NO167824B - Vaggeskivemaskin. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en roterende aksial-stempel- og kammerstykkemaskin for pumper, hydrauliske motorer eller kompressorer.

Oppfinnelsen vedrører en type maskin som er dekket av søkerens franske patent nr. 2.588.617, hvilken maskin omfatter en trykkplate som er skråstilt i forhold til den geometriske rotasjonsakse, som sammenfaller med kammerstykkets geometriske akse, idet det sentrale parti av den skråstilte-plate omfatter et kulelager som roterer fritt rundt et fast sentralt kulehodeledd som er stivt forbundet med en halvaksel som er forankret direkte til den sentrale del av kammerstykket, mens kammerstykket er festet til et stivt, periferielt hus som dekker det bakre parti av en skivestang-anordning, bak hvilken det lukker, og i denne maskin er det sentrale kulehodeledd stivt forbundet med en andre stiv halvaksel som er plassert motsatt den første og er innret-tet med denne, idet den andre halvaksel med sin motsatte ende er stivt forankret til den bakre del av maskinens hus.

Oppfinnelsens primære formål er å oppta de forskjellige krefter og påkjenninger som kulehodeleddet utsettes for på maskinens kammerstykke, idet man har erfart at kammerstykket utgjør en meget stiv enhet i motsetning til huset som trykkplaten og bevegelsesoverføringen befinner seg i.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt en anordning hvor huset bare utsettes for mindre spenninger, noe som gjør det lettere enn tidligere.

Videre kompenserer oppfinnelsen også for de forskjellige ek-spansjoner som kan opptre når maskinen er i funksjon.

Dertil gjør oppfinnelsen det også mulig å utsette trykkplaten for en forspenning for å kompensere for eller utligne de påkjenninger som utøves mot den i funksjon.

Kompensasjon av belastninger for at trykkplaten skal bli praktisk talt flytende i forhold til kulehodeleddet som bærer den kan bare utøves når maskinen er i funksjon, slik at maskindelene ikke utsettes for statisk belastning av betydning når maskinen ikke er i funksjon.

Den roterende stempel-og-kammerstykkemaskin ifølge oppfinnelsen omfatter en trykkplate eller vaggeskive som er skråstilt i forhold til sin geometriske omdreiningsakse, som sammenfaller med den geometriske akse av kammerstykket, idet den sentrale del av den skråstilte plate omfatter et kulelager som roterer fritt om et fast, sentralt kulehodeledd som er forankret til den sentrale del av kammerstykket, mens kammerstykket er forbundet med et stivt periferielt hus, hvilket sentrale kulehodeledd er dannet i ett med en stiv halvaksel som er forbundet med den bakre del av huset, og er karakterisert ved at i det minste én stiv stang er forbundet både med kulehodeleddet og et stempel anordnet i en boring i kammerstykket og utsettes for virkningen av et fluid under trykk slik at i det minste én del av de aksiale belastninger som utøves mot kulehodeleddet overføres til kammerstykket uten å bli overført til huset.

Forskjellige andre karakteristiske trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende detaljerte beskrivelse av de ut-førelseseksempler på oppfinnelsen som er vist på vedføyede tegninger. Fig. 1 er et vertikalt snitt gjennom en maskin ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er et vertikalt snitt i likhet med fig. 1 gjennom en variant.

Det utførelseseksempel på maskinen som er vist på fig. 1 omfatter et hus 1 som er forbundet til periferien av et kammerstykke 2, til hvilket det er festet forbindelsesstenger 3 som samtidig danner stagbolter og er benyttet til å feste og understøtte et legeme 4 som er forsynt med sylindre 6 hvori det glir stempler 7. Legemet 4 utgjør enten et pumpelegeme eller et motorlegeme avhengig av om sylindrene 6 benyttes til å levere et fluid eller oppta et fluid som skal drive stemplene 7.

I den type maskin som oppfinnelsen vedrører er legemet 4 velkjent, noe som også gjelder stemplene 7 og sylindrene 6, og denne del av maskinen skal derfor ikke beskrives nærmere.

