NO170648B - Hoeyelastisk akselkopling - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrorer en styreanordning for hydraulisk drevne innretninger for belastningsuavhengig gjennemstrdmningsregulering med ikke automatisk tilbakefdring, omfattende i det minste én styreventil som har et ventilhus med en boring, hvori det er anordnet en aksialt forskyvbar sleide som over et strupested forbinder pumpeledningen med forbrukeren og forbrukeren med returkanalen til tanken, hvor strupestedene er dannet ved en avfasning i sleidestempelet, og omfattende en overtrykksomlops-ventil som inneholder et ved en fjær belastet stempel som for opprettholdelse av en konstant trykkdifferanse mellem pumpen og forbrukeren på sin mot pumpesiden vendende stempelflate er påvirket ved trykket i pumpeledningen og på den motsatt beliggende mot trykkfjæren vendende stempelflate i tillegg til fjærtrykket også er påvi.rket ved forbrukerens belastningstrykk.

Styreanordninger av den ovennevnte art for hydraulisk drevne innretninger er kjent i forskjellige utforelser. I U.S. patent 2 489 435 er det beskrevet en styreanordning omfattende et antall sleider, og hvor trykkstigningen mellem pumpen og forbrukeren oppnås ved strupning av anordningens avlopssted mot returlopet og tilveiebringes ved hjelp av en av anordningens sleider, d.v.s. at trykkstigningen bestemmes ved sleidens stilling. Da også gjennemstromningstverrsnittene bestemmes ved sleidenes stilling, er folgen.den at væskemengden som strdmmer til forbrukeren ikke kan reguleres uavhengig av trykket, idet enhver forandring av tverrsnittet (og dermed væskemengden) også bevirker en forandring av trykket og omvendt.

I britisk patent 824 115 er det beskrevet en styreanordning med en trykkdifferanse-enhet som tjener til oppfangning av den plutselige trykkstigning ved betjening av en sleide når anordningens gjennemgående ledning blokeres.

I schweizisk patent 38o 467 er beskrevet en styreanordning hvor trykket i en tilkoblingsdel kan reduseres ved at et stempel forskyves som folge av en trykkdifferanse som holder på å dannes, men hvor trykksvingningene ikke kan kontrolleres.

En lignende anordning er beskrevet i U.S. patent

3 266 520.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en styreanordning av den innledningsvis nevnte art, som tillater at væskemengden kan reguleres uavhengig av belastningen, og som til-

later at pumpetrykket alltid kan holdes på en forut bestemt verdi som er hdyere enn det forbrukstrykk som kreves til enhver tid, og hvor eventuelle trykkvariasjoner i systemet automatisk og omgående korrigeres etter den forut bestemte verdi. Dette er ifolge oppfinnelsen oppnådd ved at overtrykkomldpsventilens stempel er forsynt med en boring som forbinder pumpeledningen med stempelets pumpeside, og som er forsynt med en innsnevring som etter en forskyvning av stempelet som folge av trykket som innvirker på pumpesiden og' overvinner mottrykket på fjærsiden, tilveiebringer en forbindelse fra pumpeledningen med returlop-kanalen til tanken, og at kanalen for tilbakeforing av belastningstrykket fra forbrukerkanalen til overtrykkomldpsventilens på fjærsiden beliggende stempelflate munner ut i sleidens boring mellem forbrukerkanalen og pumpekanalen. Andre trekk ved styre-anordningen ifolge oppfinnelsen fremgår av underkravene.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksempler under henvisning til tegningen, hvor: Fig. 1 viser et snitt gjennem en styreanordning for hydraulisk drevne innretninger,

fig. 2A et snitt langs linjen II-II på fig. 1, med en sleide i 0-stilling,

fig. 2B en utforelse ifolge fig. 2A med sleiden i arbeidsstilling,

fig. 3 er et delriss av en styreanordning med elektro-magnetiske drivinnretninger for sleiden, og

fig. 4 viser i stdrre målestokk og i snitt en del av anordningen ifolge fig. 3.

Den på fig. 1 viste styreanordning har to styreventiler 1 og 2 samt en trykkdifferanse-enhet, henholdsvis en overtrykks-omlopsventil 3, hvilke enheter hensiktsmessig er forbundet med hverandre ved hjelp av flenser som er anbragt på deres respektive hus (ikke vist). Selv om det til forklaring av styreanordningens virkemåte er tilstrekkelig å beskrive en styreventil 1 i forbindelse med trykkdifferanse-enheten 3,

skal den viste utfdreise ifolge fig. 1 vise at det med en trykk-dif f eranse-enhet 3 kan forbindes flere styreventiler enn én, f.eks. to eller flere.

