NO159842B

NO159842B - MUTTER VALVE FOR THE CLUTCH TO A POWER SHAFT ON A TRACTOR.

Info

Publication number: NO159842B
Application number: NO852019A
Authority: NO
Inventors: Tapio Vainiomaeki; Pekka Kalevi Mailas
Original assignee: Valmet Oy
Priority date: 1984-05-22
Filing date: 1985-05-21
Publication date: 1988-11-07
Also published as: GB2159228B; FR2564922A1; NO159842C; FI72931C; DK159383B; SE458298B; FR2564922B1; GB8512789D0; BR8502401A; GB2159228A; NO852019L; DK159383C; FI72931B; SE8502395L; SE8502395D0; FI842051A; DK225885D0; FI842051A0; DK225885A

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en dempeventil for The present invention relates to a damping valve for

koplingen til en kraftuttaksaksel på en traktor,av den type som er angitt i innledningen til det etterfølgende selvstendige krav 1. the coupling to a power take-off shaft on a tractor, of the type specified in the introduction to the following independent claim 1.

Vanligvis anvendes traktorens egen hydraulikk for påkopling Usually, the tractor's own hydraulics are used for connection

av traktorens kraftuttaksaksel. Kraftuttaksakselen er normalt forbundet med en fra traktoren utgående aksel ved hjelp av en våtkopling, f.eks. en lamellkopling, hvorved kraftuttaks- of the tractor's PTO shaft. The power take-off shaft is normally connected to an output shaft from the tractor by means of a wet coupling, e.g. a multi-plate clutch, whereby the power take-off

akselen koples til når trykket i våtkoplingen er steget til normalt arbeidstrykk. Arbeidstrykket i dette system er vanligvis av størrelsesorden 16 bar. Hvis kraftuttaks- the shaft is connected when the pressure in the wet coupling has risen to normal working pressure. The working pressure in this system is usually of the order of 16 bar. If the PTO

akselen koples inn uten noen som helst forsinkelse av trykk-forhøyelsen, er tiden for trykkforhøyelsen av størrelsesorden 0,2 sekunder. En så hurtig innkopling bevirker et plutselig rykk i kraftuttaket, hvilket kan forårsake skader enten på arbeidsmaskinen, som er forbundet med kraftuttaksakselen, på shaft is engaged without any delay of the pressure increase, the time for the pressure increase is of the order of 0.2 seconds. Such rapid engagement causes a sudden jerk in the PTO, which can cause damage either to the work machine, which is connected to the PTO shaft, to

selve kraftuttaksakselen eller på kardangakselen. Dette problem er spesielt stort når oljens viskositet er lav. the PTO shaft itself or on the cardan shaft. This problem is particularly great when the viscosity of the oil is low.

For løsing av dette problem og forsinkelse av kraftuttaksakselens innkopling er det hittil anvendt manuelt regulerbare ventiler, ved hjelp av hvilke systemets koplingstrykk kan heves sakte ved hjelp av håndstyring. Med slike anordninger unngås skader på maskiner og anordninger ved innkoplingen. To solve this problem and delay the PTO shaft's engagement, manually adjustable valves have been used until now, with the help of which the system's engagement pressure can be raised slowly by hand control. Such devices prevent damage to machines and devices during connection.

Følgen av dette er dog en ekstra arbeidsoperasjon for brukeren The consequence of this is, however, an additional work operation for the user

av anordningen, og brukeren skal alltid huske på å innstille trykkforhøyningstiden på hensiktsmessig måte avhengig av situasjonen. Hvis trykkforhøyningstiden er altfor kort kan følgen være mekaniske skader på kraftoverføringsanordningene. of the device, and the user must always remember to set the pressure increase time appropriately depending on the situation. If the pressure increase time is far too short, the result can be mechanical damage to the power transmission devices.

Hvis denne tid er altfor lang, kan koplingen få varmeskader. If this time is too long, the coupling may suffer heat damage.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe The purpose of the present invention is to provide

en ny dempeventil for koplingen til en kraftuttaksaksel på en traktor, hvilken ventil ikke er belemret med de ovennevnte a new damping valve for the coupling of a power take-off shaft on a tractor, which valve is not encumbered with the above

ulemper. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved hjelp av de trekk som fremgår av karakteristikken til det etterfølgende selvstendige krav 1. cons. This is achieved according to the invention by means of the features that appear in the characteristic of the following independent claim 1.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives i detalj med hen-visning til den vedlagte tegning, hvor In what follows, the invention will be described in detail with reference to the attached drawing, where

figur 1 viser et funksjonsskjema for en kraftuttaksaksel på figure 1 shows a functional diagram for a power take-off shaft on

en traktor, a tractor,

figur 2 viser sett fra siden, et snitt av konstruksjonen av en dempeventil ifølge oppfinnelsen, og figure 2 shows, seen from the side, a section of the construction of a damping valve according to the invention, and

figur 3 viser et koplingstidsskjerna for dempeventilen ifølge oppf innelsen. figure 3 shows a switching timing kernel for the damping valve according to the invention.