Kammerstykket 2 er forsynt med hylser 8, hvorav kun én er vist, og i hver av disse kan en glidesko 9 bevege seg, hvilken glidesko er forbundet med en stang 10 til ett av stemplene 7.

Glideskoen 9 omfatter et lager 11 for et sfærisk forbindel-sesstanghode 12, hvis fot 13 også er sfærisk og er fastholdt i ett av flere lagre 14 anordnet i en oscillerende trykkplate 15.

Trykkplaten 15 bæres av et kulehodeledd 16 som er forbundet med denne ved hjelp av hemisfæriske ringer 17 som danner lagre. Trykkplaten 15 forhindres fra å dreie seg fritt ved hjelp av en reaksjonsstang 18, som via sitt sfæriske hode 19 i et lager 20 er fast forbundet med en ramme 21, som i sin tur er forbundet både med huset 1 og kammerstykket 2 ved hjelp av kneplater 22.

Rammen 21 danner en lagerunderstøttelse 23 for en hovedaksel 24 som er forsynt med en pinjong 25.

Hovedakselen 24 bæres i et lager 26 som er forbundet med den bakre del la av huset 1. Denne bakre del la er i sin tur forsterket ved hjelp av en plate 27 som kan danne en trykkplate og som samvirker med den bakre del la for å bære aksiallageret 28 i en bevegelsesoverføring 29, hvilken utgjør-es av en avskrådd plate med et ringformet tannhjul 30 i inn-grep med pinjongen 25. Bevegelsesoverføringen 29 bærer et aksiallager 31 som er forbundet med den oscillerende trykk-

plate 15.

Bevegelsesoverføringen 29 bæres av lageret 32, hvis indre

ring er festet til en halvaksel som utgjøres av en rørformet aksel 33 som er stivt forbundet med kulehodeleddet 16, hvilken rørformet aksel om nødvendig kan utgjøre en integrerende del med kulehodeleddet.

Den rørformede aksel 33 er koaksial med den geometriske akse av kammerstykket 2 og er ført gjennom en åpning 34 i platen 27.

En stoppring 35, som fortrinnsvis er justerbar, er montert på enden av den rørformede aksel 33 for å danne anlegg, fortrinnsvis via en elastisk anordning 36 såsom en konisk fjærskive, mot platen 27.

Som vist på tegningen, er det en fordel at en forspenningsskive 27a er innsatt mellom platen 27 og den bakre plate la av huset. Tykkelsen av skiven 27a er beregnet slik at de respektive verdier av forspenningskreftene angitt med pilene L-j og L2 forholder seg til hverandre i et bestemt forhold. F.eks. er det mulig å velge L-| = L2 = L/2.

For å forhindre leddet 16 og den rørformede aksel fra å rotere, er den del av kulehodeleddet 16 som vender mot kammerstykket 2 forbundet med kammerstykket ved hjelp av en kile 37.

Kulehodeleddet 16 bæres også av en gjenget del av en stang 38 som er konsentrisk med den rørformede aksel 33.

Stangen 38 har en del 38a med større diameter som er styrt i en boring 39 av kammerstykket 2 og er tettet i dette ved hjelp av en tetning 40. Stangen 38 har en del 38b med mindre diameter, som strekker seg inn i den rørformede aksel 33 og som sammen med akselen danner et ringformet kammer 41. Delen 38b med mindre diameter er tettet mot den rørformede aksel 33 ved hjelp av en tetning eller pakning 42 og er også forbundet mekanisk med den rørformede aksel 33 ved hjelp av en stopp- eller kontramutter 43, som bæres på den frie ende av den rørformede aksel 33. Kontramutteren 43 gjør det mulig å låse plasseringen av stangen 38 i kulehodeleddet 16 slik at det dannes en klaring 16a mellom kammerstykket 2 og den fremre sylindriske del av kulehodeleddet 16.

En kanal 44 gjør det mulig å forbinde det tidligere beskrev-ne ringformede kammer 41 med en kilde for fluid under trykk, spesielt olje, slik at denne olje kan føres til det ringformede kammer og fordelingskanaler 45 anordnet i kulehodeleddet 16 for derved å muliggjøre at olje kan føres til de hemisfæriske ringer 17 som danner en kuleleddsokkel.

