SE514196C2

SE514196C2 - Hydraulisk roterande axialkolvmaskin

Info

Publication number: SE514196C2
Application number: SE9704566A
Authority: SE
Inventors: Filip Alm; Ingvar Johansson
Original assignee: Parker Hannifin Ab
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 2001-01-22
Also published as: US6336391B1; EP1038106B1; EP1038106A1; SE9704566D0; DE69822203T2; ES2217612T3; WO1999030034A1; DE69822203D1; KR100546470B1; SE9704566L; KR20010024705A

Description

20 25 30 514 196 2 Fig. 6 är en ändvy av en anslutningsdel av pumpen, visande två altemativa vridningslägen hos anslutningsdelen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV ETT FÖREDRAGET UTFÖRANDE Den hydrauliska roterande axialkolvmaskinen enligt föreliggande uppfinning visas, som ett utförandeexempel, i Fig. 1 och 2 såsom en axialkolvpump 1 med ett hus 2 som består av åtminstone två delar, i det visade exemplet tre delar, nämligen en husdel 3 och en anslutningdel 4, försedd med anslutningsportar, nämligen en inloppsport 5 och en utloppsport 6 för anslutning av in- och utloppsledningar för hyd- raulvätska till pumpen. En tredje del 7 av huset är en bärande del för den ingående axeln 8 som är avsedd att förbindas med en drivmotor, ej visad. l Fig. 3 visas pumpens huvuddelar. Pumpen år av så kallad "bent axis"-typ, med en vridningsaxel 9 som utgör rotationsaxel för den ingående axeln 8, samt en andra vridningsaxel 10 som lutar i förhållande till den första axeln i en vinkel av till exempel 40°. Den andra vridningsaxeln är centrumlinje för en cylindertrumma 11 som är rote- rande lagrad i huset. Cylindertrumman 11 har ett antal axiellt löpande kolvar 12 som är axiellt rörliga, d.v.s. i huvudsak parallellt med axeln 10 i en fram- och återgående rörelse, i ett motsvarande antal cylindrar 13, vilka likaså löper axiellt i förhållande till axeln 10 och som i periferiell led är jämnt fördelade utmed en cirkellinje 14, se Fig. 5. Varje cylinder 13 har en vätskekanal 15 med en port 16 i den plana ändytan 17 på cylindertrumman 11. Varje öppning 16 har sin största längd utmed den periferi- ella cirkellinjen 14 och är njurformad. Av Fig. 3 framgår vidare att alla kolvar 12 har kolvstänger 18 med sfäriska huvuden 19 som år lagrade i sfäriska lagerytor bestå- ende av urtag 20 i en vickskiva 21 som utgör en integrerad del av den ingående axeln 8. De sfäriska urtagen 20 roterar i ett radialplan som är vinklat i förhållande till cylindertrummans 11 radialplan, vilket resulterar i den fram- och återgående rörel- sen hos kolvarna 12 och därmed i en pumpverkan, i enlighet med en tidigare känd princip, för att skapa vakuum, d.v.s. sugning, i inloppsöppningen 5 och tryck i utloppsöppningen 6, se exempelvis USA-patentet nr 5,176,066. En synkroniserings- anordning ﬁnns anordnad för att synkronisera cylindertrummans roterande rörelse med vickskivans 21 rotation. I det visade exemplet består synkroniseringsanord- ningen av en kuggdrivning bestående av en kuggkrans 22 på cylindertrumman som samverkar med ett kugghjul 23 på den ingående axeln 8. En stödtapp 24 stödjer 'lO 15 20 25 30 514 196 3 cylindertrumman längs axeln 10, i samverkan med en axel 25 som bildar vrid- ningsaxeln 10 och sträcker sig ut genom ett hål 26 i cylindertrumman, samt är lag- rad i ett hål 26' i husets anslutningsdel 4.

