SE522213C2 - Hydrauliskt slag/anpressningsanordning - Google Patents

Description

25 30 35 522 243 ' att kunna erbjuda en robust konstruktion och samtidigt önskvärt att kunna erbjuda ett ventilarrangernang som är mindre dyrbart och som kräver mindre utrymme.

Det inses att ovan exernplifierade tillämpning enbart utgör ett av många användnings- områden där det finns utrymme för väsentliga ßrbättringar avseende ventilarrange- manget och dess arbetssätt. Således är det uppenbart att många av de problem som identifierats i samband med slag/pressmaskiner även återfinns inom många andra arbetsområden och där det är lika angeläget att kunna försöka finna en lösning på problemen eller åtminstone något av de identifierade problemen. Ett exempel på ett dylikt annat område är hydrauliska ställdon, som idag i enlighet med det ovan beskrivna servoventilarrangemanget ofia utgör en dyrbar och/eller alltför utrymmeskrävande lösning och/eller för långsamt arbetande anordning.

KORT REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att eliminera eller åtminstone minimera ovan nämnda problem, vilket åstadkommes med en hydraulisk anordning omfattande ett ventilhus med en inuti ventilhuset rörligt anordnad ventilkropp, en hydraulcylinder med en hydraulkammare med en i hydraulkammaren anordnad hydraulkolv med åtminstone en utåt exponerad ändyta, samt åtminstone en reglermekanism för reglering av nämnda rörliga ventilkropp, kännetecknad av att hydraulkolven är anordnad inuti ventilhuset och att ventilkroppen år väsentligen hylsforrnig och anordnad inuti ventilhuset på ett nmtomliggande och koaxiellt vis i förhållande till hydraulkolven.

Tack vare lösningen enligt uppfinningen kan allt integreras i en enda enhet, där ventil- anordningen i sig enbart kräver ett marginellt extrautrymme. Detta i kombination med att man kan nyttja samma hus för både ventil och hydraulkolven medñr att man åstad- kommer en mycket kompakt enhet, som dessutom läter sig tillverkas till lägre kostnad än ett konventionellt system. Dessutom elimineras risken till fel (både mätrnässigt och funktionsmässigt), eftersom hydraulslangar ej måste användas. En ytterligare fördel år att mycket korta flödesvägar kan åstadkommas vilket möjliggör extremt snabba förlopp.

Det är i detta sammanhang en fördel att ventilkroppen år utformad som ett ringforrnigt organ, eftersom stora flödesöppningar därigenom kan erhållas med relativt små rörelser.

Tack vare integreringen möjliggörs således korta flödesvägar och snabba omställningar, vilket leder till maximal snabbhet vid positionsåndring av hydraulkolven.

