PL155057B1

PL155057B1 - Hydraulic piston device with variable output and tilting disk

Info

Publication number: PL155057B1
Application number: PL26561287A
Authority: PL
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1987-05-08
Publication date: 1991-10-31
Also published as: PL265612A1

Description

RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 155 057RZECZPOSPOLITA PATENT DESCRIPTION 155 057

POLSKAPOLAND

URZĄDOFFICE

PATENTOWYPATENT

RPRP

Patent dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 87 05 08 (P. 265612)Additional patent to patent no. - Pending: 87 05 08 (P. 265612)

Int. Cl.5 _F8i_B 3/02 F04B 1/26Int. Cl.5 _F8 and _B 3/02 F04B 1/26

Pierwszeństwo--Zgłoszenie ogłoszono: 88 12 22Priority - Application announced: 88 12 22

Opis patentowy opublikowano: 1992 02 28Patent description published: 1992 02 28

Twórcy wynalazku: Wojciech Danek, Andrzej BachmaczukCreators of the invention: Wojciech Danek, Andrzej Bachmaczuk

Uprawniony z patentu: Zakłady Urządzeń Okrętowych „Hydroster, Gdańsk (Polska)Authorized by the patent: Zakłady Urządzeń Okrętowych "Hydroster, Gdańsk (Poland)

Urządzenie hydrauliczne tłokowe zmiennej wydajności z tarczą przechylnąVariable displacement piston hydraulic device with tilting plate

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie hydrauliczne tłokowe zmiennej wydajności z tarczą przechylną stosowane jako pompa lub silnik. Zmiana wydajności urządzeń odbywa się poprzez zmianę kąta wychylenia tarczy przechylnej.The subject of the invention is a variable displacement piston hydraulic device with a tilting plate used as a pump or motor. The capacity of the devices is changed by changing the swivel angle of the tilting disc.

Znane są urządzenia hydrauliczne wyposażone w tłoki sterujące, cylindry, łączniki połączone z tarczą przechylną wychylaną momentem mechanicznym uzyskiwanym od przyłożonej do niej siły wywołanej parciem ciśnienia hydrostatycznego na związane z nią tłoki sterujące. Powrót tarczy zapewnia mechanizm wyposażony w elementy sprężyste.There are known hydraulic devices equipped with control pistons, cylinders, connectors connected to a tilting disk that is tilted by a mechanical moment obtained from a force applied to it caused by hydrostatic pressure on the control pistons associated with it. The return of the disc is provided by a mechanism equipped with elastic elements.

Niedogodnością takiego rozwiązania urządzenia tłokowego osiowego jest mechanizm zapewniający powrót tarczy do ustalonego położenia składający się z elementów sprężystych. Mechanizm taki charakteryzuje się znacznym zapotrzebowaniem energetycznym, gdyż siły przesterowujące oprócz pokonania oporów ruchu tarczy muszą pokonać reakcje tych elementów sprężystych. Luzy w połączeniach mechanicznych elementów sprężystych z tłokami sterującymi lub cięgnami mechanicznymi powodują błędy ustalania położenia powrotnego. Ponadto powrót tarczy przechylnej do ustalonego położenia odbywa się z małą szerokością, gdyż element sprężysty musi nadawać przyśpieszenie przemieszczanej masie, a także tłoki sterujące pompy muszą wytłoczyć olej znajdujący się w ich cylindrach.The disadvantage of this solution of the axial piston device is the mechanism of returning the disc to the set position, consisting of elastic elements. Such a mechanism is characterized by a significant energy demand, because overriding forces, in addition to overcoming the resistance to movement of the disc, must overcome the reactions of these elastic elements. Backlash in mechanical connections of elastic elements with control pistons or mechanical ties cause errors in setting the return position. In addition, the return of the tilting disc to the set position takes place with a small width, because the spring element must accelerate the mass to be moved, and the pump control pistons must press out the oil in their cylinders.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie tych niedogodności poprzez skonstruowanie urządzenia z wbudowanym zespołem wychylania tarczy przechylnej, realizującym automatyczny jej powrót do ustalonego położenia. Cel ten osiągnięto w rozwiązaniu urządzenia według wynalazku składającego się z tłoków sterujących, cylindrów, łączników i tarczy przechylnej, którego istota polega na tym, że tłoki sterujące realizujące wychylanie tarczy przechylnej są zainstalowane przesuwnie w tulejach powrotnych przesuwnych, a te z kolei w cylindrach sterujących. Tuleje powrotne i cylindry posiadają kołnierz. Średnica zewnętrzna kołnierza tulei jest większa od średnicy wewnętrznej cylindra, W skrajnym wychyleniu tarczy i przesunięciu tulei kołnierz jej jest oparty w odsądzeniu cylindra ograniczając przesuw tulei. Ponadto w tulei jest zamontowany zderzak, którego powierzchnia czołowa stanowi w ustalonym powrotnym położeniu wychylnej tarczy powierzchnię oporową do powierzchni czołowej sterującego tłoka. Zderzak ma możliwość wykonywania przesuwu osiowego.The object of the invention is to eliminate these drawbacks by constructing the device with a built-in tilting plate tilting unit that automatically returns it to a predetermined position. This object is achieved in the solution of the device according to the invention, consisting of control pistons, cylinders, links and a tilting plate, the essence of which is that the tilting plate tilting control pistons are slidably installed in the sliding return sleeves, and these in turn in the control cylinders. The return sleeves and cylinders are flanged. The outer diameter of the sleeve flange is greater than the internal diameter of the cylinder. In the extreme deflection of the disk and the displacement of the sleeve, its flange rests in the cylinder shoulder limiting the sleeve travel. Moreover, a bumper is mounted in the sleeve, the end face of which forms an abutment surface in a fixed return position of the swivel disc against the front face of the control piston. The bumper can be moved axially.