Figur 1 viser et funksjonsskjema for en kraftuttaksaksel. Figure 1 shows a functional diagram for a power take-off shaft.

Figuren viser en av en traktormotor dreven aksel 1 som driver en hydraulisk pumpe 2. Den hydrauliske pumpe 2 mater trykk til et hydraulisk system. På akselen 1 er det endog anordnet en kopling for kraftuttaksakselen. Koplingen vises her som en lamellkopling 5. Koplingen kan dog også utgjøres av en våtkopling av en eller annen type. På akselen 1 er montert en røraksel 6, hvilken er koplet til lamellkoplingen 5 og på The figure shows an axle 1 driven by a tractor engine which drives a hydraulic pump 2. The hydraulic pump 2 supplies pressure to a hydraulic system. On shaft 1, there is even a coupling for the power take-off shaft. The coupling is shown here as a lamellar coupling 5. However, the coupling can also be made up of a wet coupling of one type or another. A tubular shaft 6 is mounted on the shaft 1, which is connected to the lamellar coupling 5 and on

hvilken det er montert et tannhjul 7. Tannhjulet 7 står i tannkontakt med et annet tannhjul 8, som er koplet til kraftuttaksakselen 9. Av figuren fremgår også at pumpen 2 mater trykk til en ventil 3 med hvilken traktorens kraftuttaksaksel 9 koples inn. Ventilen 3 mater dog ikke trykk direkte til koplingen 5, men til en mellom ventilen 3 og koplingen 5 on which a gear wheel 7 is mounted. The gear wheel 7 is in tooth contact with another gear wheel 8, which is connected to the power take-off shaft 9. The figure also shows that the pump 2 supplies pressure to a valve 3 with which the tractor's power take-off shaft 9 is connected. However, valve 3 does not supply pressure directly to coupling 5, but to one between valve 3 and coupling 5

montert, skjematisk vist dempeventil 4 ifølge oppfinnelsen, mounted, schematically shown damping valve 4 according to the invention,

ved hvilken hevningen av koplingstrykket forsinkes. whereby the rise of the coupling pressure is delayed.

Figur 2 viser en dempeventil ifølge oppfinnelsen. Ventilen er et langstrakt stykke. I ene enden av en stamme 10 er det opptatt et gjennomgående hull i stammens tverretning. Hullets ene ende A danner en innløpsåpning der olje ledes inn i ventilen og hullets andre ende B, en utløpsåpning der olje ledes ut fra ventilen til et oljerom i koplingens koplingshus. Midt i ventilstammen 10 er det uttatt en langsgående boring 22, som via en åpning 21 i boringens bunn, står i forbindelse med det tverrgående hullet gjennom stammen. I stammen 10 er det ved siden av boringen 22 opptatt en andre langsgående boring 11, som også står i direkte forbindelse med det tverrgående hull. Boringen 11 er en såkalt strupekanal, inne i hvilken det er anordnet et fritt bevegelig strupestempel 12. Stammen 10 oppviser gjenger i den i forhold til det tverrgående hull, motsatte ende. En hettemutter 15 er skrudd på gjengene. Mutteren 15 lukker enden av ventilens stamme 10 tett slik at Figure 2 shows a damping valve according to the invention. The valve is an elongated piece. At one end of a trunk 10, a through hole is occupied in the transverse direction of the trunk. One end of the hole A forms an inlet opening where oil is led into the valve and the other end of the hole B, an outlet opening where oil is led out of the valve to an oil chamber in the clutch's coupling housing. In the middle of the valve stem 10, a longitudinal bore 22 has been taken out, which via an opening 21 in the bottom of the bore, is connected to the transverse hole through the stem. In the stem 10, next to the bore 22, a second longitudinal bore 11 is occupied, which is also in direct connection with the transverse hole. The bore 11 is a so-called throat channel, inside which a freely movable throat piston 12 is arranged. The stem 10 has threads in it in relation to the transverse hole, opposite end. A cap nut 15 is screwed onto the threads. The nut 15 closes the end of the valve stem 10 tightly so that

