SE439179B - Pump eller motor med variabel slagvolym - Google Patents

Description

79¶011Û-=1 resp. enhet med hjälp av ett återföringslänksystem som skjuter ut genom lådan. Då lådan vid vissa tillfällen även tjänar som reservoar för hydraulfluiden som utnyttjas för att manövrera pump- och motorenheterna och manövreringsorganen för regle- ring av slagvolymen, är det nödvändigt att garantera att gränsytan mellan varje reglerventil och lådan är tätad på ett korrekt sätt för att förhindra läckage av hydraulfluid från lådan. Amerikanska patentskriften 8 857 541 visar exempel på hur reglerventilsidan av denna del av gränsytan mellan ventil och låda skulle behöva öppnas och tätas för att tillåta re- glerfluid att ledas till och från reglerventilen.

De hydrostatiska pump- eller motorenheterna och regler- organen därför av den typ som beskrives ovan är behäftade med en eller flera av följande nackdelar: l. För stort glapp i återföringslänksystemet vilket resul- terar i felaktig regleríng av pumpens eller motorns slagvo- lym. 2. Ett återföringslänksystem som upptar ett relativt stort utrymme och/eller kräver ett dylikt utrymme för sitt arbete. 3. Återföringslänksystemet är förbundet med reglerventilen på ett sådant sätt att när reglerventilen är monterad på ut- sidan av en transmissionslåda blir installationen och/eller borttagningen av reglerventilen något svår att utföra. 4. Reglerventilen är förbunden med transmissionslådan på ett sådant sätt att en stor mängd fluid avrinner från lådan när reglerventilen är bortkopplad för reparation.

Uppfinningen syftar till att konstruera återföringsorga- net mellan en pump eller en motor med variabel, slagvolym och en styrventil så att en tryckmedelsförsörjning och samtidigt styrfunktioner kan åstadkommas via återföringsorganet, varvid samtidigt en enkel separering av riktningsventilen från motorn respektive pumpen blir möjlig. Detta syfte uppnås enligt upp- finningen genom att vid en pump eller motor av inledningsvis angivet slag är återföringsaxeln försedd med en cylindrisk styrdel som är inpassad i ett motsvarande utformat inlopp i styrventilens hus, och är i återföringsaxeln en längsgående 7910110-1 borrning anordnad som tjänar såsom den enda återföringskanalen för styrventilen till reservoaren, varvid en backventíl som förhindrar återflöde från reservoaren är anordnad i den längs- gående borrningen.

Uppfinningen är särskilt anpassad för användning till- sammans med hydrostatiska transmissioner där reglerventilen är monterad på utsidan av en låda eller ett hus till transmis- sionen, vilken låda även tjänar till att hålla ett förråd av hydraulfluid, och där pump- eller motorenheten är placerad i lådan eller huset.

Lämpliga vidareutveoklingar av uppfinningen framgår av de beroende underkraven.

Uppfinningen beskrives närmare i det följande i anslut- ning till bifogade ritningar, på vilka fig.l är en något schematisk perspektivvy av en hydro- statisk transmission av en typ tillsammans med vilken före- liggande uppfinning är särskilt anpassad att användas och med vissa delar av transmissionen bortskurna i syfte att bättre visa det sätt på vilket pumpens vickskiva monterats, fig. 2 är en något schematisk perspektivvy av en del av vickskivan som visas i fig.l men med vissa delar bortskurna i syfte att Visa ett återföringsstag som är förbundet med vick- skivan och dessutom för att visa en del av reglerventilen som är placerad för förflyttning i riktning mot återföringsstaget för hopkoppling med detsamma, och fig. 3 visar schematiskt en hydrostatisk pump och en re- glerventil därför.