Fig. 4 visar husets anslumlngsdel 4 separat, och från insidan. Anslutningsdelen 4 har på sin insida en i huvudsak plan, cirkelrund yta 27 som i monterat läge ligger mitt för den plana ytan 17 på cylindertrumman 11. De två plana ytoma 17, 7 är anordnade att kontakta varandra med en tätande passning. På sin insida är anslut- ningsdelen 4 försedd med en inloppsport 28 och en utloppsport 29, vilka är njurfor- made. lnloppsporten 28 står genom en kanal i förbindelse med inloppsporten 5 och den invändiga utloppsporten 29 står via en särskild kanal i förbindelse med utlopps- porten 5, på utsidan av anslutningsdelen 4. ln- och utloppsportama 28, 29 sträcker sig utmed en periferiell cirkellinje 30 som har en motsvarande radie som cirkellinjen 14 för portarna 16 i cylindertrumman 11. ln- och utloppsportama 28, 29 ligger på var sin halva av nämnda cirkellinje 30, skilda åt av ett huvudplan 31 som löper genom anslutningsdelen 4. ln- och utloppsportama 28, 29 är vidare uppdelade av ett andra huvudplan 32 som löper i 90° mot det första huvudplanet 31. Ett av dessa plan är vanligtvis ett symmetriplan för anslutningsdelen 4. ln- och utloppsportama 28, 29 löper vidare utmed cirkellinjenå30 över en förutbestämd periferivinkel som i det visade exemplet är något större för inloppsporten 5 än för utloppsporten 6 och är anordnade så att samtidigt flera än en cylinderport 16 kommunicerar med inlopps- porten 28 respektive den invändiga utloppsporten 29.

Enligt föreliggande uppfinning är anslutningsdelen 4 av huset 2 anordnad för att kunna monteras i åtminstone två alternativa lägen, för att göra det möjligt att driva pumpen genom att rotera den ingående axeln i två altemativa rotationsriktningar.

Enligt föreliggande uppﬁnning har man upptäckt att pumpens ﬂödeskapacitet kan ökas genom att förlänga den njurformade inloppsporten 28 på anslutningsdelen 4 i den valda rotationsriktningen för cylindertrumman så att cylinderportama 16 är öppna till den njurformade inloppsporten 28 till och med då motsvarande kolv 12 passerar sin undre dödpunkt (U.D.C.). I enlighet med föreliggande uppﬁnning åstad- koms detta genom att de två monteringslägena för anslutningsdelen 4 awiker från varandra med en relativ vridningsvlnkel a = 6° - 30°, alternativt ß = 186° - 210° (a + 180°) så att de njurformade portarna 28, 29 förskjuts i förutbestämd omfattning i 10 15 20 25 514 196 4 rotationsriktningen. Detta âstadkoms i praktiken genom att göra det möjligt för fäst- anordningarna 33, 34, 35, 36 mellan anslutningsdelen 4 och husdelen 3 att infåsta anslutningsdelen i åtminstone två alternativa lägen, så att anslutningsdelen kan för- skjutas i enlighet med ovannämnda intervaller. Huvudplanet 37 definieras av de övre och undre dödpunkterna för kolvama, och huvudplanet 31 motsvarar detta plan. Följaktligen kan huvudplanen 31, 32 ligga i två altemativa lägen, förskjutna med i huvudsak hälften av ovanstående intervaller i förhållande till de två huvudpla- nen 37, 38 som deﬁnierats för husdelen, se Fig. 5 och 6. Huvudplanet 38 löper i 90° i förhållande till huvudplanet 37. Fig. 6 visar de olika monteringslägena för anslut- ningsdelen 4. Alla huvudplan 31, 32, 37, 38 skär varandra i cylindertrummans 11 vridningsaxel. Fästanordningarna 33-36 är i praktiken skruvar som löper genom två altemativa håluppsättningar 39-42 resp. 43-46 i anslutningsdelen 4 och en hålupp- sättning 45-48 i husdelen 3, som framgår av Fig. 4 och 5, eller omvänt, som framgår av Fig. 6. Följaktligen har i utförandet enligt Fig. 6 anslutningsdelen 4 en håluppsätt- ning 39'-42' och husdelen 3 har två håluppsättningar (ej visat). l det utförande som visas i Fig. 2 saknar fästanordningarna 33-36 med deras alternativa håluppsätt- ningar 39-42 och 43-46 symmetri med avseende på sina inbördes lägen, i anslut- ningsdelen såväl som i husdelen 3. Detta innebär att bara två alternativa lägen är möjliga. I det modifierade utförande som visas i Fig. 4-6 är alla hål symmetriska med avseende på sina inbördes lägen. Detta innebär att fyra altemativa lägen är möjliga.