Styreventilen 1 henholdsvis 2 har en aksialt i et hus bevegelig sleide 4 som ved hjelp av en håndspak (ikke vist) ved hjelp av en motor eller ved hjelp av elektromagneter kan forskyves fra sin på fig. 1 eller 2A viste O-stilling til venstre til en arbeidsstilling, eller ifolge fig. 2B til hdyre, hvilket skal forklares nærmere nedenfor. Styreventilen 1 henholdsvis 2 har en rekke' kanaler, hvorav kanalen 5 er i forbindelse med en ikke vist pumpe. Andre kanaler 6a, 6b og 6c danner derimot et returldp til en ikke vist tank som tjener som forråd for det hydrauliske medium,såsom olje. Videre har hver av de to styreventiler 1 og 2 kanaler 11 og 12, henholdsvis 21 og 22, som forer til et ikke vist forbrukssted. Hver styreventil er selvfolgelig tilordnet sitt eget forbrukssted.

Både den nevnte pumpekanal 5 og returkanalen 6c munner ut i trykkdifferanse-enheten 3. Denne trykkdifferanse-enhet 3 har et styrestempel 31 som mot en fjærs 32 virkning kan forskyves til hdyre ifolge figuren.

Trykkdifferanse-enhetens 3 stempelrom på f jærsiden er her over en omldpsstyrekanal 35 i strdmningsforbindelse med returkanalavsnittet 6b, hvor kanalen 35 kan stenges ved hjelp av sleidene 4 når disse beveger seg til sin arbeidsstilling. Inn i denne omldpsstyrekanal 35 munner dessuten kanaler 36 og 37 som etter sleidenes 4 stilling kan forbindes med forbrukskanalene 11 henholdsvis 21 og 12 henholdsvis 22, hvilket skal forklares nærmere nedenfor.

Som det vil fremgå av beskrivelsen nedenfor danner innsnittene 4l og 42 på sleidene 3 strupningssteder som tillater en forbindelse av pumpekanalen 5 med forbrukskanalen 11 eller 12,

henholdsvis 21 eller 22.

Den forklarte styreanordning virker på fdlgende måte: Når sleidene 4 befinner seg i den på fig. 1 viste O-stilling og pumpen kobles inn, vil en oljestrdm forst renne gjennem borin-gene 33 i trykkdifferanse-enhetens 3 styrestempel 31 mot den ifolge tegningen venstre side 34 av stempelet, slik at stempelet 31 mot fjærens 32 virkning vil forskyves mot hdyre. Derved tilveiebringes ved innsnittet 31a i stempelet 31 en forbindelse mellem pumpekanalen 5 og returldpkanalen 6c, slik at pumpen forst bare vil arbeide med det ved fjæren 32 bestemte trykk. Dette omldpstrykk kan f.eks. utgjore 3 ato og forblir omtrent konstant, uavhengig av gjennemstrdmningsme^ jden og styreventil-enes antall, fordi oljen ikke strdmmer gjennem hele anordningen, men avledes umiddelbart i trykkdifferanse-enheten som forklart.

Skulle en effekt avgis til et forbrukssted, f.eks. gjennem forbrukskanalén 11 ifolge fig. 2B, så forskyves styre-ventilens 1 sleide 4 mot hdyre. Ved denne forskyvning stenges forst omldpskanalen 35 og deretter forbindes forbruksledningen 11 over kanalen 37 med trykkdifferanse-enheten 3 og da med stempelrommet 34a på fjærsiden, for der tilveiebringes forbindelse mellem forbrukskanalén 11 og pumpekanalen 5- Samtidig forbindes den andre forbrukskanal 12 med returldplednihgen 6a. På denne måte virker belastningstrykket fra forbruksstedet i tillegg til fjærens 32 trykk på styrestempelets 31 fjærside, mens den andre side 34 av stempelet 31 er utsatt for pumpetrykket.

På denne måte forskyves stempelet 31 mot venstre med den folge at avlopet til tanken avstenges til pumpetrykket overstiger belastningstrykket med 3 ato, hvilket svarer til motkraften fra fjæren 32. Resultatet er igjen en likeveksstilling ved styrestempelet 31.

Ved en ytterligere forskyvning av sleiden 4 ifolge fig. 2B mot hdyre, åpnes strupningsstedet mellem pumpekanalen 5 og forbrukskanalén 11, hvilket tillater strdmning av oljen i retning av pilen 50.