I fig. l visas en hudrostatisk transmission 10 som exem- plifierar den typ tillsammans med vilken föreliggande uppfin- ning är särskilt anpassad att användas. Transmissionen 10 in- nefattar en tätad låda eller hus 12 som innehåller en rever- sibel pump 14 med föränderlig slagvolym, vilken endast visas delvis. I lådan 12 inrymmes även, men visas ej häri, en motor med fast eller variabel slagvolym och en hydraulisk krets som förbinder pumpen l4 med motorn i och för att bilda ett slutet system på det sätt som är välkänt inom tekniken. En ingående íf-êiofi 1o~1 drivaxel 16 sträcker sig in i och uppbärs av lådan 12 och är kopplad till pumpen för att överföra drivmoment till den se- nare med hjälp av konventionella drev och axlar (visas ej).

Pumpen 14 innefattar en vickskiva 18 med axiellt inrik- tade axeländar 20 på dess motstående sidor, vilka axeländar är roterbart uppburna med hjälp av ett par lageröverfall 22 som bildar motstående sidodelar av transmissionslådan 12. Vickski- van 18 är sålunda tappmonterad för snedställning, runt en ax- el Y som passerar centralt genom axlarna 20, i syfte att ut- föra förändringar i pumpens slagvolym och sålunda i rotations- hastighet för den icke visade motorn som är hydrauliskt kopp- lad till pumpen. Närmare bestämt är vickskivan 18 visad i ett centrerat läge i vilket den ger ett förhållande av nol1-slag- volym i pumpen. När snedställningen av vickskivan 18 från dess centrerade läge ökar i motstående första och andra vinkelrikt- ningar ökas den mängd fluid som av pumpen matas i motstående första och andra riktningar därigenom.

Såsom bäst framgår av fig. 1 innefattar vickskivan 18 öv- re och nedre anslutningshållare 24 resp. 26 som är placerade ovanför resp. nedanför axeln Y. Av fig. 3 framgår att övre och nedre enkelverkande hydrauliska manövreringsorgan 28 resp. 30 är förbundna med hållarna 24 resp. 26 och arbetar när de se- lektivt manövreras för att åstadkomma en snedställning av vickskivan 18.

Manövreringsorganen 28 och 30 är i sin tur selektivt re- glerade med hjälp av en elektro-hydraulisk riktningsregler- ventil 32 som är monterad på utsidan av transmissionslådan 12 vid ett av lageröverfallen 22. ventilen 32 kan ha många former men är här (fig. 3) visad schematiskt och till största delen liknande den ventil som beskrives i ovan nämnda amerikanska patenskrift 3 857 541, varvid skillnaden är den att ventilen i föreliggande fall är särskilt konstruerad för att inrymma fö- religgande uppfinning. Närmare bestämt innefattar ventilen 32 en ventilkropp 34 som definierar ett ventillopp 36 anordnat utmed en axel X (fig. 2) som sträcker sig ovanför och diago- nalt mot axeln Y.Loppet 36 har högra och vänstra tillslutna 7910110-1 ändar 38 resp.4O såsom framgår av fig.3. En dräneringskanal 42 ståri.förbindelse med loppet 36i.ett centralt läge mellan loppets tillslutna ändar. En första reglerport 44 står i för- bindelse med loppet 36 vid en plats axiellt åtskild åt höger från kanalen 42 och är förbunden med manövreringsorganet 28 med hjälp av en styrledning 46 medan en andra reglerport 48 på liknande sätt står i förbindelse med loppet vid en plats axi- ellt åtskild åt vänster från kanalen 42 och är förbunden med manövreringsorganet 30 med hjälp av en styrledning 50. Vid en plats mellan den första styrporten 44 och den högra änden 38 står en första trycktillförselport 52 i förbindelse med loppet 36 medan en andra trycktillförselport 54 står i förbindelse med loppet vid en plats mellan den andra reglerporten 48 och den vänstra änden 40.En förgrenad tillförselledning 56 för- binder utloppet från en pump 58 med portarna 52 och 54. Pum- pen 58 är lämpligen placerad i transmissionslådan 12 och den senare tjänar lämpligen som fluidreservoar och har en sumpdel till vilken ett inlopp hos pumpen 58 är anslutet.