155 057155 057

Zaletą takiego rozwiązania urządzenia jest zapewnienie automatycznego, szybkiego powrotu tarczy przechylnej do dowolnie ustalonego położenia, a także zmniejszenie zapotrzebowania energetycznego podczas sterowania. Ponadto zaletą tego rozwiązania jest zwiększenie dokładności ruchu i pozycjonowania oraz zmniejszenie materiałochłonności.The advantage of this solution of the device is to ensure an automatic, quick return of the tilting disc to any set position, as well as reducing the energy demand during control. In addition, the advantage of this solution is to increase the accuracy of movement and positioning and reduce material consumption.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ hydrauliczny wraz z mechanizmem wykonawczym wychylania tarczy przechylnej urządzenia w fazie jej wychylania, fig. 2 - także ten układ w fazie powrotu tarczy do położenia ustalonego, a fig. 3 - zespół wykonawczy wychylania tarczy przechylnej urządzenia.The subject matter of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows the hydraulic system with the actuator of the tilting disc of the device during its tilting phase, fig. 2 - also this system in the phase of the disc return to the fixed position, and fig. 3 - an actuator for tilting the device swivel plate.

Cel ten osiągnięto w rozwiązaniu urządzenia według wynalazku, w którym sterujące tłoki 1,2 są zainstalowane przesuwnie i współosiowo w powrotnych tulejach 4, 7, które z kolei są umieszczone w sterujących cylindrach 5, 8. Powrotne tuleje 4, 7 posiadają kołnierz 10 o średnicy zewnętrznej większej od wewnętrznej średnicy sterującego cylindra 5, 8, a ponadto w powrotnej tulei jest zamontowany zderzak 12. Powierzchnia czołowa zderzaka 12 stanowi w ustalonym powrotnym położeniu wychylnej tarczy 6 powierzchnię oporową do powierzchni czołowej sterującego tłoka 1,2. Zderzak 12 ma możliwość przesuwu osiowego.This object is achieved with the solution of the device according to the invention, in which the control pistons 1,2 are installed slidably and coaxially in the return sleeves 4, 7, which are in turn placed in the control cylinders 5, 8. The return sleeves 4, 7 have a flange 10 with a diameter the outer diameter of the control cylinder 5, 8, and, moreover, a stop 12 is mounted in the return sleeve. The end face of the stop 12, in a fixed return position of the swivel disc 6, forms an abutment surface against the end face of the control piston 1,2. The stop 12 is axially displaceable.