Delen 38a av stangen 38 med større diameter er stivt forbundet med et stempel 46 anordnet i en sylinder 47 i kammerstykket 2. Den bakre flate av stempelet 46 og sylinderen 47 begrenser et kammer 48 hvor det kan tilføres et justerings-fluid under trykk, spesielt olje, fra en justerbar kilde 49.

Kilden 49 kan utgjøres av en kompressor eller en regulator som tilfører kammeret 48 et kalibreringstrykk, som f.eks. kan avhenge av arbeidstrykket i legemet 4.

Kammerstykket 2, forbindelsesstangen 3 og legemet 4 utgjør en svært stiv enhet, slik at det trykk som utøves i kammeret 48 kan være et tilstrekkelig høyt trykk til å kompensere i det minste delvis for de motsatte krefter som utøves mot kulehodeleddet 16 av den oscillerende trykkplate 15 når maskinen er i drift.

Trykket i kammeret 48 som utøves mot stempelet 46, over-føres av de forskjellige deler av stangen 38 til kulehodeleddet og stoppmutteren 43 som hviler mot den rørformede aksel 33, og stoppringen 35 kan overføre deler av påkjenningene til platen 27 som understøtter lageret 28 uten at

disse krefter utøves mot huset 1.

Som et resultat av dette er klaringen 16a mellom kammerstykket 2 og den fremre sylindriske del av kulehodeleddet 16 ment å skulle regulere bevegelsen av stempelet 46, hvis rolle det er å trekke i kulehodeleddet 16 for på denne måte å overføre en del av påkjenningene under pumping for å av-laste aksiallagrene 28 og 31.

Ved passende valg av trykket i kammeret 48 er det om ønske-lig mulig å sikre at alle påkjenninger som utøves aksialt mot kulehodeleddet 16 overføres av den rørformede aksel 33 uten å overføres til huset 1, som derved kan lages meget lett.

Forutsatt at aksialpåkjenningene opptas av fluidputen som utgjøres av kammeret 48, virker kammeret også som en dif-ferensial ekspansjonskompensator mellom den rørformede aksel 33, de forskjellige deler av stangen 38 og kammerstykkets 2 hovedlegeme.

Fig. 2 viser en forenklet variant hvor tilsvarende deler er gitt samme henvisningstall som på fig. 1.

Ifølge fig. 2 er kulehodeleddet 16 direkte festet til den gjengede del av en stang 38-|, som i sin tur er forbundet med et stempel 46-j, som sammen med en sylinder 47-| i kammerstykket 2 begrenser et kammer 48 -j for å danne et kompensas jons-trykk.

Videre er en hydraulsylinder 50 anordnet i platen 27 som forsterker den bakre del la av huset 1, hvilken hydraulsylinder 50 virker på lageret 28 som bevegelsesoverføringen 29 hviler mot. Hydraulsylinderen kan som tegningen skjematisk viser bestå av et vanlig ringformet organ.

Ovennevnte anordning beskrevet i forbindelse med tegningene muliggjør fordeling av det hydrauliske trykk som skal balan-sere de aksiale påkjenninger, nemlig for det første mot kammerstykket 2 og for det andre mot platen 27. Den kraft som kan utøves av hydraulsylinderen 50 utøves mot bevegelses-overføringen 29 og av aksiallageret 31 mot den oscillerende trykkplate 15, noe som gjør det mulig å redusere og under bestemte funksjonsforhold så godt som eliminere aksiale belastninger mellom kulehodeleddet 16 og de hemisfæriske ringer 17 i trykkplaten 15.

Fig. 2 viser at hydraulsylinderen 50 er forbundet via en ledning 51 med en trykkregulator 52, som kan styres av enhver egnet anordning, såsom en regnemaskin som varierer kompensasjonskreftene som utøves av hydraulsylinderen 50 og stempelet 46-j avhengig av de sykliske trykkvariasjoner som utøves av trykkplaten 15 mot kulehodeleddet 16.

Bruken av skiven 27a i utførelsen på fig. 2 gir ytterligere sikkerhet i det tilfellet den hydrauliske kompensasjon skulle svikte.