Fluidflödet mellan tillförsel, na regleras med hjälp av ett första ventilelement i form av en regler- och utloppsportar- ventilslid 60 och ett andra ventilelement i form av en ventil- bussning 62, varvid sliden 60 är monterad axiellt förflytt- ningsbar inuti bussningen 62 och bussningen 62 är monterad axiellt förflyttningsbar i loppet 36. Bussningen 62 är försedd med en första uppsättning portar 64 vilka upprättar konstant fluidumförbindelse mellan tillförselporten 52 och en ände av en första strypt kanal 66 som tillför fluid till en första pilottryckskanal 68 med ett munstycke 70 i en ände och med sin andra ände i konstant fluidumförbindelse med loppets ände 38.

På liknande sätt är bussningen 62 försedd med en andra uppsättning portar 72 som upprättar konstant fluidumförbin- delse mellan tillförselporten 54 och en ände av en andra strypt kanal 74 vars andra ände är förbunden med en andra pilottryckskanal 74 med ett munstycke 78 vid en av dess ändar och med dess andra ände i fluidumförbindelse med loppets ände 40. Centralt mellan bussningens 62 ändar är en dräneringsport 7910110-1 80 placerad vilken står i kontinuerlig fluidumförbindelse med dräneringsporten 42. En första uppsättning reglerfluidportar 82 är placerade i bussningen 62 mellan porten 80 och den första uppsättningen portar 64 i och för att upprätta konstant fluidumförbindelse med reglerporten 52 medan en andra upp- sättning reglerfluidportar 84 på liknande sätt är placerade _mellan porten 80 och den andra uppsättningen portar 72 i och för att upprätta konstant fluidumförbindelse med reglerporten 48. Även om bussningen 62 förflyttar sig i loppet 36 hindrar den sålunda inte på något sätt att flöde uppträder genom drä- neringsporten 42, reglerportarna 44 och 48 eller tillförsel- portarna 52 och 54.

Själva regleringen av flödet genom ventilkroppens portar som precis beskrivits åstadkommes med hjälp av sliden 60 och för detta ändamål innefattar den senare första och andra änd- kragar 86 resp. 88 vilka exponeras mot pilotfluidtrycket vid loppets ändar 38 resp. 40, och en uppsättning av första och andra kragar 90 och 92 placerade så att de blockerar buss- ningens reglerfluidportar 82 och 84 när sliden 60 intar ett centrerat nolläge i förhållande till bussningen 62, vilket vi- sas i fig. 3.

Pilottrycket vid ändarna av sliden 60 regleras med hjälp av en elektrisk momentmotor 94 för reglering av läget för en munstycksklaff 96 i förhållande till pilottryckskanalmunstyck- ena 70 och 78, varvid de senare är placerade på motstående si- dor om klaffen 96 vilken i sin tur är placerad i en kanal 98 som sträcker sig i ventilkroppen 34 vinkelrätt mot ventillop- pet 36 från utsidan av ventilkroppen till ett centralt läge mellan loppets ändar. Hopfogad såsom en fortsättning på klaf- fen är en återföringsfjäder 100 som sträcker sig genom en öpp- ning 102 som är anordnad i hylsan 62 och som slutar med en kulformad förstoring som mottages i ett spår 104 som är anord- nat centralt i sliden 60 mellan den senares motstående ändar.

Arbetssättet för momentmotorn 94 vad gäller dess kontroll av ventilslidens 60 förflyttning är känt för fackmän inom om- rådet. Det är tillräckligt att säga att en ingående elektrisk 7910110-1 kommandosignal som mottages av momentmotorn 94 bringar den se- nare att arbeta i enlighet med riktningen och storleken på den signal som mottagits för att sålunda förflytta klaffen 96 mot det ena eller det andra av munstyckena 70 och 78 och sålunda ytterligare strypa flödet från densamma och åstadkomma en tryckobalans i pilottryckskanalerna 68 och 76 och sålunda en tryckobalans över sliden 60. Sliden 60 kommer att förflyttas av denna tryck-obalans och när den förflyttar sig kommer åter- föringstråden 100 att avböjas tills den huvudsakligen balan- serar den elektriskt inducerade verkan av momentmotorn. Sålun- da motsvarar slidens förskjutning och riktning riktningen och storleksordningen på den elektriska signal som mottages av momentmotorn.