Det inses att en lösning med alla de fördelar som erhålles tack vare uppfinningen finner användning inom en mängd olika slags tillämpningar. . . .. . .. ... . .. .. .. ._ . . _... . . _... ....... .. ._ ... .. ... . .. -. ~ . . ... . ._ . . .. . . . . 2 . . . . .. .. .. .. ...Pfsgll . 10 15 20 25 30 35 522 213' Enligt ytterligare, potentiella aspekter enligt uppfinningen gäller att: - ventilkroppen är anordnad inuti ventilhuset på så vis att den är väsentligen, företrädesvis helt, utbalanserad med avseende på i radiell led verkande hydrauliska krafier, - nämnda ventilkropp är anordnad med ett flertal öppningar för att möjliggöra flöde av hydraulvätska i radiell led genom ventilkroppen, - nämnda ventilkropp i närheten av nänmda öppningar är försedd med kantpartier vid både den inre och yttre ytan av ventilkroppen, vilka kantpartier interagerar med kantpartier och kanaler, som finns anordnade inuti ventilhuset, på så sätt att hydraul- vätska tillåts flöda från var och en av nämnda kanaler och förbi och emellan vart och ett av nämnda kantpartier när ventilkroppen är positionerad inuti ventilhuset för att tillåta oljeflöde till eller från nämnda hydraulkamrnare, samt att nänmda kantpartier vid en annan position av ventilkroppen interagerar på ett tätande vis, så att hydraulvätska inte kan flöda till ellerfrån hydraulkamrnare, - nämnda kantparti i ventilkroppen utgör en integrerad del av åtminstone en av nämnda öppningar, - nämnda ventilkropp är väsentligen symmetriskt utformad med avseende på ett genom ventilkroppen centralt anordnat tvârgående plan, - den maximala nödvändiga förflytmingen av ventilkroppen inuti ventilhuset för att förflytta ventilkroppen från helt stängd till helt öppen position är mellan 0,1 och 3 % av hylsans yttre diameter, företrädesvis understigande 2 %, och mer föredraget understigande 1 %, - ventilkroppens förflyttning mellan stängd och öppen position åtminstone huvud- sakligen sker i axiell led i förhållande till hydraulkolven, i - omställningstiden för ventilkroppen från ena ändläget till andra ändläget understiger 10 msek, företrädesvis understiger 5 msek, - hydraulkolven är anordnad med åtminstone två ringformiga kraftöverförande ytor, vilka är motriktade, varvid företrädesvis den ena ringforrníga ytan är större än den andra, - hydraulkolven omfattar tre koaxiella integrerade enheter företrädesvis med olika yttre diameter, varvid den mittre delen är anordnad med störst diameter, - åtminstone en reglermekanism aktiveras på hydrauliskt vis, - nämnda reglermekanism omfattar organ anordnade att kunna förflytta ventilkroppen, vilka organ är rörliga inuti öppningari ventilhuset, varvid öppningarna väsentligen motsvarar formen hos nänmda organ och att nänmda öppningar kommunicerar med en ringformig kanal ämnad att kunna trycksättas med hjälp av hydraulolja, "_ =..= ' =..,=,,¿,¿ æ 20 25 30 35 522 213' - nämnda organ har cirkelforrnad yttre mantelyta och att nämnda öppningar utgörs av cirkulära hål, som utsträcker sig i axiell led, - nämnda reglermekanism aktiveras på magnetiskt vis, - nämnda reglermekanism omfattar åtminstone en ferromagnetisk del anordnad vid ventilkroppen samt åtminstone en vid ventilhuset anordnad elektromagnet, - närrmda elektromagnet kyls med hjälp av hydraulolj a, - nämnda ventilhus omfattar ett flertal sammansatta element, varvid åtminstone två av nämnda delar är koaxiellt anordnade i förhållande till varandra på så vis att det bildas ett annulärt utrymme emellan dessa båda delar för anordnande av ventilkroppen, - nämnda ventilhus är anordnat med tryckanslutning respektive tankansluming i någon, eller några, av dess sidoväggar, - nämnda anordning ingår i ett slag/anpressningsdon ämnat att utföra snabba slag och att överföra stora lcrañer, varvid ventilkroppen har en minsta inre diameter mellan 3- 500 mm, företrädesvis överstigande 50 mm, och mer föredraget överstigande 80 mm. ÖVERSIKTLIG FIGURBESKRIVNING I det följande kommer uppfinningen förklaras i mer detalj till de bifogade figurerna i vilka: Fig. l visar ett första utförande av en hydraulanordningen enligt uppfinningen i axiell genomskärning, Fig. 2 visar ett tvärsnitt enligt linje A-A i Fig. 1, Fig. 3 visar ett tvärsnitt längs linje B-B i Fig. l, Fig. 4 visar en genomskäming i axiell led av en föredragen utföringsfonn enligt uppfinningen, som är särskilt lämpad för snabba rörelser, Fig. 5 visar ett snitt längs linje A-A i Fig. 4, Fig. 6 visar ett tvärsnitt längs linje B-B i Fig. 4, Fig. 7 visar ett tvärsnitt längs linje C-C i Fig. 4, Fi g. 8 visar ett alternativt utförande av en anordningen enligt uppfinningen i axiell genomskäming, Fig. 9 i diagramform visas effekten av ett föredraget utförande enligt uppfinningen, Fig. lOvisar ett alternativt utförande enligt uppfinningen och, Fig. llvisar en förstorad vy av valda detaljer från Fig. 10.

I Fig. 1 visas ett hydrauliskt slag-/anpressningsanordning enligt ett första utförande enligt uppfinningen, vilket utförande är särskilt lämpat för att utföra långa slagrörelser.

Anordníngen består av ett ventilhus l, en centralt inuti ventilhuset anordnad hydraul- "=.= ' =..;,,¿,; s 10 15 20 25 30 35 522' 213 kolv 3, en inuti ventilhuset 1, men runtomliggande hydraulkolven anordnad ventilkropp 2 samt en reglermekanism 4.

Ventilhuset 1 består av ett flertal sammansatta delar, omfattande ett vid ett övre lock 101 (ej visat) anordnat övre parti 102. Vid nedre änden av det övre partiet 102 ansluter ett inre ventilsätesparti 103 samt ett yttre ventilsätesparti 104. Vid den nedre änden av båda dessa partier 103, 104 finns anordnat ett undre, gemensamt lock 106. Centralt, längs ventilhusets 1 centrurnaxel finns en övre cirkulär hålighet 116, en första hydraul- kammare, inuti vilken hydraulkolven 3 är anordnad. Denna cirkulära hålighet 116 har en diameter som är anpassad till den mittre delen 34 av hydraulkolven, som uppvisar hydraulkolvens största diameter. Ovanför hydraulkolvens mittre del 34 finns en övre del 35, vars diameter är mindre än den mittre delen 34, så att en ringformig uppåtiiktad yta 30 bildas. Denna yta 30 utgör den kraftöverförande ytan för hydraulolja som trycksätts inuti den ringforrnade spalt som existerar mellan hydraulkolvens övre del 35 och ventilhusets inre mantelyta.

