SE502257C2 - Plungeventil - Google Patents

Description

502 10 15 20 25 30 35 257 KORT REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att erbjuda en plungeventíl med vars hjälp en passage i en hydraulledning helt kan avspärras. I synnerhet är uppfinningen avsedd att eliminera tomgångsflödet till motorkammaren i en hydraulmotor av det slag som manövreras med hjälp av en eller flera ventiler i en ledning som är by-pass-kopplad parallellt med motorkammaren. Ännu ett syfte är att erbjuda en plungeventil som med en för ändamålet anpassad konstruktiv utformning såväl kan ingå som en integrerad del i en hydraulmotor som utgöra en separat enhet som kan anslutas till en hydraulmotor eller annan hydraulutrustning.

Vidare är ett syfte att erbjuda en plungeventil som är förhållandevis enkel att tillverka och som kräver ringa eller inget underhåll.

Dessa och andra syften kan uppnås därigenom att uppfinningen kännetecknas av vad som anges i de efterföljande patentkraven.

Ytterligare kännetecken och aspekter på samt fördelar med uppfinningen framgår av följande beskrivning av en föredragen utföringsform.

KORT FIGURBESKRIVNING En föredragen utföringsform av uppfinningen kommer att beskrivas i det följande med hänvisning till bifogade ritningsfigurer, av vilka Fig. 1 utgör ett snitt genom en schematiskt visad hydraulmotor, vid vilken pilotventilen ingår som en integrerad del. Figuren visar motorn under drift.

Fig. 2 visar samma motor under stillestånd, varvid pilotventilen enligt uppfinningen förhindrar tomgångsflöde genom motorkammaren.

BESKRIVNING Av FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM I Fig. 1 och Fig. 2 betecknas ett symboliskt visat motorhus med siff- ran l. I motorhuset finns en motorkammare som allmänt betecknats 2. En lO 15 20 25 30 35 502 ~257 inloppskammare och en utloppskammare i direkt anslutning till motor- kammaren 2 har betecknats 3 respektive 4. En inloppsledning till in- loppskammaren 3, allmänt betecknad 5, består av en första sektion 5A och en andra sektion 5B i vinkel mot den första sektionen. Motsvarande sektioner av en utloppsledning 7 från utloppskammaren 4 har betecknats 7A respektive 7B.

I motorkammaren 2 finns ett par kugghjul 10, 11, vilka på känt sätt drivs av den hydraulolja som kan strömma in i inloppskammaren 3 via inloppsledningen 5. Det ena kugghjulet 10 har en utgående driven axel 12. Ett lagerhus för axeln 12 har symboliskt betecknats 13.

Mellan inloppsledningen 5 och utloppsledningen 7, närmare bestämt mellan sektionerna 5A och 7A i nämnda ledningar, finns, enligt den valda applikationen av uppfinningen, en by-pass-ledning, som allmänt betecknats 15. Denna består av ett första by-pass-parti 16, som ansluter till inloppsledningens 5 första sektion 5A, och ett andra by-pass-parti 17, som ansluter till utloppsledningens 7 första sektion 7A, och mellan nämnda första och andra by-pass-partier en tvärförbind- ning 18.

Det första by-pass-partiet 16 fortsätter i axiell riktning med en cylindrisk ventilkammare 19. En huvudventil har allmänt betecknats 20.

Dennas huvuddelar utgörs av en ventilkropp vars bakre del är utformad som en kolv 21, som har större tvärsnittsarea än ventilkroppens främre del, som är utformad som en ventilkägla 22. Ventilkroppen kan för- flyttas i ventilkammaren 19. Ventilkäglan 22 anligger i ventilens 20 tätande läge mot ett ventilsäte 23 i nämnda första by-pass-parti 16.

En returfjäder har betecknats 24. I ventilkäglan 22 finns ett litet genomgående hål 25.

En pilotventil (en manöverventil som kan manövreras av en operatör med hjälp av icke visade manöverdon) 30 är anordnad i en ledning mellan ventilkammaren 19 och utloppsledningen 7, närmare bestämt mellan en förbindelse 31 från ventilkammaren 19 och en förbindelse 32 till utloppsledningen 7. Pilotventilen 30 kan vara exempelvis av vridslid- typ. Vridsliden har betecknats 33 och en kanal genom vridsliden 33 har 502 10 15 20 25 30 35 257 betecknats 34. Kanalen 34 och förbindelserna 31 och 32 har grövre tvärsektion än öppningen 25 i ventilkäglan 22.