de i stammen uttatte, på langs rettede boringer 11 og 22 ikke står i direkte forbindelse med ventilens ytre omgivelser via denne ende. I veggen av den langsgående boring 22 midt i ventilen er det opptatt en radiell boring 13, gjennom hvilken boringene 11 og 22 står i forbindelse med hverandre. Mutteren 15 dekker den radielle boring 13, slik at denne ikke står i direkte forbindelse med ventilens ytre omgivelser. I ventilens the longitudinally oriented bores 11 and 22 taken out in the stem are not in direct connection with the valve's external surroundings via this end. In the wall of the longitudinal bore 22 in the middle of the valve, a radial bore 13 is occupied, through which the bores 11 and 22 are connected to each other. The nut 15 covers the radial bore 13, so that it is not in direct contact with the valve's external surroundings. In the valve

stamme 10 er det dessuten uttatt en radiell boring C, som står i forbindelse med boringen 22 innved åpningen 21 i boringens bunn. På bunnen av boringen 22 finnes et ventillegeme i form av en kule 20, som dekker åpningen 21. I den andre ende av boringen 22 er det anordnet et i boringen frem og tilbake bevegelig stempel 16, som fremviser en mot kulen 20 rettet stempelstang 17 og en i motsatt retning rettet tapp 18. Mellom kulen 20 og stempelet 16 er det anordnet en fjær 19 som presser kulen og stempelet fra hverandre. Mellom tappen 18 og boringens 2 2 stem 10, a radial bore C is also taken out, which is in connection with the bore 22 inside the opening 21 in the bottom of the bore. At the bottom of the bore 22 there is a valve body in the form of a ball 20, which covers the opening 21. At the other end of the bore 22 is arranged a piston 16 that moves back and forth in the bore, which presents a piston rod 17 directed towards the ball 20 and a peg 18 directed in the opposite direction. Between the ball 20 and the piston 16, a spring 19 is arranged which pushes the ball and the piston apart. Between the pin 18 and the bore 2 2

vegg oppstår et ringformet rom 14 med hvilket strupekanalen 11 står i forbindelse gjennom den radielle boringen 13. wall, an annular space 14 is formed, with which the throat channel 11 is connected through the radial bore 13.

Når den i figur 1 viste koplingsventil 3 åpnes, går oljen gjennom denne ventil til innløpsåpningen A i den i figur 2 viste dempeventil. Oljen går direkte gjennom den tverrgående boring og ut gjennom utløpsåpningen B til kraftuttaksakselens kopling. Den motstand som koplingen tilveiebringer gir opphav til en trykkøkning i dempeventilen, gjennom innvirkning av hvilken den på åpningen 21 liggende kule 20 beveger seg til høyre i figur 2, hvorved det fra innløpsåpningen A åpnes en direkte forbindelse til lekkasjeåpningen C. Den bak kulen 20 liggende fjær 19 bestemmer ved hvilket starttrykk pQ lekkasjeåpningen C åpnes. Når trykket stiger strømmer oljen endog inn i strupekanalen 11. Mellom strupestempelet 12 i kanalen 11 When the coupling valve 3 shown in figure 1 is opened, the oil passes through this valve to the inlet opening A in the damping valve shown in figure 2. The oil passes directly through the transverse bore and out through the outlet opening B to the PTO coupling. The resistance provided by the coupling gives rise to a pressure increase in the damping valve, through the influence of which the ball 20 lying on the opening 21 moves to the right in Figure 2, whereby a direct connection is opened from the inlet opening A to the leakage opening C. The behind the ball 20 lying spring 19 determines at which starting pressure pQ the leakage opening C is opened. When the pressure rises, the oil even flows into the throat channel 11. Between the throat piston 12 in the channel 11

og kanalveggen finnes en viss åpning, et såkalt strupespillrom som kan være av størrelsesorden 0,2 mm. Oljen som går inn i kanalen 11 skyver stempelet 12 til høyre i figur 2, men sam-tidig lekker olje også ut gjennom strupespillrommet forbi and the canal wall there is a certain opening, a so-called laryngeal space which can be of the order of 0.2 mm. The oil that enters the channel 11 pushes the piston 12 to the right in figure 2, but at the same time oil also leaks out through the throttle space past