En väsentlig del av den inre mantelytan 134 av det inre ventilsätespartiet 103 är anordnad med samma diameter som den centrala håligheten 116 i det övre partiet 102, vilket möjliggör för hydraulkolven 3 att förflytta sig med den mittre delen 34 en väsentlig sträcka längs den centrala håligheten 115, som utgör en andra hydraul- kammare, inuti det inre ventilsätespartiet 103. Den undre delen 33 av hydraulkolven 3 är anordnad med en diameter som är mindre än den övre delen 35. Således bildas en nedåtriktad, ringfonnig yta 33, vars yta är större änden uppätriktade ringformi ga ytan 30. Denna yta 30 kan via de axiella kanalerna 129 och de radiella övre kanalema 124 utsättas för ett konstant tryck via tryckinloppet 107. Den nedre delen av det inre ventilsätespartiet 103 är anordnat med ett cirkulärt hål vars diameter är anpassat till diametern för hydraulkolvens nedre del 33, så att en väsentlig tät passning föreligger mellan dem. Företrädesvis anordnas någon form av tätning i detta parti, liksom även i övriga med passform anordnande partier, i syfie att minimera läckage (ej visat). I det yttre ventilsätespartiet 104 finns anordnat åtminstone ett inlopp 107 för hydraulvätskan, samt åtminstone ett utlopp 119 för hydraulvätska. I direkt anslutning till inloppet 107 finns anordnat en ringformig kanal 151 (se även Fig. 2). I anslutning till denna ring- formiga kanal 151 finns ett spaltforrnigt cylindriskt utrymme 128, mellan det yttre ventilsätespartiet 104 och det inre ventilsätespartiet 103, ämnat för ventilkroppen 2. På motstående sida, och andra sidan om nämnda spalt 128 finns i det inre ventilsätespartiet 103 anordnat en ytterligare ringformig kammare 150. . " saffiaïsršàå . 10 20 25 30 35 522 213' ^ .. =..= ' aïgrgz; Nedanför den ringformiga karnmaren 151, mellan inloppet 107 och utloppet 1 19, finns anordnat i det yttre ventilsätespartiet 104 ett ringforrnigt parti med inåtriktade skarpa kanter, varvid det bildas ett övre tätande ringforrnigt hörn/kantparti 104A och ett undre tätande ringformigt höm 104B. På motsvarande vis finns på insidan om spaltutrymmet 128 och motstående nyss nämnda ringforrniga höm/kantpartier även bildat ringforrni ga kantpartier i det inre ventilsätespartiet 103, genom ett övre ringformigt kantpartiet 103A och ett undre ringforrnigt kantparti 103B. Dessa ringforrniga höm/kantpartiet 103A, 103B, 104A, 104B samverkar med den axiellt rörliga ventilkroppen 2 och hålen 250, 251, 252 i dessa för att åstadkomma den önskade regleringen (se Fig. 2). Övre 250 respektive undre 251 hål i ventilkroppen 2 är arrangerade i en mångfald, för att kunna möjliggöra fritt hydraulflöde på ett balanserat vis. Även den mittre hålraden 252 är utformad med ett flertal öppningar (se Fig. 3). Dessa öppningar 252 är företrädesvis anordnade med räta undre och övre kanter, för att på ett mer effektivt vis kunna inter- agera med nämnda hörn/kantpartiet. Kanaler 152, 155 och öppningar 251 är anordnade på samma vis i anslutning till utloppet till tank 119, som i samband med de kanaler som står i anslutning till den trycksatta öppningen 107, så att spegelsyrnrnetri i princip existerar kring ett plan P1 som går genom centrum av hålen 153 till den nedre tryck- kammaren 115. I den nedre änden av ventilkroppen 2 firms fastsatt en järnring 41.

Nedom denna järnring och koaxiellt med denna finns anordnat en (eller flera) elektro- magneter 42 för reglering av ventilkroppen 2. Ventilkroppen är även anordnad med en mindre ringformad yta 207 i dess övre parti, vilken ringformiga yta 207 innebär att när trycket verkar inuti kammaren 151 kommer alltid en uppåtriktad krafi att verka via denna ringforrniga yta 207. Tack vare ventilkroppens begränsade rörelsebehov, låter sig reglering/förflyttning av ventilkroppen 2 med fördel göras på magnetisk våg.

För förbindelse av tryckkammaren 151 med den övre annulära håligheten 116 i ventilhuset 1 firms anordnat ett antal axiellt anordnade kanaler 129 som via radiella borrningar 124 i ventilhusets övre parti mynnar ut inuti den annulära öppningen/ spalten 1 1 6.

Ventilen fungerar enligt följande. I det i Fig. 1 visade läget sker ingen transport av olja åt något håll utan hydraulkolven 3 kommer att befinna sig i ett balanserat läge, genom att olja som förts upp genom kanalerna 129 trycker mot den övre ytan 30, vilket mot- balanseras av den olja som innesluts inuti den nedre karnrnaren 115 och som verkar via den nedåt riktade ringformade ytan 31. Positionen för detta jämviktsläge, där kolven 3 alltså står still, kan regleras valfritt och beror alltså på den mängd olja som innesluts i nedre kammaren 115. Om nu en ökad spänning pålägges elektromagneten 42 kommer 10 15 20 25 30 35 522' 213 detta att ge en kraft via järnringen 41, som drar ventilkroppen 2 nedåt. När så sker kommer öppningar att uppstå mellan de båda nedre ringformiga kanterna 104B, 103B och ventilkroppen 201 och kanten vid de mittersta hålen 252, så att olja kan strömma från det nedre ringformade utrymmet 115 via hålen/kanalerna 153, 154, 252 och uti den ringformiga kanalen 152 för att sedan flöda vidare ut genom utloppet 119 till tank.

