpen. I sin hbyre stilling står uttagningen 39 ved en borring hh og en annen borring 3<*>+ 1 forbindelse med lavtrykkanalen 53 via det kammer som inneholder koblingsskivene 12 og 13 (fig. lc). I den hbyre endestilling av ventilen 36 står uttagningen ho videre over en borring h7 i forbindelse med koblingskammeret. Den innerste stilling av borringen 18 står videre i kontinuerlig forbindelse med koblingskammeret.gjennom borringen <1>+8.

Glideventilen 36 innstilles ved trykkmedium fra en ytre, ikke vist, kilde. Trykkmedium tilfores sylinderen 5° gjennom en kanal ^9- I sylinderen 5° er det anbrakt et stempel 51 og ventilen 36 er forskjbvet mot virkningen av fjærene 52 til en stilling hvor borringen h2 står i forbindelse med uttagningen 39, og når trykkmedium avstenges, forflytter fjærene 52 stemplet 51 og ventilen 36 til en stilling i hvilken borringen hh står i forbindelse med uttagningen 39*

En plate 72 er stivt montert i stempelet 51• Denne

plate er forsynt med flere hull 73, forlbpende aksialt gjennom platen, og med et sentralt fremspring 7<*>+ som vender mot ventilen. 36- Et ytterligere stempel 75 er anbrakt i en utvidelse av borringen 37. Dette stempel 75 er forsynt med en spindel 77,

som strekker seg aksialt gjennom ventilen 36 til borringen hl. En borring 78 forlbper helt gjennom spindelen 77, og stempelet 75 er beregnet for å være avtettet av fremspringet 75. Et : aksialt spor 79 er videre anordnet i yttersiden av spindelen 77» og strekker seg fra spindelens ende helt frem til stempelet 75.

Sfæskesirkulasjonen mellom bremsen og en tank 5"+ er vist

i fig. 3» Fra koblingskammeret i delen 1 for huset strommer væsken gjennom en kanal 53 til en tank $ h samtidig som det. samme trykk opprettholdes i delen 1 for huset og tanken 5<*>+ gjennom luftkanal 55» Fra væsketanken strommer væsken gjennom en kanal 56 til et innsprøytningsmunnstykke 57 i lavtrykkskammeret 21 for å få'et trykk som er stort nok til å unngå kavi-tasjon.

Kjbleren 33 er av en type som er godt egnet for hurtige temperaturforandringer og tilsvarende forandring av lengde av rorene i kjbleren. Væsken sirkulerer gjennom par av konsentriske ror 58, 59 og 8o, 81. Hvert ror er bare festet til den ene endevegg 6o eller 61. Det indre ror 58, 81 er åpent i begge ender, mens det ytre ror 59» 8o er lukket i den ene ende. Det indre ror er så meget kortere enn det ytre at de kommuniserer med hverandre nær det ytre rors bunn. For å oke varmeoverfbr-ingen er ledeflater for væsken anordnet mellom de to ror. Væsken ledes gjennom kjblere på en slik måte at den passerer gjennom et indre ror 58 og tilbake på utsiden til et kammer 62 mellom endeveggene 6o og 61. Fra kammeret 62 går væsken gjennom et annet ytre ror 8o og tilbake gjennom det konsentriske indre ror 81 til innlbpet 22 for pumpen. Utsidene av rorene 59»

i oo er i stadig kontakt med et kjblemedium som tilfores kjbleren gjennom åpningen 63 og fores bort gjennom åpningen 6*+.