Av ovenstående fremgår uten videre at en forsinkelse av det belastede forbrukssted ikke er mulig fordi pumpetrykket stadig overstiger belastningstrykket med de nevnte 3 ato. Dessuten forblir trykkdifferansen ved strupningsstedet mellem pumpekanalen 5 °9 forbrukskanalén 11 konstant over hele regulerings-veien. Som allerede nevnt er denne trykkdifferanse uavhengig av belastningstrykket og av stdrre pumpetransportmengder.

Man vil kunne se at forandringer ved avpasningene av innsnittene 4l henholdsvis 42 på sleiden 4 vil tillate etter dnske varierbare maksimale gjennemstrdmningsmengder fra pumpekanalen 5 til forbrukskanalén. Denne gjennemstrdmningsmengde kan reguleres trinnldst over hele sleideveien helt til null. Videre kan den maksimale gjennemstrdmningsmengde til forbruksstedet reguleres ved begrensning av sleideveien ved hjelp av anslågsskruer.

Hvis belastningstrykket som virker i kammeret 34a på f jærsiden av styrestempelet 31 i trykkdifferanse-enheten 3 overstiger det tilladelige maksimum blir en overtrykksventil 60 virksom. Denne overtrykksventil 60 har en kjegle 62 som er forskyvbar mot en fjærs 6l virkning, og som i tilfelle av nevnte overtrykk åpner en forbindelseskanal 63 mellem returldpkanalen 6c og trykkrommet 34a. Fjæren 6l er her innstillbar ved hjelp av en gjengestift 64- På denne måte kan trykket mot stempelets fjærside holdes konstant, slik at der ved ytterligere trykkstigning i pumpekanalen 5 virker en tilleggskraft som igjen er 3 ato på stempelsiden'34 og på denne måte åpner forbindelsen mellem pumpekanalen 5 °g returldpet 6.

Det burde også nevnes at den ovenfor forklarte styreanordning også kan brukes til styring av anlegg som forsynes fra trykkakkumulatorer. I slike tilfelle benyttes der istedenfor den forklarte, såkalte treveismengderegulering en toveismengderegu-lering hvor trykkdifferanse-enheten virker som trykkreduksjons-ventil. Pumpetrykket reduseres deri til et mellemtrykk som igjen er hdyere med en forutbestemt konstant differanseverdi enn det gjeldende belastningstrykk.

Som allerede nevnt kan innstillingen av sleiden 4 også skje ved hjelp av elektromagneter. En elektromagnetisk betjenings-innretning for en sleide 4 er vist på fig. 3. I denne forbindelse skal bare den venstre side av anordningen beskrives, idet det er å forstå at den hdyre side av anordningen er utfort på samme måte. Det antas at det her dreier seg om styreventilen 1 ifolge fig. 1 og 2.

Ifolge tegningen er der på endesiden av styreventilen

1 påflenset et deksel 70, og sleiden 4 stikker med sin ende inn i et trykkrom 71 i dekselet. Sleiden påvirkes her av en fjær 72. Dekselet 70 har en forstyreventil med en elektromagnet 73 hvis ankerrom er sluttet trykktett, og hvis anker 74 beveges mot hdyre ifdlge~tegningen. Ankeret 74 virker på forstyreventilens styrestempel 75- Med styrestempelet 75 kan reguleres et strupnings-sted mellem pumpeledningen 5a og en styreledning J6 som munner ut i trykkrommet 71 og kan brukes til å forbinde styreledningen 76 med en returldpsledning lia.

Som vist i detalj på fig. 4 er styreledningen 76 over

en kanal 80 i styrestempelet 75 forbundet med et trykkrom 8l på baksiden av styrestempelet 75 når magneten 73 befinner seg i driftsstilling. Derved frembringes det på baksiden av styrestempelet 75 en kraft som motvirker magnetkraften, og som bevirker en forskyvning av styrestempelet 75 til der inntrer likevekt mellem magnetkraften og motkraften idet forbindelsen mellem pumpeledningen 5a og styreledningen 76 strupes. Som det vil fremgå, vil forstyreventilen henholdsvis forstyreventilene redusere det variable trykk fra pumpehovedledningen 5 til et konstant forstyringstrykk. Dette trykk kan reduseres i lineært forhold til magnetiseringsstrdmmen helt ned til null. Hovedstyresleiden 4 forskyves ved hjelp av anordningen så langt til forstyrings-trykket i kammeret 71 kommer i likevekt med fjæren 72 på mot-siden. Således kan sleiden 4 bringes i en hvilken som helst stilling i avhengighet av magnetiseringsstrdmmen.. Også her er det maksimale sleideslag innstillbart i begge retninger ved hjelp av anslagsskruer 77» hvilket tillater en begrensning av den maksimale gjennemstrdmningsmengde til hvert forbrukssted, som forklart ovenfor.