Samtidigt tätar de övre ringformiga kantpartiema 104A, 103A mot ventilkroppen 201, så att ingen olja kan strömma från tryckkammaren 151 ner mot inloppsöppriingen 154 till den inre nedre ringformiga kammaren 115. Däremot kommer ett konstant tryck av olja att uppråtthållas via de axiella kanalerna 129, de radiella kanalerna 124 i den ringformiga övre kammaren 116 som verkar mot den övre ringformiga ytan 30. Således kommer detta att leda till en förflyttriing av kolven i en riktning nedåt, så att dess nedre ändyta 32 förflyttas nedåt, eventuellt för att utföra ett slag. Detta slag, i en nedåtgående riktning, blir mer lcrafifullt än den uppåtgående rörelsen, eftersom den totala ytan av den övre ytan 30 är större än den yta som ligger under och innanför denna vid den undre ytan 31. Åter noteras att öppningarna 252 i mitten av ventilkroppen läinpligen är utformade med plana undre och nedre ytor, så att en liten förflyttning av ventilkroppen medför en stor förändring av öppningen som exponeras för olja att förflyttas från kammaren 1 15 ut mot utloppet 119.

Enligt det visade exemplet är yttre diametern D hos ventilkroppen 100 mm, vilket vid en förflyttning av ventilkroppen med enbart 1 mm ger en i förhållande till förflyttningen mycket stor genomflödesöppning. (Den totala ytan blir ca 600 mm (zD x 1: x 2), eftersom kantpartiet går helt om.) När slagrörelsen är avslutad (eller önskad position uppnåtts eller anpressningen), avslutas (minskas) strömförsörjningen till elektro- magneten 42, så att trycket som verkar på via ytan 207 på ventilkroppen 2 övervinner den magnetiska kraften, vilket leder till att ventilkroppen snabbt förflyttas uppåt. genom kommer ett motsatt oljeflöde att ske, eftersom det härvid skapas öppningar mellan de övre ringformiga kantpartiema 104A, 103A och ventilkroppen 201. Således kommer här-igenom olja i tryckkannnaren 151 fritt att kunna strömma ner genom öppningama 252 i ventilkroppen vidare in genom ringkammaren 154 och sedan via de radiella hålen 153 in i den nedre ringfonniga tryckkammaren 115. Som en följd av det ökade trycket i den nedre ringkammaren 115 (vilket tryck är det samrna som i det övre ringformiga kammaren 116) kommer kolven att ßrflyttas uppåt, eftersom den nedre ringformade ytan 31 har en mycket större yta än den övre ringformade ytan 30. När så returrörelsen skett till önskad position, aktiveras återigen reglermekanismen för att möjliggöra ett nytt slag (eller anpressning), i enlighet med ovan. Om istället anord- ningen används som ställdon, förändras strömförsörjningen till elektromagneten enbart 10 15 20 25 30 35 522 213' så mycket att ventilen stänger (läget enligt Fig.l), varvid kolven 3 stannar i önskad position Det bör nämnas att ventilkroppen 2 hela tiden befinner sig i ett utbalanserat tillstånd, i radiell led, eftersom de radiellt exponerade ytorna hos ventilkroppen i varje vald punkt utsätts för en på motstående sida om ventilkroppen 2 lika stor motriktad radiell krafi.

Detta åstadkommes tack vare de ringforrniga urtagningar som skapats på symmetriskt vis kring ventilkroppen samt de öppningar som finns i ventilkroppen och som möjliggör kommunikation mellan dessa ringformiga utrymmen. Såsom redan nämnts i inledning till beskrivning av Fig. 1 är detta utförande speciellt lämpat för en anordning med lång slaglängd.

Det föredragna utförandet enligt Fig. 4 uppvisar många principiella likheter med utförandet enligt Fig. 1, men är mer ämnat för korta och snabba rörelser. En första viktig skillnad är att man inte konstant trycksätter åt något håll utan använder sig av omväx- lande trycksättning kring kolven för att påverka denna åt ena eller andra hållet. En annan viktig principiell skillnad är att ventilkroppen 201 i detta utförande är magnetisk i sig, varför ingen extra järnring 41 behöver anordnas, utan elektromagneterna 42A, 42B (två stycken) på ömse sidor om ventilkroppen 2 kan användas för att reglera positione- ring av ventilkroppen 2. En ytterligare skillnad är att det finns två stycken utlopp 119A, 1 l9B som leder till tank. Eftersom basprincipen för hur de ingående detaljer interagerar i den redan beskrivna utföringsformen enligt Fig. l och den i Fig. 4 visade utförings- formen är i princip lika, kommer i det följ ande enbart ”ena halvan” av den symmetriskt uppbyggda anordningen att beskrivas. Detta kommer att göras utifrån förflyttning av kolven åt ett håll. Först kommer dock ytterligare skilhiader i förhållande till utförings- formen enligt Fig. 1 att beskrivas. Ventilhus 104, 103 respektive ventilkropp 2 är anordnade med fyra parvis anordnade ringformiga kantorgan av vilka enbart två interagerar åt gången på ett öppnande vis medan övriga två par interagerar på ett stängande vis. I det följande beskrivs enbart det par 103A, 104A respektive 103C, 104C som interagerar (på ett öppnande vis), då kolven 3 gör ett slag i en nedåtrilctriing. I likhet med utförandet enligt Fig. 1 finns i ventilkroppen 2 ett flertal centralt arrangerade öppningar eller hål 252. Dock interagerar inte någon av kanterna i dessa öppningar 252 med någon kant i ventilhuset 1. Denna öppning är således enbart ämnad för tryck- utjämning och för att åstadkomna snabba, korta flödesvägar (se även Fig. 7). Vidare visas att det finns anordnat ett flertal tillopp för hydraulvätska 107. Det framgår även att för att åstadkomma en tryckutjärnning vid detta mittre plan Pl finns anordnat en ring- forrnad urtagning 260 i den inre mantelytan av ventilkroppen 2. På ömse sidor om raden en n n 10 15 20 25 30 35 522 213' av rnittre hål 252 i ventilkroppen 2 finns anordnat på symmetriskt vis i förhållande till mittplanet P1 ett antal radiella häl 261 respektive 262 i ventilkroppen 2 (se även Fig. 6).