Bremsen ifblge oppfinnelsen virker på fblgende måte: Akselen h er stivt forbundet med og roterer kontinuerlig med deni aksel som skal bremses. Under normal drift uten bremsing er glideventilen 36 i den hbyre endestilling (fig. 1), slik at uttagningen ho står i forbindelse med borringen h7» og sylinderen 16 står i forbindelse med koblingskammeret. Koblingen er på denne måte utkoblet, og akselen h kan fritt rotere i forhold til, de andre deler av bremseanordningen. i

Når bremsen skal kobles inn, tilfores trykkmedium gjennom kanalen h9 til sylinderen 5o. Stempelet 51 blir da forskjbvet mot venstre mot fjæren 52 inntil forbindelsen mellom uttagningen <1>+0 og borringen <*>+7 er avbrutt, og uttagningen 39 er brakt i forbindelse med borringen 1+2. Samtidig forflyttes stempelet 75 mot venstre mot virkningen av fjæren 76 inntil spindelen 77 av-. bryter forbindelsen mellom den sentrale borring 37 og borringen

hl. På denne måte strommer trykkmedium gjennom hullene 73» borringen 73,37 og 38» uttagningen <*>+o og borringen 17 til trykksylinderen 16, slik at stempelet 15 presses mot koblingsskivene 12, 13. Denne innkobling av koblingen 11 er tilstrek kelig til å frembringe dreiemoment nok til å sette i gang rota-sjon av pumpehjulene 19, 2o. Når disse tannhjul roterer, frem-bringer de et hbyt trykk i hoytrykkskammeret 23* Dette trykk overfores gjennom borringene <*>+3 og <1>+2, uttagningen 39» borringen hl og sporet 79 til baksiden av stempelet 75» slik at dette med spindelen 77 forflyttes mot hbyre for tetning av borringen 78

med fremspringet 71+. Samtidig strommer trykkvæsken fra borri-

gen i+l inn i den aksiale borring 37 og gjennom borringene 38, uttagningen ho og borringen 17 til sylinderen 16. På denne måte bkes dreiemomentet for koblingen 11 og likeledes trykket av pumpen 19, 2o. Denne okning av dreiemoment resulterer i en ytterligere okning av trykket o.s.v.

Koblingen 11 vil således kobles inn på en slik måte at under innkoblingsperioden vil der forekomme praktisk talt ingen sluring da det trykk som frembringes av tannhjulspumpen 19» 2° er så hbyt at den kraft som virker på stempelet 15, er mer enn tilstrekkelig til å presse skivene 12, 13 mot hverandre for synkro-nisering så og si uten sluring.

Når trykket i hoytrykkskammeret 23 oker, overfores det gjennom kanalen 29 til sylinderen 28 for servomotoren. På grunn av strupeåpningen 3° er imidlertid trykket i sylinderen 28 under innkoblingsperioden lavere enn trykket i hoytrykkskammeret 23• Stempelet 27 for servomotoren har imidlertid et stbrre areal enn ventilskiven 25» slik at denne ventil ved en okning av trykket lukker hbytrykksporten % h mer og mer. På denne måte bkes trykket

• i hoytrykkskammeret 23 raskt. For visse verdier av trykket i

;i servomotorsylinderen 28, bestemt ved justering av avlastningsventilen i+5> vil denne ventil åpnes slik at forflytningen av ventilen 25 og således maksimaltrykket i hoytrykkskammeret 23 er begrenset. Etter å ha passert hbytrykksporten 2h og ventilen 25 ;fbres væsken gjennom kanalen h6 til kjbleren, hvor dens varme

utveksles med et separat kjblemedium. Fra kjbleren 33 strommer væsken så tilbake til lavtrykkskammeret 21 for igjen å passere pumpen.

Bremsen kobles ut ved å stoppe trykkfluidumtilfbrselen gjennom kanalen ^9. Glideventilen 36 forflyttes da mot hbyre endestilling ved hjelp av fjærene 52. I denne stilling kommuniserer uttagningen ^o med borringen h' 7 • Trykksylinderen 16 står på denne måte i forbindelse med koblingskammeret gjennom borringen 17, uttagningen ko og borringen h7, slik at trykket i sylinderen 16 avtar til det samme trykk som trykket i koblingskammeret, hvilket betyr at koblingen er utkoblet. Overforingen av dreiemoment gjennom koblingen 11 stopper derved og fblgelig også driften av pumpen 19, 2o. Trykket av væsken i pumpen ut-lignes så raskt. Denne utligning kan ytterligere påskyndes ved å åpne ventilen 32 i kanalen 31 mellom servomotorsylinderen 28 og pumpeinntaket 22. Akselen h blir på denne måte helt utkoblet og kan uten noen bremsing rotere med drivakselen som er blitt retardert under bremsingen..