Som det også fremgår av fig. 3, kan hastigheten for innstilling av hovedstyresleiden innstilles ved hjelp av en inn-stillingsskrue 78. Ettersom forstillingstrykket nå holder seg konstant, som forklart ovenfor, kan også den innstilte innstil-lingshastighet holdes konstant. Man kan derfor innstille eri hvilken som helst akselerasjon, henholdsvis retardasjon for forbruksstedet, hvilket tillater at ytterligere dempningsinnretninger kan sldyfes. På den annen side kan der også oppnås meget korte koblingstider da den nevnte forstyringsventil ikke krever til-bakef dringsfjærer og arbeider med forholdsvis kort slag. Derfor står hele magnetkraften til rådighet for betjeningen, mens tilbakefdringen skjer ved hjelp av hydraulisk trykk.

Det fremgår også av fig. 1 at hastigheten for trykkstigning eller trykkfall kan reguleres under innstilling av de enkelte sleider 45 hvilket gjdres ved hjelp av en strupeskrue 79 på trykkdifferanse-enheten 3. Denne strupeskrue 79 forandrer omldpsstyrekanalens 35 strdmningstverrsnitt mellem kanalens munninger til trykkrommet 34a og til signalledningene 36 og 37. Reguleringen med strupeskruen 79 tillater en omtrentlig til-pasning til innstillingskarakteristikken av en feilaktig regulert pumpe.

Claims (3)

1. Styreanordning for hydraulisk drevne innretninger for belastningsuavhengig gjennemstrdmningsregulering med ikke automatisk tilbakefdring, omfattende i det minste én styreventil som har et ventilhus med en boring, hvori der er anordnet en aksialt forskyvbar sleide som over et strupested forbinder pumpeledningen med forbrukeren og forbrukeren med returkanalen til tanken, hvor strupestedene er dannet ved en avfasning i sleidestempelet, og omfattende en overtrykksomldpsventil som inneholder et ved en f jaer belastet stempel som for opprettholdelse av en konstant trykkdifferanse mellem pumpen og forbrukeren på sin mot pumpesiden vendende stempelflate er påvirket ved trykket i pumpeledningen og på den motsatt beliggende mot trykkfjæren vendende stempelflate i tillegg til fjærtrykket også er påvirket ved forbrukerens belastningstrykk, karakterisert ved at overtrykksomldpsventilens (3) stempel er forsynt med en boring (33) som forbinder pumpeledningen (5) med stempelets (31) pumpeside (34), og som er forsynt med en innsnevring (31a) som etter en forskyvning av stempelet (31) som folge av trykket som innvirker på pumpesiden (34) og overvinner mottrykket på fjærsiden (34a), tilveiebringer en forbindelse fra pumpeledningen (5) med returldpkanalen (6c) til tanken, og at kanalen (36, 37) for tilbakefdring av belastningstrykket fra forbrukerkanalen (11, 12)

til overtrykksomlbpsventilens (3) på fjærsiden beliggende stempelflate munner ut i sleidens (4) boring mellem forbrukerkanalen (11, 12) og pumpekanalen (5).

2. Styreanordning ifolge krav 1,karakterisert ved at der til overtrykksomlopsventilen (3) er tilsluttet en kanal (35) som er koblet både til returkanalen (6b) og til kanalen (36, 37) for tilbakefdring av belastningstrykket fra forbrukerkanalen (11, 12), og hvor overtrykksomlopsventilen er i direkte forbindelse med returldpkanalen når sleiden (4) er i ndytral stilling og i direkte forbindelse med forbrukerkanalen når sleiden er i en ytre stilling.

3. Anordning ifolge krav 1, med betjening av sleiden ved hjelp av elektromagneter, hvor en elektromagnet innvirker på den magneten tilordnede ende av sleiden, karakterisert ved at hver elektromagnet innvirker på styrestempelet (75) av en forstyringsventil som danner et strupested mellem pumpeledningen (5a) og en styreledning (76) som leder til sleiden (4), samt som danner et ytterligere strupested mellem denne styreledning (76) og en forbindelse (Ha) til returldpskanalen (6), og hvilken forstyringsventil i sitt indre har en med styreledningen (76) forbundet kanal (80) som forer til et trykkrom (8l) på ventilens bakside, slik at trykksvingninger i pumpeledningen (5a) forplantes i dette trykkrom og derved bevirker en aksial forskyvning av styrestempelet (75) og dermed en dkning, henholdsvis reduksjon av strupestedet mellem pumpeledningen (5a) og styreledningen (76).