Dessa hål skapar kommunikation mellan en yttre 163, respektive 164, ringkamrnare som finns anordnad i den yttre ventilsätesdelen 104 och en inre ringkammare 161 , respektive 160, som finns anordnade i den inre ventilsätesdelen 103. Dessa inre kammare 160, respektive 161, ståri direkt kommunikation med öppningama 124, respektive 153, som leder till respektive tryckkarnmare 1 15, respektive 116. Slutligen visas att ventilkroppen är anordnad med ytterligare en uppsättning radiella hål 263, respektive 264, som är symrnetriskt anordnade med avseende på nänmda plan P1 och som befinner sig i en nedre ringkammare 162 respektive övre ringkamrnare 165. Denna nedre, respektive undre, ringkammare står i direkt kommunikation med ett nedre 1 19A, respektive övre 119B, utlopp som leder till tank (se även Fig. 5).

En anordningen enligt det föredragna utförandet som visas i Fig. 4 fungerar enligt följande. Tryck ligger på via inloppen 107 och trycksätter således den ringformade kammaren 151 som står i kommunikation med det mittre hålet 252 i ventilkroppen 2.

När positionen enligt Fig. 4 är intagen sker ingen ßrflyttning av hydraulkolven åt något håll, eftersom samtliga flödesvägar ut ur ringkammaren 151 respektive 260 är avtätade eftersom kanterna ligger knappt omlott. När så den övre elektromagneten 42 ström- törsörjs kommer magnetfáltet att röra ventilkroppen 2 i en riktning uppåt sett i bild.

Därvid kommer öppningar, längs hela kantlinjerna, att skapas mellan ventilkroppens ringformiga kantpartier 27lA och 271B respektive 272A, 272B, så att olja kan flöda mellan de ringformiga spalter som bildas mellan kantpartierna l04A och 271B respektive l03A och 27lA den mittre ringkammaren 151, respektive 260, upp i de båda övre ringkamrarna 161, respektive 163. kan sedan den trycksatta oljan fritt flöda in till den inre övre annulära karnmaren 116 via de radiella öppningarna 124 och därvid trycksätta kolven nedåt via den övre ytan 30. Samtidigt öppnas nertill motsvarande spalter lO4C och 272A respektive 103C och 272B, varvid olja kan flöda ut fi-ån den nedre annulära tryckkarrunaren 115 via de radiella hålen 153 in genom ring- kamrnaren 160 och antingen direkt ned genom den inre ringforrniga spalten 160 eller genom hålen 261 i ventilkroppen 2 via den andra ringformiga spalten 164 ned i den nedre ringkammaren 162 och ut genom utloppet 1l9A till tank. Således sker momentant en trycksättning utav den övre annulära kammaren 116, samtidigt som en dränering av den nedre armulära kammar 1 15 sker. Som en följd härav kommer kolven 3 att utföra en hastig nedåt rörelse och kolvens ändyta 132 kan därvid genomföra ett kraftfullt slag.

När så slaget utförts kan med hjälp av den nedre magnetanordningen 42A ventil- kroppens 2 rörelse reverseras och en omvänd trycksättning respektive dränering sker så ._ ' =..1=,,¿;,,= s n in 10 15 20 25 30 35 522 213 att kolven istället rör sig uppåt. Det bör noteras att de obrutna interagerande kant- linjerna, exempelvis 104C och 272A medför att en ytterst liten rörelse utav ventil- kroppen 2 leder till en stor öppning, dvs. att en stor ringformig spalt bildas så att stora flöden kan åstadkommas. Det bör också noteras att tack vare anordnandet av ytor 30 (istället för utnyttjande av ändytorna på kolven 3) åstadkommes också en relativt liten volymändring vid förflyttning av kolven i någon riktning, vilket ytterligare förbättrar snabbheten hos anordningen. Det bör dock påpekas att anordningen inte år begränsad till att båda ändytorna på kolven måste utskjuta ur ventilhuset 1. Av snittvyerna framgår vidare att ventilhuset med fördel kan anordnas med rektangulär yttre form.

I Fi g. 8 visas en ytterligare utföringsform av en hydraulanordning enligt uppfinningen.

