SE454107B

SE454107B - Hydraulic circuit control

Info

Publication number: SE454107B
Application number: SE8603301A
Authority: SE
Inventors: K E Joelson
Original assignee: Movator Ab
Priority date: 1986-08-04
Filing date: 1986-08-04
Publication date: 1988-03-28
Also published as: SE8603301D0; SE8603301L

Abstract

The hydraulic circuit is fed by a gearwheel pump (19). The passage (41) between adjacent gearwheel cogs (39,40) forms a short circuit path between the pump pressure side (20a) and its input (21a) when the cogs in question engage those on the opposing gearwheel (19a).

Description

454 107 lämpligen av en reversibel likströmsmotor ansluten till varvtalsreglerande organ. 454 107 preferably by a reversible DC motor connected to speed regulating body.

Passagen kan utformas enbart i det ena hjulet varvid den invid luckan mellan de berörda kuggarna när väsent- ligen ned till grundcirkeln. Alternativt kan kuggar vid båda kugghjulen formas med passage, med-ètt djup väsent- ligen motsvarande en halv kugghöjd, varvid hjulen är så fixerade på sina axlar, att en passageförsedd kugg vid det ena hjulet kommer att gripa in mellan tvâ passageförsedda kuggar vid det andra hjulet.The passage can be designed only in one wheel whereby the adjacent gap between the teeth in question when down to the basic circle. Alternatively, cogs can both gears are formed by passage, with a deep essential corresponding to half a gear height, the wheels being so fixed on his shoulders, that a passage-provided tooth at it one wheel will engage between two passageways teeth at the other wheel.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka Fig. 1 visar ett utförande av en anordning enligt uppfinningen, och ' Fig. 2 och 3 visar alternativa utföranden av passager i kuggarna.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows an embodiment of a device according to the invention, and ' Figs. 2 and 3 show alternative embodiments of passages in the cogs.

Kolv/cylindern 10 är försedd med en kammare ll resp. 12 på vardera sida av kolven 13, och omfattar yttre skrapring- ar 14, kolvstångstätningar 15 och kolvtätning 16, vilka trots hög utveckling av material och ytfinhet ger en bety- dande inre friktion. Denna inre friktion medför vanligen att man mäste använda relativt dyrbara tryckregleringsorgan för att kolvstången 17 och därmed till denna anslutet red- skap eller annat pâverkat don skall kunna manövreras ryckfritt.The piston / cylinder 10 is provided with a chamber ll resp. 12 on each side of the piston 13, and includes outer scraper rings ar 14, piston rod seals 15 and piston seal 16, which despite high development of material and surface finish gives a significant creating internal friction. This internal friction usually causes that one must use relatively expensive pressure regulating means that the piston rod 17 and thus connected thereto cabinets or other affected equipment must be manoeuvrable jerk-free.

I utföringsexemplet är emellertid kolv/cylindern 10 kopplad till en hydraulkrets 18 av enkelt slag. Denna om- fattar en kugghjulspump 19, vars båda anslutningar är kopp- lade via ledningar 20, 21 till resp. sida av kolv/ cylin- derns båda anslutningar. Vardera ledningen 20, 21 är dess- utom förbunden med en hydraulvätskereservoir 22 via led- ningar 23 resp. 24 och backventiler 25 resp. 26.In the exemplary embodiment, however, the piston / cylinder is 10 connected to a simple type hydraulic circuit 18. This re- comprises a gear pump 19, both connections of which are added via lines 20, 21 to resp. side of piston / cylinder both connections. Each line 20, 21 is except connected to a hydraulic fluid reservoir 22 via nings 23 resp. 24 and non-return valves 25 resp. 26.

Pumpen 19 drivs medelst en reversibel likströmsmotor 27. När tryckfluid tillförs till den ena av kamrarna ll eller 12 kommer kolvstången 17 att förflyttas i viss rikt- ning. vid omkastning av motorns'rotationsriktning kommer tryckfluid att istället föras till den andra kammaren och kolvstängen förflyttas då motsatt riktning. Eventuellt 454 107 läckage i hydraulkretsen kompenseras från reservoiren 22 via backventilerna.The pump 19 is driven by a reversible direct current motor 27. When pressure fluid is supplied to one of the chambers ll or 12, the piston rod 17 will be moved in a certain direction ning. when reversing the direction of rotation of the motor comes pressure fluid to be passed to the other chamber instead and the piston rod is then moved in the opposite direction. Possibly 454 107 leakage in the hydraulic circuit is compensated from the reservoir 22 via the non-return valves.

