SE534209C2 - Hydraulpumpaggregat - Google Patents

Description

534 209 En viktig aspekt av föreliggande uppfinning är integrationen av centrifugalhävarmen och överströmningsventilen med kolvtrumman.

I en praktisk utföringsform är ett antal centrifrrgalhävarniar - företrädesvis tre hävarmar - jämnt fördelade nmt kolvtrurnman, varvid varje hävarm är försedd med en kula för ingrepp med bonningen i kolvtrumman under inverkan av centrifiigalldafien.

Fj äderorgan är företrädesvis anordnade för att föra centrifligalhävarmarna i riktningen motsatt centrifrigallcrafoen. I praktiken kan en fiäderring vara anordnad runt kolvtrumman och centrifugalhävarmama Kulan kan företrädesvis vara ansluten till sin centrifiigalhävarm med hjälp av en fjäderklärrrma, så att vissa lägesjusteringar för kulan i förhållande till borrningen möjliggörs.

Det kan finnas organ för att kalibrera aggregatet då och då. under operation genom användning av funktionen I=f(U), eftersom en tryckkrrrva i en l/U-grafvísar två distinkta kalibreringspunkter eller armbågar.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka ñg 1-5 visar Översikter av olika drivsystem för fordon med slirkopplingar, fig 6 är ett hydraulschema av ett hydraulaktuatorsystem, i vilket ett hydraulpumpaggregat enligt uppfinningen är inkluderat.

Fig 7 är en sidovy, delvis i sektion, av ett hydraulpumpaggregat enligt uppfinningen, fig 8 är en tvärsektionsvy i större skala längs linjen A-A i fig 7, fig 9 är en isometrisk vy i ännu större skala av detaljdelar av det i fig 7 och 8 visade aggregatet, samt fig 10 är en l/U-graf för en elektrisk motor i aggregatet.

Detaljerad beskrivning Fem allmänna exempel på olika drivsystem för fordon, normalt bilar, visas i fig 1-5. I alla exemplen drivs fordonet med hjälp av en motor 1 och en transmission 2.

Fordonet i alla exemplen har en främre axel 3, en bakre axel 5, en eller flera diiïerentialer l och en eller flera slirkopplingar 7 (limited slip couplings). En slirkoppling kan användas som ett organ för fördelning av moment mellan de främre och bakre axlarna hos ett allhjulsdrivet fordon och/eller fördelning av moment mellan vänstra och högra hjul hos ett två- eller fyrhjulsdrivet fordon. 20 25 30 534 209 Slirkopplingen 7 innefattar, såsom schematiskt illustreras i fig 6, en skivpacke 15, som alctueras med hjälp av en kolv 13 i en cylinder 14. Då kolven 13 aktueras med hjälp av hydraultryck, kommer skivorna hos skivpacken 15 att komma i kontakt med varandra och etablera drivkontakt mellan de två axlar till vilka de är anslutna.

Fig 1 visar ett exempel pá en vanlig fyrhjulsdrivning, och exemplet enligt ñg 2 har den tillagda möjligheten att fördela moment mellan bakhjulen. Fig 3 illustrerar en bakhjulsdrivning med möjligheten att även driva framhjulen. I fig 4 illustreras ett exempel på ett fordon med en central differential. Fig 5 slutligen illustrerar ett exempel på en frarnhjiilsdrivriing med en fördelning av moment mellan frarnhjulen. En fackman på. området förstår att det finns ytterligare exempel på drivsystem, där föreliggande uppfinning, inriktad mot regleringen av slirkopplingen 7, kan utnyttjas.

I exemplet enligt ñg 1 är en mellanaxel 4 ansluten mellan den frätnre axeln 3 och den bakre axeln 5. En slirkoppling 7 är placerad mellan mellanaxeln 4 och en differential 6 hos den bakre axeln 5. Exemplet enligt fig 2 skiljer sig från exemplet enligt fig 1 blott i att en ytterligare slirkoppling 7 är placerad på den bakre axeln 5.

I exemplet enligt fig 3 är en slirkoppling 7 placerad mellan transmissionen 2 på motorn 1 och en mellanaxel 8, vars andra ände är ansluten till en differential 6 hos den bakre axeln 5. En transmission 9 är placerad mellan slirkopplingen 7 och en ytterligare mellanaxel 10, vars andra ände är ansluten till en differential 6 hos den fiärnre axeln 3.