Sterujące cylindry 5,8 urządzenia mają dno 13, a przestrzeń pomiędzy dnem 13 a kołnierzem 10, zderzakiem 12 i tłokiem stanowi ciśnieniową komorę 14. Tłoki 1,2 są połączone z przechylną tarczą 6 za pomocą łącznika 9. Powrotna tuleja 4, 7 umieszczona jest współosiowo pomiędzy sterującym tłokiem 1, 2 a sterującym cylindrem 5, 8. Powrotna tuleja 4, 7 posiada możliwość osiowego przemieszczania się tylko w jednym kierunku od położenia odpowiadającego ustalonemu położeniu przechylnej tarczy 6. Przy wysterowaniu czterodrogowego rozdzielacza trójpołożeniowego 3 w pozycję - wysterowany „a“ sterujący cylinder 5 zostaje połączony z ciśnieniem zasilania, natomiast sterujący tłok 2 zostaje połączony z ciśnieniem atmosferycznym. Ciśnienie działające na tłok 1 powoduje obrót tarczy 6 w kierunku strzałki. W tym czasie powrotna tuleja 4 opiera się swoim kołnierzem 10 o odsądzenie 11 sterującego cylindra 5, natomiast sterujący tłok 2 przesuwa się wraz z powrotną tuleją 7 wytłaczając ciecz ze sterującego cylindra 8. Po przesterowaniu czterodrogowego, trójpołożeniowego rozdzielacza 3 w położenie środkowe „b“, oba cylindry 5 i 8 zostają połączone z cieczą pod ciśnieniem wypełniającą komory 14 cylindrów. Ciśnienie to działa w cylindrze 5 na powierzchnię sterującego tłoka 1, a w cylindrze 8 ciśnienie działa na powierzchnię tłoka 2 powiększoną o powierzchnię powrotnej tulei 7.The control cylinders 5,8 of the device have a bottom 13, and the space between the bottom 13 and the flange 10, the stop 12 and the piston is a pressure chamber 14. The pistons 1,2 are connected to the tilting disc 6 by means of a link 9. The return sleeve 4, 7 is placed coaxially between the control piston 1, 2 and the control cylinder 5, 8. The return sleeve 4, 7 has the possibility of axial displacement only in one direction from the position corresponding to the fixed position of the tilting disc 6. When the four-way three-position valve 3 is actuated to position - actuated "a" the control cylinder 5 is connected to the supply pressure and the control piston 2 is connected to the atmospheric pressure. The pressure acting on the piston 1 causes the disc 6 to rotate in the direction of the arrow. At this time, the return sleeve 4 rests with its flange 10 against the shoulder 11 of the control cylinder 5, while the control piston 2 moves with the return sleeve 7 forcing liquid from the control cylinder 8. After switching the four-way, three-position distributor 3 to the middle position "b", both cylinders 5 and 8 are connected to the pressurized liquid filling the chambers 14 of the cylinders. This pressure in the cylinder 5 acts on the surface of the control piston 1, and in the cylinder 8 the pressure acts on the surface of the piston 2 enlarged by the surface of the return sleeve 7.

Różnica powierzchni przy jednakowym ciśnieniu powoduje powstanie siły wypadkowej, której moment doprowadza do przemieszczenia tarczy wychylnej 6 do położenia ustalonego, wynikającego ze wzajemnego położenia odsądzenia 11 w sterujących cylindrach 5,8, kołnierza 10 w powrotnych tulejach 4, 7 i zderzakach 12. Obrót - przemieszczenie przechylnej tarczy 6 ustaje w momencie, w którym powrotne tuleje 4, 7 dochodzą swoimi kołnierzami 10 do odsadzeń.The surface difference at the same pressure causes the resultant force, the moment of which leads to the displacement of the swivel plate 6 to a fixed position, resulting from the relative position of the shoulder 11 in the control cylinders 5.8, the flange 10 in the return sleeves 4, 7 and stops 12. Rotation - displacement the tilting disc 6 stops as soon as the return sleeves 4, 7 reach the shoulders with their flanges 10.

Claims

Patent claims

1. Variable displacement piston hydraulic device with a tilting disc consisting of control pistons, cylinders, disc and connectors, characterized in that between the outer surface of the control pistons (1,2) and the inner surface of the control cylinders (5, 8) there are coaxially mounted and sliding return sleeves (4, 7) having a flange (10) whose outer diameter is larger than the inner diameter of the control cylinder (5,8), and in a fixed position of the disc (6) and the offset of the sleeve (4, 7) the flange ( 10) rests in the shoulder (11) of the cylinder limiting the sleeve travel.

2. The device according to claim A stopper (12) is mounted in the return sleeve (4, 7), the end face of which, in the fixed return position of the swivel disc (6), forms an abutment surface against the face of the control piston (1, 2), and the stop (12) is axially displaceable.

155 057

Department of Publishing of the UP RP. Circulation 100 copies

Price: PLN 3,000