Elmotorn 27 styrs medelst likström via ett reglage 28, som på figuren är visat i ett neutralläge. Reglaget uppvi- sar två vridmotstånd 29, 30, vilka vart och ett är parallellkopplade med tvâ kontaktstift 31 resp. 32 via led- ningar 33, 34 till resp. av motorns båda anslutningspoler.The electric motor 27 is controlled by means of direct current via a control 28, which in the figure is shown in a neutral position. The slider sar two rotary resistors 29, 30, each of which is connected in parallel with two contact pins 31 resp. 32 via led- 33, 34 to resp. of the two connection poles of the motor.

Vid svängning av reglaget 28, t.ex. åt höger i figuren kom- mer en likströmskällas pluspol att anslutas till elledning- en 34 med önskat motstånd via vrídmotståndet 30. Samtidigt påverkar reglaget 28 de vänstra kontaktstiften 31, så att dessa sluts och förbinder likströmskällans minuspol med el- ledningen 33. På så sätt kan pumpens 19 rotationsriktning och varvtal enkelt styras.When turning the control 28, e.g. to the right of the figure more of a direct current source pole to be connected to the power line a 34 with the desired resistance via the rotary resistor 30. At the same time the control 28 affects the left contact pins 31, so that these are closed and connect the negative pole of the direct current source to the line 33. In this way, the direction of rotation of the pump 19 can and speed is easily controlled.

Till ledningarna 20 och 21 är âterströmningsledningar 35 och 36 anslutna, var och en innehållande en strypventil ' 37: 38- När pumpen drivs vid lågt varvtal strömmar all levererad fluid ut genom den strypventil som är ansluten till den av ledningarna 20, 21, som för tillfället är tryckledning. Kolven 13 förflyttas ej, men den känner av den ständiga pulsationen i fluidströmmen, och får ingen tendens att hållas av friktionskrafter.To the lines 20 and 21 are backflow lines 35 and 36 connected, each containing a throttle valve '37: 38- When the pump is running at low speed, everything flows delivered fluid out through the throttle valve connected to that of the lines 20, 21, which are at present pressure line. The piston 13 is not moved, but it senses the constant pulsation in the fluid flow, and gets none tendency to be held by frictional forces.

Detta elektrohydrauliska reglersystem skulle normalt uppvisa svåra hysteresproblem.This electrohydraulic control system would normally exhibit severe hysteresis problems.

Pumpen 19, som på känt sätt omfattar två i varandra in- gripande kugghjul l9a, l9b, är emellertid så preparerad, att hydraultrycket via ledningarna 20, 21 pulseras, så att trycket cykliskt sjunker från ett normalvärde. Denna puls- ning innebär att man alstrar små svängningar i hydraul- systemet, vilka varierar det erforderliga arbetstrycket så att friktionsmotståndskraften övervinns, utan att man inledningsvis måste tillgripa visst förhöjt tryck, som lätt resulterar i ett ryck. Härigenom blir en mycket fin styrning av kolvstångens rörelse möjlig, vid inledning av en kolvförflyttning.The pump 19, which in a known manner comprises two interconnected gripping gears 19a, 19b, however, are so prepared, that the hydraulic pressure is pulsed via the lines 20, 21, so that the pressure drops cyclically from a normal value. This pulse means that small oscillations are generated in the hydraulic system, which vary the required working pressure so that the frictional resistance is overcome, without initially have to resort to some elevated pressure, as easy results in a jerk. This makes one very nice control of the movement of the piston rod possible, at the beginning of a piston movement.

Fig. 2 visar ett första utförande av en pump lämpad att ingå i en anordning enligt uppfinningen. 454 107 4 Hjulet l9a är drivet av motorn 27, och driver i sin tur hjulet l9b. Där en drivande kugg anligger mot en kugg i det motstående hjulet får man ett tätande ingrepp, medan det blir ett spel på den drivande kuggens ryggsida. Normalt föreligger visst spel mellan en kuggtopp och grundcirkeln i det motstäende hjulet. I I Fig. 2 är tvâ kuggar 39, 40 i hjulet l9b formade med en passage 41, som i luckan mellan de båda kuggarna när väsentligen ner till grundcirkeln. Pâ detta sätt får man vid ett visst ögonblick under varje varv en kortslutnings- förbindelse mellan pumpens trycksida och dess tillopp.Fig. 2 shows a first embodiment of a pump suitable for included in a device according to the invention. 454 107 4 The wheel 19a is driven by the motor 27, and in turn drives wheel l9b. Where a driving tooth abuts against a tooth in it opposite the wheel you get a sealing engagement, while it becomes a play on the back of the driving gear. Normally there is some play between a tooth tip and the base circle in the opposing wheel. IN In Fig. 2, two teeth 39, 40 in the wheel 19b are formed with a passage 41, which in the gap between the two teeth when essentially down to the basic circle. This way you get at a given moment during each revolution a short-circuit connection between the pressure side of the pump and its inlet.