Eftersom basprincipen är i stora drag den samma som den redan tidigare beskrivits kommer enbart väsentliga skillnader att behandlas nedan. En första viktig skillnad är att ventilkroppen 2 enligt detta utförande inte är helt utbalanserad. Således lämpar sig denna anordningen mindre till att nyttjas som servoventil, om mycket stor noggrannhet önskas, eftersom ventilkroppen kommer att i viss mån kunna klämma mot det rnittre utskjutande partiet av den inre sätespartiet 103, då inloppet 107 för tryckvätskan alltid är trycksatt. Den viktigaste skillnaden är dock reglermekanismen 4 ßr förflyttning av ventilkroppen 2. Enligt detta utförande visas nämligen att en hydraulisk sådan regler- mekanism 4 utnyttjas. Detta sker genom att det på vardera sidan om ventilkroppen 2 på både ovan och undersida finns anordnat ett flertal utskjutande organ 280 respektive 290, som kan trycka ventilkroppen åt ena eller andra hållet. Lårnpli gen är de cirkulära och löper på tätande vis i cirkulära borrningar 122 respektive 125 i ventilhuset 1. Genom att anordna ringkanaler 123 respektive 126 i anslutning till nämnda borrningar 122 respektive 125 kan man med omväxlande trycksättriing av dessa ringkanaler påverka ventilkroppen 2 att förflytta sig åt det ena eller andra hållet. Trycksättningen av ringkanalerna 123 respektive 126 sker lämpligen via tillopp 125 respektive 132 som är anordnade nära anslutningen 107 för det drivande hydraultrycket, för att ha anslut- ningarna i närheten utav varandra. Dock placeras dessa företrädesvis inte i samma plan (figuren visar detta enbart för att tydligare kunna åskådliggöra funktionen). Således finns fiån varje tillopp till reglermekanismen axiella kanaler 127 respektive 130 som via radiella borrningar 12 1A, Bleder till nämnda ringkanaler 123 respektive 126. Därmed noteras att de radiella borrningarna 121A, B måste vara pluggade i ändarna ßr att inte olja skall flöda ut ur ventilhuset 1. I likhet med Fig. 4 visas i Fig. 8 ett utförande där en alternerande trycksättning av den ena av de båda karnrarna sker, samtidigt som den icke trycksatta kammaren dräneras genom att anslutas till tank.

"Pisíïr i 10 15 20 25 30 35 522 213 I Fig. 9 visas ett diagram som tydliggör effekten av en utföringsform som förbättrar regleringsmöjligheten för alla tillämpningar där den omslutande ventilen skall arbeta som servoventil, dvs. för positionering av hydraulkolven. I exemplifierande syfte hänvisas i det följande till Fig. 1, men det inses att principen låter sig användas även på övriga utföringsforrner. Effekten åstadkommes exempelvis genom att låta de kanter 103A, l03B, 104A, 104B som ombesörjer öppnandet av oljeflödet till de annulära ringareoma (exempelvis 154) vara paitiellt fasade så att de öppnande kanterna under den forsta rörelsen från mittläget, t.ex. ca. 0,2 mm, endast omfattar t.ex. 10% av Omkretsen, och att de efter nämnda öppningsrörelse om 0,2 mm tillåter att ventilen öppnar runt hela Omkretsen. På så sätt uppnås en noggrannare reglering vid låga hastigheter (eller stillastående) eftersom små flöden ger ett lugnare reglerförlopp.

Dessutom minskar läckaget längs den långa Omkretsen. Det är viktigt att förändringen av kantpartiema utformas symmetriskt så att balanseringen är god. Det inses att många alternativ till fasning i kantornrådet, symmetriskt placerade fördjupningar, etc.