I exemplet enligt fig 4 är transmissionen 2 på motom 1 ansluten till en differential 6, som är ansluten till en första mellanaxel 11 och en andra mellanaxel 12.

En slirkoppling 7 ansluter diiferentialen 6 till den andra mellanaxeln 12. Den andra änden av den första mellanaxeln ll är ansluten till en differential 6 hos den bakre axeln 5. Den ena änden hos den andra mellanaxeln 12 är ansluten till en differential hos den främre axeln 3.

I exemplet enligt fig 5 är en differential 6 ansluten till den främre axeln 3.

Differentialen 6 är ansluten till två axelhalvor som bildar den främre axeln 3. En slirkoppling 7 är anordnad att ansluta differentialen 6 med en av axelhalvonia hos den främre axeln 3. I detta exempel är den bakre axeln 5 inte driven.

Fig 6 är ett hydraulscherna över ett hydraulalctuatorsysterri, i vilket ett hydraulpumpaggregat enligt uppfinningen är inkluderat.

Systemet innefattar en ehnotor 16, som driver en pump 17 via en drivaxel 18, vilken även driver en centrifiigalregulator 19. Läget hos centrifitgalregtilatom 19 styr positionen hos och flödet genom en trycköverströmningsventil 20. 10 20 25 30 35 534 209 Hydraulolja för hydraulaktuatorsystemet finns i en reservoar 21. Det sugs in i pumpen 17 genom en hydraulledning 22 och levereras därifiån mot cylindern 14 genom en hydraulledning 23. Beroende på läget hos centrifiigalregiilatom 19 och sålunda trycköverströmningsventilen 20 avleds en del av och ibland hela hydraulflödet genom en hydraulledning 24, genom överströmningsventilen 20 och tillbaka till reservoaren 21.

Resultatet är att det till cylindern 14 matade hydraultrycket styrs av centrifiigalregulatom 19.

En avlastningsventil 25 år ansluten till cylindem 14 med hjälp av en hydraulledning 26. Avlastningsventilen 25 har ändamålet att avleda hydraulolj a från cylindern 14 till reservoaren 21, då dess tryck överskrider en viss nivå, exempelvis 40 bar.

F ig 7 är en översiktlig sidovy av ett hydraulpumpaggregat enligt uppfinningen med vissa viktiga partier visade i sektion. Det innefattar allmänt elmotom 16 och en pump- och ventilenhet 26, som skall beskrivas närmare nedan. Det kan emellertid redan här nämnas att denna enhet 26 innehåller pumpen 17, centrifugalregulatorn 19 och trycköverströmnirrgsventilen 20, beskrivna under hänvisning till fig 6.

Hydraulpumpaggregatet kan vara monterat i ett lock till en hydraulreservoar (21 i fig 6) med sin pump- och ventilenhet 26 delvis stråckande sig ned i hydrauloljan.

Elmotorn 16 kan företrädesvis vara en likströmsborstrnotor. Genom förekomsten av trycköverströmriingsventilen 20, som skapar en överströmning av överflödig olja tillbaka till reservoaren, kan motorn 16 gå konstant, så att dess borstar inte bränner. Motorn 16 kommer hårigenom att ha en mycket kort reaktionstid att bygga upp trycket i systemet när så lcrävs, eftersom den redan går, och sålunda kommer mindre energi att krävas för att accelerera roterande delar.

Elmotoms 16 drivaxel 18 sträcker sig med sin ände in i en kolvtrumma 30 hos en axialkolvpump. Kolvtrumman 30 år roterbart anordnad i ett pumphus 31. Drivaxeln 18 är drivtörbunden med kolvtrumman med hjälp av ett drivorgan, som kan tillåta vissa relativrörelser.

Kolvtrumman 30 vilar mot ett pumplock 33, fäst vid pumphuset 31.