När en gång ventilsliden 60 har förflyttats i förhållande till bussningen 62 kommer fluid att strömma till det ena och från det andra av manövreringsorganen 28 och 30.1 syfte att åstadkomma att flödet av fluid till och från manövreringsorga- nen 28 och 30 blockeras när vickskivan l8 en gång nått ett nytt önskat läge såsom det kommenderats med hjälp av den ingå- ende signalen som mottages av momentmotorn 94, är en återfö- ringsaxel 105 (fig. 2) inkopplad mellan vickskivan 18 och bussningen 62 så att den senare förflyttas för att följa slidens 60 rörelse i och för att återupprätta jämviktsläget.

Närmare bestämt är axeln 105 placerad utmed tryckskivans 18 svängningsaxel och mottagen i ett hål som är anordnat centralt i lageröverfallet 22 och i ett hål 106 som sträcker sig axi- ellt genom en av axeländarna 20. Den inre änden av återfö- ringsaxeln 105 innefattar diametralt motstående axiella ut- språng 107 som definierar en grenad förbindningsdel som mot- tages i komplementära diametralt motstående axiellt utstäckta spår 108 anordnade i den yttre änddelen av vickskivan 18. Ut- sprången 107 är vart och ett försett med en axiellt utsträckt skåra 110 som tillåter utsprången att elastiskt avböjas för att åstadkomma ett fast greppförband när utsprången 107 pres- sas in i spåren lO8 under montering. Den yttre änden av axeln 105 är försedd med en ringformig yta 112 med förstorad diame- 7910110-1 ter vilken är dimensionerad för mottagning i ett ringformigt inlopp 114 till en kanal 116 som är anordnad i huset 34 och som sträcker sig intill loppet 36. En stång 118 med en kul- ände 120 är fastgjord vid bussningen 62 och skjuter in i ka- nalen 116 samt är anpassad att mottagas i en sockel 122 som sträcker sig in i den yttre änden av axeln 105 vid en plats som är excentrisk i förhållande till axeln Y. Sålunda förstås det att den förflyttning av reglerventilen 34 utmed axeln Y i riktning mot axeln 105 i fig. 2 först kommer att resultera i att axelns pilotyta 112 tränger in i det ringformiga inloppet 114 till kanalen 116 varvid inloppet 114 styr eller lotsar in huset 34 på axeln 105 på ett sådant sätt att kuländen 120 på stången 118 styrs in i sockeln 122. Därigenom är det uppenbart att en snedställning av vickskivan 18 kommer att överföras till bussningen 62 via axeln 105 på ett sådant sätt att den åstadkommer en förflyttning av bussningen i axiell led.

Det bör påpekas att dräneringskanalen 42 som visas i fig. 3 i själva verket är anordnad i form av ett hål som sträcker sig längsgående genom axeln 105. Fluid förhindras från att strömma ut från lådan 12 genom kanalen 42 med hjälp av en ven- tilkula 124 som är placerad i kanalen 42 och som med hjälp av en spiralfjäder 128 förspännes mot ett inåt vänt ventilsäte 126 som är anordnat i kanalen.

Arbetssättet för uppfinningen är kortfattat det följande.