I Fig. 10 visas en ytterligare utföringsforrn/modifikation enligt uppfinningen, varvid en kopieventilmekanism firms inbyggd i den omslutande ventilhylsan 2. Grundprincipen och uppbyggnaden av denna hydraulanordning är väsentligen den samma som beskrivits ovan, varför många av hänvisningsbeteckningarna som återfinns i Fig. 10 redan finns angivna i samband med tidigare beskrivna figurer. I det följande kommer därför enbart att fokuseras på väsentliga förändringar. Vidare finns enbart en begränsad del av en dylik hydraulanordning visad, i figuren visas t.ex. inte hydraulkolv eller bottenplatta, men det inses att principerna för dessa detaljer liksom övriga nödvändiga kringdetaljer är de samma som tidigare beskrivits. I princip i likhet med vad som beskrivs ovan används en dubbelverkande elektromagnet för att påverka/reglera ventilanordningen, men i detta fallet via en kopierventilstång 41A. Övriga detaljer ingående i kopierventilenmekanismen kommer att beskrivas i mer detalj med hänvisning till Fig. 11. En vertikal kanal 298 finns anordnad genom den rörliga ventilhylsan 2 så att ett lägre tryck motsvarande utloppstrycket till tank (T) råder på ovansidan av spaltutrymmet 128 inuti vilket ventilhylsan 2 rör sig. Av Fig. ll fiamgår att det inuti ventilhylsan 2 finns anordnat ett hylsformigt foder 291, som är fast förankrat inuti ventilhylsan 2. Diametem för det längsgående hålet inuti detta foder 291 är den sarnma (med viss passning) som diametern för kopierventilstången 4lA. I den visade positionen utskjutcr kopierventilstången 41A med sin övre ände 41C ovanför fodrets övre kantparti 29 1A. I utrymmet mellan fodrets övre kantparti 29lA och fodrets undre kantparti 291B är stången 41A anordnad med ett smalare liv 4lB så att tätande kanter fonnas både vid fodrets nedre 291B respektive övre 29lA kantpartier mot kantpartiema vid livets 4lB - . -. . .. . ._ __ _ _ ..... » .. fi ::~_- - .~ ~ . .a . _ ' " -- -- -- 19-1623-- 20 25 30 35 522 2131 ändar. Vid fodrets mitt finns anordnat ett sig radiellt sträckande hål 295 som kommunicerar med ett spaltutrymme 292 som kringlöper fodret 291. Detta utrymme 292 står i sin tur i kommunikation med en ringfonnig kanal 293 via en öppning 294 i ventilhylsan 2. Ventilhylsan 2 strävar att röra sig uppåt p. g.a. att trycket P i den omslutande kammaren verkar på ytan Ai i ventilhylsan 2. Detta tryck, som alltså förmedlas via kanalen 107, när även den nedre kanten av fodret 291 via spaltutrymmet mellan kopierventilstången 41A och ventilhylsan 2. På ovansidan av fodret 291 råder i enlighet med vad som redan beskrivits det lägre tanktrycket T. När kopierventilstången 41A flyttas uppåt kommer hydraulkammare 293 att förbindas med tank T via det övre spaltutrymrnet 128 som via kanalen 298 alltid står under lågt tryck T. När kopierventilstången 41A flyttas nedåt i förhållande till ventilhylsan 2 kommer hydraulkammaren 293 att bli trycksatt P via kanal 107. Detta tryck påverkar ytan Ay i ventilhylsan 2 som är anordnad inuti hydraulkammaren 293. Den yta Ay som är uppåtriktad är större än den nedåtriktade ytan Ai, vilka ytor alltså ger kraftkomposanter åt motsatt håll (F=pxA), företrädesvis är Ay 2x Ai. Trycket inuti kammaren 293 beror således på från vilket håll olja flödar in i kammaren 293. Antingen lågt tryck T via tätningskanten 291A eller högt tryck P, via tätningskanten 29 IB, vilket tryck sedan förmedlas via det inre hålet 295, kanalen 292 och sist genom det yttre hålet 294, vilket får till följd att ventilhylsan 2 kommer att röra sig i samma riktning som ventilstången 41A förflyttats, till dess järnviktslåge uppnåtts genom att ventilkantema 291A, 291B åter ansluter till respektive tätningskantkant vid livet 41B, varvid alltså en kopiering av ventilstångens förflyttníng åstadkommes.

Uppfinningen är inte begränsad till det ovan beskrivna utan kan varieras inom ramarna för de efterföljande patentkraven. Det inses exempelvis att principerna fór funktionen av hydraulanordningen även låter sig åstadkommas med hjälp av en ventilkropp som vrids/roteras i stället för att förflyttas axiellt. Även mellanformer, exempelvis en spiralförflyttning, är tänkbara. Vid en vridrörelse av ventilkroppen förflyttas denna lämpligen på magnetiskt vis, dvs. regleringen av hydraulanordningens funktion sker magnetiskt. Detta kan åstadkommas exempelvis genom att ordna ett visst antal elektromagneter, som är sammankopplade och jämnt fördelade runt ventilhusets omkrets, vilka är snett riktade och som kan dra åt ett håll samt ytterligare en lika stor uppsättning elektromagneter, som också sitter jämnt fördelade och mellan den tidigare uppsättningen och som är riktad åt ett annat håll i kombination med ett lika stort antal permanentmagneter som sitter anordnade vid ventilkroppen. Genom att aktivera den ena uppsättningen dras ventilkroppen i linje med gruppen av dessa elektromagneter.

Aktiveras istället den andra uppsättningen, dras ventilkroppen i linje med denna u. n. n a o. -.'».'.-.... 'Ü ' I nan: o l nun; ~ -- -- -- P-rszflr- - 10 522 213' uppsättning av elektromagneter. Aktiveras båda uppsättningarna samtidigt, hamnar ventilkroppen i ett mellanläge i en position som beror på hur starka fälten från respektive uppsättning Således kan man även med en sådan lösning valfiitt reglera positionen av ventilkroppen och därmed även position respektive arbetssätt hos hydraul- anordningen.

Enligt en aiman modifikation kan man slänga om positionerna av permanentmagnet respektive elektromagnet, och således istället anordna elektromagneten i själva ventilkroppen. Detta kan låta sig göras exempelvis genom att ha en keramisk ventilkropp, inuti vilken en lindning med mycket god ledningsfiinnåga, exempelvis koppar, anordnas.

I ' 2": ' in! 2"! E '

Claims (19)