En lutande vippskiva 34 (i form av ett axialkullager) är anordnad i pumphuset 31. Axialkolvar 35 (i den visade utfliringsforrnen sex kolvar) är axiellt rörligt anordnade i motsvarande axiella borrningar eller cylindrar i kolvtrumman 30 och törs i ingrepp med vippskivan 34 med hjälp av individuella tryckfiädrar 36. Vid kolvtrummans 30 rotation med hjälp av drivaxeln 18 kommer axialkolvania 35 att ges en pumpande rörelse fram och åter i kolvtrumman 30 av vippskivan 34. 10 20 25 30 35 534 209 Cenuifugalregulatom 19 med trycköverströmningsventilen 20, visad i fig 6, är integrerat ansluten till kolvtrumman 30. Hänvisning görs nu huvudsakligen till fig 8, där det visas att en viktig del av regulatorn 19 är minst en och i föreliggande utföringsform tre centrifiigalhävarmar 40. Varje sådan hävarm 40 är relativt nära en första av sina ändar svängbart fäst vid kolvtrumman 30 med hjälp av en hävarmstapp 41. Vid rotation av kolvtrumman 30 kommer den andra änden hos varje hävarm 40 att föras ut fiån kolvtrumman 30 av centrifirgalkrafien. Denna tendens motverkas av ett fiäderorgan i form av en ringfi äder 42, lagd nmt fiädertappar 43 på hävarmarna 40.

Vid närrmda första ände är varje hävarm 40 försedd med en ventildel i form av en kula 44 för samverkan med den öppna änden hos en radiell borrning 45 i kolvtrumman 30. Kulan 44 är ansluten till havarmsänden med hjälp av en fiäderklämma 46, som visas i fig 9 och kommer att tillåta kulan 44 att passa tätande i bonningsänden eller borrningens mynning med vissa lägesjusteringar.

I fig 8 visas hävarmama 40 utsvängda under inverkan av en centriftlgalkralt, och kuloma 44 stänger till de radiella borrningama 45.

I ett normalt arbetsläge med motom 16 gående med konstant hastighet kommer kuloma 44 att uppnå ett stabilt halvöppet läge i förhållande till borrningarna 45.

Hydrauloljan transporteras i pump- och ventilenheten 26 på följande sätt: oljan sugs in fiån reservoaren 21 genom en axiell inloppsborrning 50 i pumplocket 33. Inloppsborrningen 50 mynnari en omkretsgående, grund slits i den pumplocksyta som vetter mot pumptrumman 30, så att olja kan komma in i varje cylinder innehållande en kolv 35 i pumptrumman 30 under den senares rotation.

Olja trycksatt av kolvama 35 matas sedan genom en arman omkretsgående, grund slits i nämnda pumplocksyta diametralt motsatt den första slitsen mynnande i en radiell borrning 51 i pumplocket 33 och vidare i en utloppskanal 52 i pumphuset 31, vilken utloppskanal är i kontakt med den hydraulledning 23 som leder till cylinder 14 (fig 6).

Radialbonningen 51 är även i kontakt med en central blindborrning 53, fiån vilken de radíella borr-ningarna 45 sträcker sig utåt mot kuloma 44. Slutligen finns det från ett omkretsgående utrymme 54 i pumphuset 31 omgivande kolvtrumman 30 och centrifugalregulatorns 19 hävarmar 40 en axiell borrning 55 i pumplocket 51 för återföring av överskottsolja från trycköversuömningsventilen 20 bildad av de fiäderbelastade kuloma 44.

Såsom redan nämnts, går likströmsmotom 16 alltid, då fordonet är i drifi.

Under normala drifisförhållanden, då det inte finns något behov av att ha slirkopplingen 10 20 25 30 35 534 209 7 i ingrepp, går motom med en rotationshastighet under den vid vilken trycköverströmningsventilen 20 stänger. När det finns ett behov av att få kopplingen 7 i ingrepp, d v s för att aktuera kolven 13, matas en hög ström/spänning till likströmsmotorn 16. Hastigheten hos drivaxeln 18 kommer att gå upp, varigenom överströmrringsventilen 20 kommer att stängas av centrifirgalregrrlatorn 19, d v s hävarmarna 40 kommer att svänga ut och pressa kuloma 44 tätande mot ändarna hos radialborrningarna 45. Omvänt, om rotationshastigheten hos motordrivaxeln 18 sänks, kommer centrifixgalldaften på hävarmarna 40 att minska, så att ringfiädern 42 kan återföra håvarmarna 40 mot pumptrumman 30, så att kuloma 44 lyfts och öppnar de radiella borrningarna 45.