Om man först antar att vickskivan 18 från början intar ett centrerat läge som ger en noll-slagvolym, såsom visas, och att en förskjutning av vickskivan 18 i medurs riktning, sett i fig. 3, kommer att förorsaka en undanträngning av fluid genom pumpen 14 i en framåtdrivande riktning, då kan ett framåtdri- vande tillstånd åstadkommas i transmissionen genom att manöv- rera det övre manövreringsorganet 28. I syfte att utföra en dylik manövrering behöver operatören endast ansluta en förut- bestämd kommandosignal till momentmotorn 94 för att bringa den senare att förflytta klaffen 96 mot munstycket 70 så att flö- det därifrån ytterligare stryps och pilottrycket i kanalen 68 bringas att öka. Denna tryckökning kommer att bringa sliden 60 7910110-1 att förflytta sig åt vänster (fig. 3) för att förbinda pum- pens 58 utlopp med manövreringsorganet 28 samtidigt som manö- vreringsorganet 30 förbinds med dräneringskanalen 42 i åter- föringsaxeln 105. Denna fluid förflyttar ventilkulan 124 från sitt säte och fluiden strömmar in i transmissionslådan 12.

När manövreringsorganet 28 utsträcks roteras vickskivan 18 och följaktligen återföringsaxeln 105 medurs. Genom sin ex- centriska förbindning med ventilbussningen 62 driver återfö- ringsaxeln 105 bussníngen åt vänster för att återupprätta dess centrerade förhållande till sliden 60 och när detta uppnås kommer slidens kragar att förhindra fluidflödet till och från manövreringsorganen 28 och 30 vilket resulterar i att vickski- van l8 bibehålles i sitt nya läge.

Om det någon gång skulle bli nödvändigt att avlägsna re- glerventilen 32 från transmissionslådan 12, exempelvis för un- derhåll eller utbyte, behöver operatören endast skruva loss ventilen 32 och dra bort den från lådan för att frigöra kul- ledsförbandet mellan bussningen 62 och återföringsaxeln 105.

Trots att lådan 12 är full av transmissionsfluid inträffar ingen större fluidförlust när ventilen 32 avlägsnas eftersom ventilkulan 124 kommer att vila mot sitt säte i och för att förhindra läckage från lådan 12 genom dräneringskanalen 42, och endast en relativt liten mängd av fluid är fångad i till- försel- och reglerkanalerna.

Sålunda bör det förstås att återföringsaxeln 105 åstad- kommer ett enkelt och effektivt sätt att överföra vickskivans rörelser till ventilelementet 62 och för att överföra utlopps- fluid från ventilen 32 till lådan l2.

Claims (3)

791ÛHÛ~1 10 PATENTKRAV

1. l. Pump eller motor med variabel slagvolym och en via åtmin- stone en hydrauliskt manövrerbar ställcylinder inställbar vickskiva och en pilotstyrd, vid pumphuset anordnad styr- ventil, som från ett neutralläge är omställbar till två änd- lägen och som uppvisar en inställbar ventilbussning och i denna en kolvslid vilken är ställbar för förbindning av ställ- cylindern med en tryckkälla eller med en reservoar, medan ventilbussningen via ett återföringslänksystem är förbunden med vickskivan, varvid återföringslänksystemet är utformat såsom en återföringsaxel vilken å ena sidan ingriper med Vick- skivan och å andra sidan 'sträcker sig genom pumphuset och in i styrventilen och där via en förbindning som uppvisar ett radi- ellt avstånd till svängningsaxeln ingriper med ventilbuss- ningen, k ä n n e t e c k n a d av att återföringsaxeln (105) är försedd med en cylindrísk styrdel (112) som är inpassad i ett motsvarande utformat inlopp (114) i styrventilens (32) hus (34), längsgående borrning som tjänar såsom den enda återförings- och av att i återföringsaxeln (105) är anordnad en kanalen (42) för styrventilen (32) till reservoaren, varvid en backventil (124-l28) som förhindrar återflöde från reservoaren är anordnad i den längsgående borrningen.

2. Pump eller motor enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att återföringsaxeln (105) vid sin mot vickskivan (18) liggande ände åtminstone uppvisar ett par diametralt motstå- ende varandra liggande, fjädrande utsprång (107) som ingriper i motsvarande utformade spår (108) i vickskivan.

3. Pump eller motor enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att utsprången (107) är försedda med längsgående skåror (llÜ).