I figurene k og 5 er vist en annen utfbrelse av oppfinn-eisen, som avviker fra utfbrelsen ifblge figurene 1-3 ved at akselen h går helt igjennom bremseanordningen og at den sentrale reguleringsventil 36 er erstattet av en ventil 65, forsynt med et ventilkammer 66 og anordnet i husets del 2. Ventilkammeret 66 står i forbindelse med hoytrykkskammeret 23 for pumpen gjennom en kanal, med koblingskammeret gjennom kanalen 68 og med trykksylinderen 16 med stempelet 15 gjennom borringene 69, 7o, 71. I den ene endestilling av ventilen 65 står således sylinderen 16 i forbindelse med hoytrykkskammeret 23 for pumpen, slik at bremseanordningen er innkoblet. T den annen endestilling av ventilen 65 står sylinderen 16 i forbindelse med koblingskammeret, slik

at bremseanordningen er utkoblet.

De viste utfbrelseeksempler er bare ment til illustrasjon av oppfinnelsen, som selvsagt kan utfores på en rekke andre måter uten å være begrenset til disse utfbrelser, men kun til de etter-følgende påstander.

Claims (7)

1. Hydrostatisk bremseanordning for en roterende aksel omfattende en pumpe med en drivende aksel og en overlopsventi1, som regulerer det trykk som hersker på pumpens avlbpsside, karakterisert ved en friksjonkobiing (11), som kan kobles inn og ut, og som omfatter et forste organ (12) forbundet med den roterende aksel ( h), et andre organ (13) forbundet med pumpens (19, 2o) drivende aksel (7) og en hydraulisk servomotor (15), som er anordnet for innkobling og for å holde friksjonskoblingen, og som kan forbindes med pumpens (19, 2o) avlbpsside (23) ved hjelp av en selektivt regulerbar reguleringsventil (36) for å holde koblingen i innkoblet stilling, samt ved en anordning for innkobling av koblingen.

2. Bremseanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at pumpen (19» 2o) på kjent måte er utformet som en pumpe av fortrengningstypen, særlig tannhjulpumpe.og at tennene i denne er utformet uten skarpe hjorner eller overganger og at også over-gangen til avlbpet er utformet med jevne overganger.

3- Bremseanordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at pumpen (19» 2o) er anordnet i et lukket, hydraulisk kretslbp, som er forsynt med en kjoler (33) av en sådan kon-struksjon at mediet lbper i rette ror, hvilke bare er innfestet i rorets ene ende. k.

Bremseanordning som angitt i de foregående kra;, karakterisert ved en hydraulisk servomotor (26, 27) for regulering av overlbpsventilen (2<*>+, 25)» hvilken servomotor arbeider i av-hengighet av væsketrykket på pumpens (19» 2o) avlbpsside (23) og er forsynt med en avlastningsventil •

5« Bremseanordning som angitt i krav k, karakterisert ved at overlbpsventilens (2*+, 2' <j>) servomotor (26, 27) står i forbindelse med pumpens avlbpsside (23) via en ledning (29) som er utformet i med et parti (3o) med begrenset areal. ■

6. Bremseanordning som angitt i krav •+ eller 5» karakterisert ved at avlastningsventilen (V5) er anordnet slik at den danner forbindelse mellom overlbpsventilens (2<*>+, 25) servomotor (26,27) og overlbpsventilens lavtrykkside ( k6).

7. Bremseanordning som angitt i ett av kravene k - 6, karakterisert ved at overlbpsventilens servomotor (26, 27) omfatter et stempel (27) som er stivt forbundet med denne ventil (25) og hvis virksomme areal er stbrre enn overlbpsventilens skiveareai. Bremseanordning som angitt i kravene 1-7»karakterisert<y<>eå at ventilen (36) omfatter en ventil (7^, 75) for avsetning av manbvervæsken, når ventilen (*+6) har nådd stilling for innkobling av trykket i kanalen (37), og dette er tilbbyelig til å overstige stempelets (51) manbvertrykk.