Funktionen hos avlastningsventilen 25 år att styra det maximala trycket i systemet, att möjliggöra en kalibrering av systemet vid vilken tidpunkt som helst och att bli kvitt luft i systemet i samband med monteringen och även i samband med fordonsmotorns start.

Fig 10 är en graf som visar förhållandet mellan strömmen I och spänningen U för motom 16 vid uppbyggnaden av hydraultryck P fi-ån hydraulpumpaggregatet.

Trycknivån styrs i princip av strömmen I. I ett visst temperaturintervall är strömmen i princip proportionell mot trycket. Varje tillverkat hydraulpumpaggregat har en individuell konstant mellan tryck och ström, och det är därför normalt att göra en kalibrering av varje pumpaggregat vid slutet av frarnställningsprocessen.

Denna konstant undergår emellertid normalt ändringar, exempelvis på grund av tillj amning av ytor hos olika delar vid drift av purnpaggregatet, och det kan därför vara fördelaktigt att åstadkomma organ för att förnya kalibreringen med mellanrum, exempelvis varje gång motom hos fordonet startas med hjälp av starmyckeln.

Två referenspunkter eller armbågar kan identifieras och användas för denna kalibrering: En första punkt 56, då håvarmarna 40 övervinner kraften hos ringij ädern 42 och stänger ventilerna, bildade av kuloma 44 i ingrepp med de radiella borrningarna 45.

Trycket stiger över ett grundtryck beroende på hydrauliska förluster i ledningar även vid öppna ventiler.

En andra punkt 57, då den mekaniska avlastningsventilen 25 öppnar, så att trycket inte kan ökas ytterligare med hjälp av pumpaggregatet. l båda fallen utnyttjas förhållandet mellan spänning U och ström I. Genom användning av funktionen I=f(U), kan två armbågar eller kalibreringspunkter identifieras och användas. 534 209 Modifikationer är möjliga inom ramen fiir de bifogade patentkraven.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35

1. 534 209 PATENTKRAV Hydraulpumpaggregat i ett system tör fördelning av moment mellan främre och bakre axlar hos ett allhjulsdrivet fordon och/eller mellan vänstra och högra hjul hos ett två- eller fyrhjulsdrivet fordon, vilket system innehåller minst en slirkoppling (7) med en skivpacke (15) och en därpå verkande kolv (13), vilken påverkas av hydraulpumpaggregatet, varvid hydraulpumpaggregatet innefattar en elmotor (16), en därav driven hydraulpump (17) och en också därav driven centrifugalregulator (19), vilken reglerar en trycköverströmningsventil (20) ansluten till hydraulpumpens (17) oljeutlopp, känneteeknat av att hydraulpumpaggregatet innefattar en axialkolvpump med en kolvtrumma (30), som är roterbar i ett pumphus (31) och innehåller ett antal axialkolvar (35), vilka kan röra sig fram och tillbaka, minst en centriftigalhävarm (40), som är svängbart fäst vid kolvtrumman (30), och en ventildel (44), som är ansluten till centrifugalhävarmen (40) och är anordnad för samarbete med mynningen hos en oljeutloppsborrning (45) i kolvtrumman (30) för att bilda trycköverströmrxingsventilen (20). Aggregat enligt krav l, varvid ett antal centrifi1galhävarmar(40) - företrädesvis tre hävannar - är jänmt fördelade runt kolvtrumman (30), varvid varje hävarm är försedd med en kula (44) för ingrepp med borrningen (45) i kolvtrumman under inverkan av centrifiigalkrafien. Aggregat enligt krav 2, varvid fjäderorgan (42) är anordnade för att föra centrifugalhävarmarna (40) i riktningen motsatt centrífugalkraften. Aggregat enligt krav 3, varvid en ringfjäder (42) är anordnad runt kolvtrumman (30) och centrifugalhävarmarna (40). Aggregat enligt krav 2, varvid kulan (44) är ansluten till sin centrifilgalhävarm (40) med hjälp av en fjäderklännna (46), som tillåter vissa lägesjusteringar för kulan (44) i förhållande till borr-ningen (45). Aggregat enligt något av de föregående kraven, varvid det finns organ för att kalibrera aggregatet då och då under driñ genom utnyttjande av fimktionen I=f(U), eftersom en tryckkurva (P) i en l/U-graf visar två 534 209 distinkta kalibreringspunkter eller armbågar (56, 57), varvid I betecknar ström och U spänning.