Alternativt kan de dubbla hålen ersättas av avlånga hål som gör det möjligt att pla- cera anslutningsdelen i ett stort antal lägen inom de definierade vinkelintervallen. l ovanstående utföranden har maskinen beskrivits som en pump, med en ingående axel för en motor. Samma princip kan användas för en maskin som fungerar som en motor, driven av en hydraulvätska, medan axeln 8 fungerar som en utgående axel för att driva en roterande maskin, till exempel en borrmaskin.

Claims

10 15 20 25 30 PATENTKRAV

1. Hydraulisk roterande axialkolvmaskin, med ett hus (2), inneslutande en roterbar cylindertrumma (11), med ett antal axiella cylindrar (13) innehållande ett antal fram- och återgående kolvar (12), varvid nämnda kolvar går fram och åter mellan två deﬁníerade ändlägen, varvid nämnda kolvar samverkar med en platta (21) som är vinklad i förhållande till trummans rotationsaxel (10) för att åstadkomma nämnda fram- och återgående rörelse, varvid nämnda cylindrar har portar (16) som altemativt fungerar som inlopps- och utloppsportar, varvid nämnda hus har åtmins- tone en ínlopps- och en utloppskanal (5, 6) som var och en har en njurformad port (28, 29), liggande mitt emot nämnda portar till nämnda cylindrar och kommunice- rande med ett antal av nämnda portar, varvid nämnda hus har åtminstone två delar (3, 4, 7), där en del (3) av nämnda husdelar bestämmer trummans vridningslåge i nämnda kolvars nämnda ändlägen och där en andra del (4) av nämnda husdelar bestämmer vridningsläget hos nämnda njurformade portar i förhållande till nämnda ändlägen, samt varvid nämnda första och andra delar av nämnda hus altemativt kan positioneras i två olika vridningslägen för att välja rotationsriktning på cylindertrum- man, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda två vridningslägen avviker från en relativ vridningsvinkel av 0° alternativt 180° på sådant sätt att de njurformade por- tama (28, 29) förskjuts i förutbestämd omfattning i rotationsriktningen.

2. Hydraulisk roterande axialkolvmaskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda avvikelsevinkel är av storleksordningen 6°- 30° alternativt 186°-210°.

3. Hydraulisk roterande axialkolvmaskin enligt krav 1, k ä n n e te c k n a d a v att nämnda andra husdel (4) är ett ändstycke, som har ett antal fästanordningar (33-36; 39-46) för att sätta fast nämnda andra husdel i för- hållande till nämnda första husdel i åtminstone två altemativa lägen.

4. Maskin enligt krav 3, k ä n n e te c k n a d a v att nämnda fäst- anordningar (33-36; 39-46) består av skruvar och hål i nämnda första och andra 10 15 20 514 196 6 husdelar (3, 4), varvid nämnda hål (39-46) är två för varje skruv (33-36), och det första av nämnda hål (39-41) bestämmer ett första av nämnda vridningslägen, och det andra av nämnda hål (42-46) bestämmer det andra av nämnda vridningslägen.

5. Hydraulisk roterande axialkolvmaskin enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda hål är placerade utan symmetri, innebä- rande att den andra husdelen (4) kan monteras i endast två altemativa lägen.

6. Hydraulisk roterande axialkolvmaskin enligt krav 4, kännete cknad av att nämnda fästanordningar är skruvar och hål i nämnda första och andra husdelar, varvid nämnda hål är avlånga hål, så att åtminstone två olika vridningslägen kan bestämmas.

7. Hydraulisk roterande axialkolvmaskin enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda maskin är en pump, med en ingående axel för en motor (8).

8. Hydraulisk roterande axialkolvmaskin enligt något av kraven 1-16, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda maskin är en motor, med en utgående axel för att driva en roterande maskin.