I den axiella förlängningen av inloppsledningens 5 första sektion 5A finns en plungeventil 36 av differentialtryckstyp i en plungekammare, som utgörs av ett borrhål i motorblocket. I plungekammaren 35 finns en plunge 37, som består av en hylsa och som kan förflyttas inåt i plungekammaren 35 till det i Fig. 1 visade läget under inverkan av hydraultrycket i inloppsledningen 5 under kompression av en retur- fjäder 38.

Plungekammaren 35 består av två sektioner, nämligen en första, främre sektion 35A intill inloppsledningens 5 andra sektion 5B, vilken första plungekammarsektion 35A har lika stor diameter och tvärsektionsarea som inloppsledningens första sektion 5A, och en andra, bakre sektion 35B med mindre diameter och tvärsektionsarea. Även den hylsformade plungen 37 uppvisar två sektioner med sinsemellan olika diametrar och tvärsektionsareor. En första, främre plungesektion 37A har samma diameter och tvärsektionsarea och även samma längd som den första plungekammarsektionen 35A. En andra, bakre plungesektion 37B har samma diameter och tvärsektionsarea som den bakre plunge- kammarsektionen 35B men är företrädesvis något kortare än denna. Åtminstone är den inte längre. Borrhålet/plungekammaren 35 utgör alltså plungens 37 cylinder. I denna cylinder finns en ringformad kant 41 i bottnen av den första, främre plungekammarsektíonen 37A. Från en öppning intill denna kant 41 leder en första dräneringsledning 42 till lagerhuset 13 och från lagerhuset 13 en andra dräneringsledning 43 till utloppsledningen 7. I plungens 37 främre ände finns en passage i form av ett litet hål 40.

Hur den ovan beskrivna hydraulmotorn och den för uppfinningen utmärkande plungeventilen 36 fungerar skall nu närmare förklaras. Det skall härvid inses att plungeventilens applikation i denna hydraulmotor endast utgör ett exempel på hur plungeventilen kan utnyttjas för att i beroende av hydraultrycket i en ledning helt kunna öppna respektive helt avstänga en passage i denna ledning. lO 15 20 25 30 35 5.02 25-7 Först hänvisas till Fig. 1, som visar förhållandena under drift av hydraulmotorn. Pilotventilen 30 är då stängd och huvudventilkäglan 22 anligger mot sätet 23.

Genom öppningen 25 i ventilkäglan 22 kommunicerar huvudventilkammaren 19 med inloppsledningen 5. Trycket på huvudventilens 20 båda sidor är härvid lika. På grund dels av den större tvärsnittsarean hos ventil- kroppens bakre del, dels av fjädern 24 pressas ventilkäglan 22 an mot ventilsätet 23. Härigenom avspärras tvärförbindningen 18, så att by-pass-ledningen 15 är helt stängd. I hela tillförselledningen 5, dvs även i sektionerna 5A och 5B råder härvid fullt tryck, som håller plungen 37 i plungeventilen 36 inpressad i plungekammaren 35, så att hydraulmediet fritt kan passera från sektionen 5A till sektionen 5B och in i inloppskammaren 3. Hydraulmediet driver under tryck kugg- hjulen 10, ll genom att på känt sätt passera mellan dessa till utloppskammaren 4 och därifrån via utloppsledningens 7 båda partier 7B och 7A till en icke visad returgående hydraulslang eller motsvarande.

Under drift, fortfarande med hänvisning till Fig. 1, anligger den främre plungesektionens 37A bakre kant mot den ringformade kanten 41.

I detta läge avspärrar plungen 37 effektivt evakueringsledningen 42.

Genom hålet 40 kommunicerar emellertid plungekammaren 35 med inlopps- ledningen 5, så att samma tryck kommer att råda på plungens fram- och baksida under drift, Fig. 1. Det skall härvid även noteras att plungen 37 har samma innerdiameter utmed hela sin längd, motsvarande inner- diametern hos plungens bakre parti 37A. Ytterdiametern i området för plungens främre parti 37A är alltså väsentligt större än dess inner- diameter. På grund av denna areaskillnad kommer under det rådande jämviktstrycket den hydrauliska kraft som verkar på plungen på fram- sidan att bli väsentligt större än den kraft som verkar på baksidan.