Oppfinnelsen er på ingen måte begrenset til de viste utfør-elseseksempler, idet mange modifikasjoner er mulige uten å avvike fra oppfinnelsen.

Claims (12)

1. Roterende maskin med stempler (7) og kammerstykke (2), omfattende en trykkplate eller vaggeskive (15) som er skråstilt i forhold til sin geometriske omdreiningsakse, som sammenfaller med den geometriske akse av kammerstykket (2), idet den sentrale del av den skråstilte plate (15) omfatter et sfærisk lager (17) som roterer fritt om et fast, sentralt kulehodeledd (16) som er forankret til den sentrale del av kammerstykket (2), mens kammerstykket er forbundet med et stivt periferielt hus (1), hvilket sentrale kulehodeledd er integrert med en stiv halvaksel (33) som er forbundet med den bakre del av huset (1), karakterisert ved at i det minste én stang (38, 38-| ) er forbundet stivt med kulehodeleddet (16) og med et stempel (46, 46-j ) som er anordnet i en boring (47, 47-j) i kammerstykket (2) og utsettes for virkningen av et fluid under trykk slik at i det minste én del av de aksiale påkjenninger som utøves mot kulehodeleddet (16) overføres til kammerstykket (2) uten å overføres til huset (1).

2. Maskin ifølge krav 1, karakterisert ved at det er anordnet en klaring (16a) for justering av bevegelsen av stempelet (46, 46f) mellom kulehodeleddet (16) og kammerstykket (2).

3. Maskin ifølge krav 1, karakterisert ved at halvakselen (33) som er integrert med kulehodeleddet (16) er anordnet motsatt stangen (38, 38-| ) og hviler mot en plate (27) som er festet til den bakre del av huset (1), hvilken plate danner et stopporgan for et lager (28) for en bevegel-sesoverf øring (29) for aktivisering av en trykkplate (15) via et aksiallager (31).

4. Maskin ifølge krav 3, karakterisert ved at en hydraulsylinder (50) er innskutt mellom platen (27) mot hvilken halvakselen (33) og lageret (28) hviler og dan-, ner et stopporgan for bevegelsesoverføringen (29) forbundet med trykkplaten (15) via et aksiallager (31), hvilken hydraulsylinder (50) tilføres trykkfluid for i det minste å kompensere delvis for de aksiale belastninger som utøves mot trykkplaten.

5. Maskin ifølge krav 1, karakterisert ved at halvakselen (33) utgjøres av en rørformet aksel tilslut-tet kulehodeleddet (16), hvilken aksel gjennomløpes av en del (38b) av stangen (38) og er festet til denne ved hjelp av en stoppmutter (43).

6. Maskin ifølge krav 5, karakterisert ved at den rørformede aksel (33) som utgjør halvakselen og nevnte del (38b) danner et ringformet kammer (41), som sammen med kanaler (44, 45) bringer smøremiddel til det sfæriske lager (17) for trykkplaten (15).

7. Maskin ifølge krav 5, karakterisert ved at den rørformede aksel (33) hviler mot en forsterknings-plate (27) i den bakre del av huset (1) via en stoppring (35) .

8. Maskin ifølge krav 7, karakterisert ved at en elastisk anordning av typen konisk skive er innskutt mellom stoppringen (35) på den rørformede aksel (33) og for-sterkningsplaten (27).

9. Maskin ifølge krav 1, karakterisert ved at den belastning som utøves mot stempelet (46, 46-| ) bestem-mes i henhold til arbeidstrykket for maskinens stempler (7).

10. Maskin ifølge krav 1, karakterisert ved at kompensasjonskraften som utøves av hydraulsylinderen (50) er bestemt i henhold til arbeidstrykket ved hjelp av en trykkregulator (52).

11. Maskin ifølge krav 1, karakterisert ved at kompensasjonstrykket er bestemt av en regnemaskin i henhold til sykliske variasjoner av arbeidstrykket.

12. Maskin ifølge krav 1, karakterisert ved at en forspenningsskive (27a) er innskutt mellom platen (27) og den bakre plate (la) av huset.