stempelet 12 og gjennom den radielle boring 13 til det ringfor-mede rommet 14 bak arbeidsstempelet 16. Bak stempelet oppstår herved en trykkøkning, hvorved stempelet 16 søker å bevege seg til venstre i figuren mot den av fjæren 19 forårsakede kraft og trykke kulen 20 tilbake på åpningen 21. Når stempelet 16 gjennom formidling av fjæren 19 skyver kulen 20 i retning mot den stengte stilling, blir sprekken mellom kulen 20 og åpningen 21 mindre, hvorved trykket i systemet stiger. Trykk-økningen i systemet hever trykket også i rommet 14, hvorved stempelet 16 beveger seg lengre mot venstre, og til slutt har stempelet 16 beveget seg så langt at stempelstangen 17 tvangs-styrt, trykker kulen til siden, hvorved åpningen 21 stenges helt og lekkasjestrømmen opphører. På denne måte er fullt koplingstrykk oppnådd og innkoplingen fullført. Når innkoplingen har funnet sted hersker samme trykk i hele systemet. Herved skyver fjæren 19 stempelet 16 tilbake til høyre og gjennom innvirkning av den av stempelet 16 fortrengte olje beveger strupestempelet 12 seg tilbake til sin utgangsstilling. Den i figur 2 viste, av en fjær 19 påvirkede ventil, behøver ikke uttrykkelig være en kuleventil 20, men den kan være en alminnelig lekkasjeventil, for eksempel en konventil. the piston 12 and through the radial bore 13 to the annular space 14 behind the working piston 16. Behind the piston a pressure increase occurs, whereby the piston 16 seeks to move to the left in the figure against the force caused by the spring 19 and press the ball 20 back on the opening 21. When the piston 16 through mediation of the spring 19 pushes the ball 20 in the direction towards the closed position, the gap between the ball 20 and the opening 21 becomes smaller, whereby the pressure in the system rises. The increase in pressure in the system also raises the pressure in the chamber 14, whereby the piston 16 moves further to the left, and finally the piston 16 has moved so far that the piston rod 17 force-controlled pushes the ball to the side, whereby the opening 21 is completely closed and the leakage flow ceases. In this way, full coupling pressure is achieved and the coupling is complete. When the connection has taken place, the same pressure prevails throughout the system. Hereby, the spring 19 pushes the piston 16 back to the right and through the effect of the oil displaced by the piston 16, the throttle piston 12 moves back to its starting position. The valve shown in Figure 2, which is affected by a spring 19, does not have to be a ball valve 20, but it can be a general leakage valve, for example a cone valve.

Figur 3 viser et koplingstidsskjerna for dempeventilen. Den vertikale aksel i skjemaet viser koplingstrykket og den horisontale aksel koplingstiden. Av figuren fremgår at trykket først stiger hurtig til verdien pQ, som er det såkalte starttrykket. Størrelsen av dette starttrykk p bestemmes av Figure 3 shows a switching time kernel for the damping valve. The vertical axis in the diagram shows the coupling pressure and the horizontal axis the coupling time. The figure shows that the pressure first rises rapidly to the value pQ, which is the so-called initial pressure. The magnitude of this initial pressure p is determined by

o o

stivheten av den på lekkasjeventilen 20 virkende fjær 19. Fjærens 19 stivhet kan fordelaktig være valgt for eksempel slik at dette starttrykk pQ, er av størrelsesorden 5 bar. Når starttrykket pQ er oppnådd, begynner lekkasjeventilen 20 å the stiffness of the spring 19 acting on the leakage valve 20. The stiffness of the spring 19 can advantageously be chosen, for example, so that this initial pressure pQ is of the order of 5 bar. When the starting pressure pQ is reached, the leakage valve 20 starts to open

åpne seg, hvorved trykkforhøyningen forsinkes betydelig slik det fremgår av figuren. Denne trykkforhøyning foregår i langsommere takt til verdien p^, som er det fulle koplingstrykk. Koplingstrykkets størrelse er ca. 16 bar. Tiden T open up, whereby the increase in pressure is significantly delayed as can be seen from the figure. This pressure increase takes place at a slower rate until the value p^, which is the full switching pressure. The size of the coupling pressure is approx. 16 bars. Time T

for trykkforhøyningen fra verdien pQ til verdien p^, kalles dempetid. Denne dempetid kan velges mellom 0,5 og 30 sekunder, men hensiktsmessig er den 1 til 2 sekunder. Størrelsen av for the pressure increase from the value pQ to the value p^, is called damping time. This damping time can be chosen between 0.5 and 30 seconds, but it is expediently 1 to 2 seconds. The size of