Kraftskillnaden är väsentligt större än kraften hos fjädern 38, så att plungen 37 under drift hålls säkert intryckt i det bottenläge som bestäms av den ringformade kanten 41, mot vilken det främre plunge- partiet 37A anligger med sin bakre kant. Härigenom säkerställs dels att passagen mellan inloppsledningens båda sektioner 5A och 5B är helt fri, dels att inget läckage kan uppstå genom evakueringsledningen 42, som är helt avspärrad av plungen. 502 257 10 15 20 25 30 35 Då motorn skall stoppas, öppnas pilotventilen 30. Hydraulmediet på huvudventilens 20 baksida kan härvid evakueras via ledningen 31-32 och kanalen 34 till utloppsledningen 7. Samtliga dessa passager 31, 34 och 32 har grövre sektion än hålet 25 i ventilkäglan 22. Trycket i ventilkammaren 19 sjunker och ventilkolven 21 trycks upp i ventil- kammaren 19 under inverkan av det hydraultryck som påverkar ventil- käglan 22, så att tvärförbindningen 18 friläggs och by-pass-ledningen 15 öppnas, Fig. 2. Hydraulmediet strömmar nu fritt genom by-pass- ledningen 15 till utloppsledningen 7. Härvid sjunker trycket i inloppsledningen 5, vilket påverkar plungeventilen 36. Då sålunda trycket i inloppsledningens 5 båda partier 5A och SB sjunker, blir trycket i plungekammaren 35 större än i inloppsledningens partier 5A, SB. Tryckskillnaden och returfjädern 38 driver ut plungen ur plunge- kammaren 35 så långt att plungen passerar förbi kanten 41, så att evakueringsledningen 42 friläggs, och så att plungens främre sektion 37A sträcker sig in i inloppsledningens första sektion 5A, Fig. 2, åtminstone så långt att passagen mellan sektionerna 5A och 5B helt avspärras. Hydraultrycket sjunker i plungekammaren 35, genom att denna kommunicerar med evakueringsledningen 42. På plungen 37 kommer därför att verka en resulterande hydraulkraft som tenderar att föra in plungen 37 i plungekammaren 35, men denna kraft kompenseras av returfjädern 38, som har dimensionerats för detta ändamål, så att plungen under driftstopp, då hydraulmedium strömmar genom by-pass- ledningen 15, förblir i det i Fig. 2 visade läget. På grund av den i och för sig lilla tryckskillnaden på plungens fram- och baksida strömmar under drift ett försumbart flöde av hydraulmedium genom öppningen 40 och avleds genom evakueringsledníngen 42, lagerhuset 13 och ledningen 43 till returledningen 7.

Eventuellt kan plungen i det spärrade läget ligga mer framskjuten i inloppsledningens första parti 5A. Plungen har betecknats 37' i detta framskjutna läge, som marketats genom spöklinjer. Visserligen kommuni- cerar den första sektionen SA i detta fall med den andra sektionen 5B genom hålet 40, men flödet är försumbart och avleds desutom genom evakueringsledningen 42. Genom att plungen 37 kan verka spärrande inom ett förhållandevis stort område, fungerar plungeventílen på avsett sätt inom ett i motsvarande grad varierbart område med avseende på 10 15 20 25 30 35 50.2 -257 hydraultrycket i inloppsledningen 5 och tillåter dessutom stora toleranser beträffande plungefjäderns 38 karakteristika.

När motorn skall dras på, stänger operatören pilotventilen 30 via icke visade manöverdon. Hydraultrycket i huvudventilkammaren 19 stiger och utjämnas genom kommunikationen mellan by-pass-ledningens inloppsparti 16 och ventilkammaren 19 mycket snabbt till jämvikt mellan partiet 16 och ventilkammaren 19. Trycket i tvärförbindningen 18 är dock något lägre än i det första by-pass-partiet 16. Den hydraulkraft som verkar på ventilkroppens baksida blir därför något större än den som verkar på framsidan, vilket driver ventilkäglan nedåt mot ventilsätet.