I föreliggande fall är pumpen 19 reversibel och dess anslutningar till ledningarna 20, 21 är markerade med 20a, 2la. Heldragna pilar visar förhållanden vid en rotations- riktning, streckade pilar förhållandena vid motsatt rotationsriktning.In the present case, the pump 19 is reversible and its connections to the lines 20, 21 are marked with 20a, 2la. Solid arrows indicate conditions at a rotational direction, dashed arrows conditions at the opposite direction of rotation.

Passagen 41 kan åstadkommas pâ olika sätt, och förläggas antingen som en skära i hjulets mittplan, eller som en urtagning utmed någon av kuggens ändar. Antalet kuggar som berörs av passagen beror på hjuldiameter och delning. Vill man uppnå en kraftig genomströmning kan passagen i luckan mellan de två kuggarna 39, 40 skäras ned något under grundcirkeln.Passage 41 can be provided in various ways, and placed either as a cut in the center plane of the wheel, or as a recess along one of the ends of the tooth. The number cogs affected by the passage depend on the wheel diameter and sharing. If you want to achieve a strong throughput can the passage in the gap between the two teeth 39, 40 is cut down slightly below the base circle.

Fig. 3 visar en alternativ möjlighet att utforma passagen 41.Fig. 3 shows an alternative possibility to design passage 41.

Två kuggar 39a, 40a i hjulet l9b är här formade med delar av passagen, som i vardera kuggen när ned ungefär till halva kugghöjden.Two teeth 39a, 40a in the wheel l9b are here formed with parts of the passage, which in each tooth reach down approximately to half the gear height.

I det drivna hjulet l9a är åtminstone en kugg 40b på samma sätt försedd med en passagedel, genom att den lokalt är nedskuren till ungefär halva höjden. Tillsammans resulterar passagedelar, vid två mötande kuggar i en passage med en höjd motsvarande en kngghöjd. f.In the driven wheel 19a, at least one gear 40b is on similarly provided with a passage part, by the local is cut down to about half the height. Together results passage passages, at two facing teeth in one passage with a height corresponding to a king's height. f.

Passagen 41 ger den önskade kortslutningsförbindelsen oberoende av det drivande ingreppet mellan kuggarna 39b, D! 40b och kuggarna 39a, 40a.Passage 41 provides the desired short circuit connection independent of the driving engagement between the teeth 39b, D! 40b and the teeth 39a, 40a.

För utökning av kortslutningsförbindelsen är även _kuggen 39b formad med passagedel. Arrangemanget förutsätter 454 107 s att hjulen 19a, 19b, är fixerade på sina axlar 42, 43 så att just de nämnda kuggarna alltid kommer i ingrepp med varandra. Vill man åstadkomma kraftigare kortslutnings- förbindelse kan passagen göras något djupare än halva kugg- höjden, i ena eller båda hjulen.For extension of the short-circuit connection is also _kuggen 39b shaped with passage part. The arrangement presupposes 454 107 s that the wheels 19a, 19b, are fixed on their shafts 42, 43 so that precisely the aforementioned cogs always come into engagement with each other. If you want to achieve a stronger short-circuit connection, the passage can be made slightly deeper than half the height, in one or both wheels.

Uppfinningen är ej begränsad till de ovan beskrivna utföringsexemplen, utan flera vararianter är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav.The invention is not limited to those described above embodiments, but several variants are conceivable within the scope of the appended claims.

Det hydrauliska systemet kan på känt sätt innehålla övertrycksventil, samt pâverkas av ärlägesgívare.The hydraulic system can contain in a known manner pressure relief valve, and is affected by the position sensor.

Claims

454 107 garENTxRAv 'x

Device for controlling a hydraulic piston / cylinder actuator (10) included in a hydraulic circuit (18) fed by a gear pump (19) with two interlocking wheels, one of which is driving, characterized in that at least two adjacent teeth (39, 40) at a point of the circumference of at least one wheel (19a) are cut through to form a part in a passage (41) which at least next to the gap between the two teeth has a depth substantially corresponding to the height of a tooth, whereby said teeth, when engaging teeth in the opposite wheel (19b), provides a short circuit connection between the pressure side of the pump and its inlet side for the purpose of producing a cyclic pressure variation in the delivered fluid.

Device according to claim 1, wherein the actuator (10) is of the double-acting type, characterized in that the pump (19) is driven by a reversible direct current motor (27) connected to speed regulating means (28-3Q).

Device according to one of Claims 1 or 2, characterized in that the passage (41) is formed only in one wheel (19b), and next to the gap between the affected teeth (39, 40) reaches substantially down to the basic circle.

Device according to one of Claims 1 or 2, characterized in that teeth (39a, b, 40a. B) at both gears (19a, b) are formed by passage, with a depth substantially corresponding to one half the height of the gear, and that the wheels are so fixed on their axles (42, 43) that a toothed tooth (40b) at one wheel (19a) will engage between two toothed teeth (39a, 40a) at the other wheel (19b). n