dempetiden T kan påvirkes på flere forskjellige måter. Strupespillrommet mellom strupestempelet 12 og kanalen 11 kan velges slik at ønsket dempetid T oppnås. Jo mindre dette spillrom er, dess lengre blir endog dempetiden. Endog diameteren til arbeidsstempelet 16 påvirker dempetiden T, slik at jo større denne diameter er, desto lengre er dempetiden. En lengre ventilkonstruksjon påvirker også dempetiden, ettersom stemplenes bevegelseslengde herved øker. Med en lengre ventil oppnås altså en lengre dempetid. Fjærens 19 stivhet påvirker ikke selve dempetiden, men kun starttrykket pQ, slik som forklart ovenfor. the damping time T can be affected in several different ways. The throat gap between the throat piston 12 and the channel 11 can be selected so that the desired damping time T is achieved. The smaller this margin is, the longer the damping time will be. Even the diameter of the working piston 16 affects the damping time T, so that the larger this diameter is, the longer the damping time. A longer valve construction also affects the damping time, as the length of movement of the pistons thereby increases. With a longer valve, a longer damping time is thus achieved. The stiffness of the spring 19 does not affect the damping time itself, but only the initial pressure pQ, as explained above.

Med en dempeventil ifølge oppfinnelsen oppnås i forhold til teknikkens stand, den fordel at dempingen av koplingstrykkets hevning, tilveiebringes automatisk. Herved kan f.eks. en elektrisk styrt ventil anvendes som ventil 3 for innkopling av kraftuttaket. With a damping valve according to the invention, compared to the state of the art, the advantage is that the damping of the coupling pressure rise is provided automatically. Hereby, e.g. an electrically controlled valve is used as valve 3 for connecting the power take-off.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til den i beskrivelsen og i tegningen viste utførelsesform, idet denne kan modifiseres innen rammen for de etterfølgende patentkrav. The invention is not limited to the embodiment shown in the description and in the drawing, as this can be modified within the scope of the subsequent patent claims.

Claims

1. Damping valve for the coupling to a power take-off shaft on a tractor, which damping valve (4) is arranged between a coupling valve (3) and the coupling (5) in a pressure pipe leading from a hydraulic pump (2) driven by the tractor's engine to the coupling of the power take-off shaft (9) (5), which damping valve (4) comprises members (11-22), which react to the pressure of the liquid flow passing through said damping valve (4), which members are arranged to automatically regulate the pressure of the flow going to the coupling ( 5) and thereby the switching-on time for the power take-off shaft (9), which depends on the increase in pressure mentioned, as the valve (4) presents an inlet opening (A) and an outlet opening (B) in direct connection with each other as well as a leakage opening (C) , which via a leakage valve (20) located inside the stem (10) of the damping valve (4), is in connection with the inlet and outlet openings (A and B) of the damping valve, as the leakage valve (20) automatically regulates the ratio with the help of its influence organs between p the flows through the outlet opening (B) and the leakage opening (C) in the damping valve (4) and the pressure of the flow to the coupling (5) through the outlet opening (B), characterized in that said leakage valve consists of a valve body (20) in a horn (22) ) and an opening (21) in the bottom of the horn (22), which opening is in direct connection with the inlet and outlet openings (A and B) of the damping valve (4) and which opening (21) diameter is smaller than that of the bore (22) and the valve body (20) diameter, in that the edge of the opening (21) facing the bore (22) functions as a seating surface for the valve body (20), and that the leakage valve (20)'s influence means comprises a throat channel (11) in the form of a bore, with a movable throttle piston (12) and a working piston (16) located in said bore (22), where the leakage valve (20) is arranged, which acts on the leakage valve by means of a spring (19), as the throttle channel (11) and the bore (22) are in connection with each other.

2. Damping valve according to claim 1, characterized in that the throttle channel (11) is in connection with the inlet opening (A) of the dampening valve and that said throttle channel (11) is in connection with said bore (22) in it in relation to the opening (21) in the bore (22) ) opposite end, through a bore (13) which runs radially through the wall of the bore (22).

3. Damping valve according to claim 1 or 2, characterized in that the diameter of the throttle piston (12) is smaller than the diameter of the throttle channel (11), so that between the channel (11) and the piston (12) there is a throttle gap through which oil can flow past the piston (12) .

4. Damping valve according to one of the preceding claims, characterized in that the working piston (16) exhibits a piston rod (17) directed towards the leakage valve (20), on which a coil spring (19) is located between the piston (16) and the leakage valve (20) and which pushes these away from each other, is mounted, as the piston rod (17) when the spring (19) is compressed, presses directly against the valve body (20) of the leakage valve and that the working piston (16) exhibits a pin oppositely directed in relation to the piston rod (17) (18), whereby between the wall of the bore (22) and the pin (18) there is an annular space (14) with which the throat channel (11) is connected through said bore (13).