Dessutom medverkar returfjädern 24 i denna stängningsrörelse, som för ventilkäglan 22 till tätande anliggning mot sätet 23.

I och med att huvudventilen 22 stängs, stiger trycket i inlopps- ledningens första sektion 5A i det närmaste momentant till fullt tryck, vilket med full kraft verkar på plungen 37. Plungekammaren 35 är i detta läge fylld av hydraulmedium, som evakueras enligt följande.

Under ett första moment, till dess den bakre kanten av plungens bakre sektion 37B passerat den ringformade kanten 41 kommunicerar hydraul- kammaren 35 med evakueringsledningen 42, så att hydraulmedium från hydraulkammaren 35 fritt kan evakueras genom ledningen 42. Under därefter följande moment av plungens rörelse pressas hydraulmedium, som finns inuti plungen 37, ut genom öppningen 40, medan det hydraul- medium som finns i den ringformade spalten mellan plungens bakre parti 37B och plungekammarens vägg i dess yttre, bredare parti 358, pressas ut genom evakueringsledningen 42, så att plungen kan nå sitt botten- läge. I detta läge anpressas bakre kanten på det främre, bredare plungepartiet 37A mot den ringformade kanten 41, som bildar botten av det främre plungekammarpartiet 35A. Därmed har återuppnåtts det helt öppna läge med fri passage mellan inloppsledningens båda partier 5A och 5B som inledningsvis beskrivits.

Claims (7)

502 257 l0 l5 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. l. Anordning vid hydraulmotor av det slag som manövreras med hjälp av en eller flera ventiler (20, 30) i en ledning (l5) som är by-pass- kopplad parallellt med motorkammaren (2), k ä n n e t e c k n a d av att en plungeventil (36) är anordnad för att avstänga och öppna en passage i hydraulledningen (5, 5A) till motorkammaren (2) mellan by-pass-ledningens avgreningspunkt och motorns inloppskammare (3), och att plungeventilen innefattar en plunge (37) som är glidbart rörlig i hydraulledningen (5, 6A) under inverkan av trycket i en sektion (SA) av ledningen till motorns inloppskammare intill plungen mellan ett första, öppet läge, då trycket i nämnda sektion (5A) är högt, varvid plungen är undanförd och passage är etablerad, och ett andra, stängt läge, då trycket i nämnda sektion är lågt, varvid plungen blockerar nämnda passage.

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda passage avser en passage mellan hydraulledningens nämnda första sektion (SA) och en andra sektion (SB) av nämnda ledning, vilken andra sektion (5B) är vinkelställd den första sektionen (SA).

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av en plunge- kammare (37) i den axiella förlängningen av hydraulledningens första sektion (SA), i vilken plungekammare plungen är införd i ventilens första, öppna läge.

4. Anordning enligt något av kraven l-3, k ä n n e t e c k n a d av en evakueringsledning (42) som sträcker sig från plungekammaren för evakuering av hydraulmedium från plungekammaren under åtminstone ett moment av plungens rörelse, då plungen rör sig från det första, öppna läget till det andra, stängda läget.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att plunge- kammaren uppvisar åtminstone två cylindriska sektioner med olika dimension, nämligen en första, främre, bredare sektion (37A) och en andra, bakre, smalare sektion (378), varvid i bottnen av den främre sektionen finns en ringformad bottenkant (41), och att plungen 10 15 20 25 30 35 5o2 257 uppvisar främre och bakre sektioner (35A res 35B) med samma diametrar som motsvarande sektioner av pïungekammaren.

6. Anordning eniigt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att piungens främre sektion är väsentiigen iika Iâng som piungekammarens främre sektion, att piungens bakre sektion är kortare än e11er högst 1ika iång som piungekammarens bakre sektion, och att utioppsöppningen för evakueringsiedningen för hydrauivätska är anordnad intiii nämnda bottenkant (41).

7. Anordning eniigt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d av en mindre öppning (40) i pïungens mot inioppsiedningen vända dei, genom viiken öppning hydrauivätska kan pressas ut ur piungekammaren, då piungen pressas in i denna, och vice versa.