10 15 20 25 30 35 522 213 14 P1527 PATENTKRAV

1. Hydraulisk anordning omfattande ett ventilhus (1) med en inuti ventilhuset rörligt anordnad ventilkropp (2), en hydraulcylinder med en hydraulkammare (115) med en i hydraulkammaren anordnad hydraulkolv (3) med åtminstone en utåt exponerad ändyta (3 2), samt åtminstone en reglermekanism (4) för reglering av nämnda rörliga ventil- kropp (2), varvid ventilhus (1) omfattar ett flertal sammansatta element (102, 103, 104), och åtminstone två av nämnda element (103, 104) är koaxiellt anordnade i förhållande till varandra på så vis att det bildas ett annulärt utrymme (128) emellan dessa båda element för anordnande av ventilkroppen (2), hydraulkolven (3) är anordnad inuti ventilhuset (1) och ventilkroppen (2) är väsentligen hylsformig och anordnad inuti nämnda annulära utrymme (128) i ventilhuset (1) på ett runtomliggande och koaxiellt vis i förhållande till hydraulkolven (3), och nämnda ventilkropp (2) är anordnad med ett flertal öppningar (250, 251, 252; 206, 202), for att möjliggöra flöde av hydraulvätska i radiell led genom ventilkroppen (2), k ä n n e t e c k n a d av att ventilkroppen (2) är anordnad inuti ventilhuset (1) på så vis att den är väsentligen, företrädesvis helt, utbalanserad med avseende på i radiell led verkande hydrauliska krafter, nämnda ventilkropp i närheten av nämnda öppningar är försedd med kantpartier (272A, 272B) vid både den inre och yttre ytan av ventilkroppen, vilka kantpartier (272A, 272B) interagerar med kantpartier (lO3C, l04C) och kanaler (160, 164), som finns anordnade inuti ventilhuset (1), på så sätt att hydraulvätska tillåts flöda från var och en av nämnda kanaler och förbi och emellan vart och ett av nämnda kantparti när ventilkroppen (2) är positionerad inuti ventilhuset (1) för att tillåta vätskeflöde till eller fiån nämnda hydraulkammare (115), samt att nämnda kantpartier vid en annan position av ventilkroppen (2) interagerar på ett tätande vis, så att hydraulvätska inte kan flöda till eller från nämnda hydraulkammare (115).

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kantparti i ventilkroppen (2) utgör en integrerad del av åtminstone en av nämnda öppningar.

3. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda ventilkropp (2) är väsentligen symmetriskt utformad med avseende på ett genom ventilkroppen centralt anordnat tvärgående plan (Pl).

4. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den maximala nödvändiga förflyttningen av ventilkroppen (2) inuti ventilhuset (1) för att förflytta ventilkroppen 10 15 20 25 30 35 522 213 15 P1527 (2) från helt stängd till helt öppen position är mellan 0,1 och 3 % av hylsans yttre diameter (D), företrädesvis understigande 2 %, och mer föredraget understigande 1 %.

5. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ventilkroppens (2) förflyttning mellan stängd och öppen position åtminstone huvudsakligen sker i axiell led i förhållande till hydraulkolven (3).

6. Anordning enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d av att omställningstiden för ventilkroppen (2) fifån ena ändläget till andra ändläget understiger 10 msek, företrädesvis understiger 5 msek.

7. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att hydraulkolven (3) är anordnad med åtminstone två ringformiga krafiöverförande ytor (30, 31), vilka är motriktade, varvid företrädesvis den ena ringförmiga ytan är större än den andra.

8. Anordning enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d av att hydraulkolven (3) omfattar tre koaxiella integrerade enheter (33, 34, 35) med olika yttre diameter, varvid den mittre delen (34) är anordnad med störst diameter.

9. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone en reglerrnekanism (4) aktiveras på hydrauliskt vis.

10. Anordning enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda reglermekanism (4) omfattar organ (280; 290) anordnade att kunna förflytta ventilkroppen (2), vilka organ är rörliga inuti öppningar (122; 125) i ventilhuset (1), varvid öppningarna (122) väsentligen motsvarar formen hos nämnda organ och att nämnda öppningar (122; 125) kommunicerar med en ringforrnig kanal (l23; 126) ämnad att kunna trycksättas med hjälp av hydraulolj a.

11. Anordning enligt patentkrav10, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda organ (280; 290) har cirkelformad yttre mantelyta och att nämnda öppningar (122; 125) utgörs av cirkulära hål, som utsträcker sig i axiell led.

12. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda reglermekanism aktiveras på magnetiskt vis. 10 15 20 25 30 522 215 16 Piszv

13. Anordning enligt patentkrav 12, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda regler- mekanism (4) omfattar åtminstone en ferromagnetisk del (41) anordnad vid ventil- kroppen samt åtminstone en vid ventilhuset anordnad elektromagnet (42).

14. Anordning enligt patentkrav 13, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda elektromagnet (42) kyls med hjälp av hydraulolj a.

15. Anordning enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda ventilhus (1) är anordnat med tryckanslutning (107) respektive tankanslutning (119) i någon, eller några, av dess sidoväggar.

16. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda anordning ingår i ett slag/anpressningsdon ämnat att utföra snabba slag och att överföra stora krafter, varvid ventilkroppen (2) har en minsta inre diameter mellan 3-500 mm, företrädesvis överstigande 50 mm, och mer föredraget överstigande 80 mm.

17. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone någon av nämnda kantpartier är utformad med symmetriskt anordnade urtagningar, som vid en liten fórflyttning av ventilkroppen (2) från dess stängande läge tillåter ett mindre flöde att uppstå i radiell led genom ventilkroppen (2).

18. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att längden av kantpartiema och därmed den totala öppningsarean kan varieras genom att ventilkroppens läge i vrid- ningsled varieras.

19. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ventilkroppen (2) positioneras av hydraultryck som verkar på ringformiga ytor (Ai, Ay), där det hydrauliska fluidet till åtminstone en av nämnda ytor styrs av en i ventilkroppen (2) inrättad ventilslid (4lA), arbetande enligt känd kopieringsventilprincip, så att den omslutande ventilkroppen slaviskt följer den nämnda ventilsliden (4lA), som i sin tur positioneras av en dubbelverkande elektromagnet.