SE447412B - Hydraulisk omvandlare med en hydraulmotor pa en primersida och en hydraulpump pa en sekundersida - Google Patents

Description

DJ 447 412 genom användning av slidstyrventiler eller avstängningsventil- system, och mera sällan också genom omställning av pumpens sepa- rata manöveranordning.

Båda systemen har samma nackdel, att om en pump skall hållas i drift, är samtidig parallelldrift av flera av varandra oavhängiga styrelement möjliga endast med hjälp av ytterligare, detta drift- sätt tillåtande specialelement liksom genom användning av ström- ningsavvisare, strömningsstabilisatorer e.d. Av detta skäl blir detta system för omständligt och mycket dyrbart.

Lélf' Genom.föreliggande uppfinning elimineras det tidigare kända_sys- temets nackdelar och en hydraulisk omvandlare åstadkommas, vid vilken väg- och mängdstyrning förverkligas med hjälp av enkla tek- niska medel och vars styranordning från fall till fall också möj- liggör integrering av tryckbegränsnings- och strömningsavvisarfunk- tioner.

En hydraulisk omvandlare av det slag, som angives i ingressen i bifogade huvudkrav, kännetecknas enligt föreliggande uppfinning av de i kravets kännetecknande del angivna säregenskaperna.

Mängdstyrning genomföres enligt uppfinningen genom förändring av volymkarakteristika. Därigenom kan tidigare öppna kretslopp eller delkretslopp ombildas till slutna kretslopp, varigenom systemets energiförlust reduceras till ett minimumvärde. Under drift före- ligger proportionalitet mellan arbetsvolymernas ändringar och änd- ringarna av de transporterade oljemängderna.

De som motor eller pump använda hydraulmaskinerna enligt uppfinning- en arbetar företrädesvis enligt deplaceringsprincipen. Med manö- verdonetyåšt deplacerande elementet i nolläget är vätsketranspor- ten lika med noll. Om manöverdonet förskjutes förbi nolläget till negativt läge, så uppstår vätsketransport i motsatt riktning¿ och därvid ändras den transporterade mängden proportionellt mot manö- verdonets omställning. Härigenom uppkommer riktningsomkastning och önskad hastighet inställes proportionellt mot omställningen av manöverdonet.

Det är också möjligt, att kombinera de olika utföringsformerna enligt kraven 1-H med varandra, t.ex. genom att en som vingmaskin 3 447 412 utbildad hydraulmotor hopkopplas med en som axialkolvmaskinfutbil- dad hydraulpump 1 motsvarighet till uppfinningens princip.

Den enligt uppfinningen utbildade hydraulomvandlaren är väsentligt fördelaktigare än tidigare kända konstruktioner, emedan båda in- ställningsmöjligheterna, dvs. inställningsmöjligheten för hydraul- motorn på primärsidan och den för hydraulpumpen på sekundärsidan möjliggör väsentligt större regleringsområde och samtidigt bort- faller de påtagliga energiförluster, som är förbundna t.ex. med en strypning.

Genom användning av uppfinningen föreligger möjlighet att använda en centralpump utan strömningsfördelarventil även i sådana fall, vid vilka samtidigt flera av varandra oavhängiga arbetsorgan skall manövreras och separat regleras. Om flera hydrauliska omvandlare kopplas i rad på primärsidan, kan härigenom från varandra skilda delkretslopp realíseras.

För hastighetsreglering vid slutna kretslopp är användning av hydraulisk omvandlare ekonomiskt gynnsammare än användning av reg- lerbara motorer eller pumpar. Den hydrauliska omvandlaren utbildas med en pump med fast volym och med en motor. Vid den enligt före- liggande uppfinning utbildade hydrauliska omvandlaren är föränd- ringen eller inställningen av arbetsrummets geometri genomförbar mekaniskt, elektriskt, hydrauliskt, pneumatiskt eller genom hand- manövrering. _ Med hänvisning till bifogade ritning beskrivs nedan som exempel olika utföringsformer av den hydrauliska omvandlaren enligt uppfin- ningen. På ritningen visar fig. 1 en sådan utföringsform av hyd- raulomvandlaren enligt uppfinningen med hydraulmaskiner utbildade som vingmaskiner, fig. 2 en annan utföringsform enligt uppfinningen med hydraulmaskiner utbildade som axialkolvmaskiner, fig. 3 en ut- föringsform enligt uppfinningen vid vilken hydraulmaskinernatär ut- bildade som radialkolvmaskiner, fig. Ü ännu en utföringsform enligt uppfinningen, vid vilken både hydraulmotorn och hydraulpumpen är utbildade som hydrauliska vingmaskiner med i varandra anordnade ro- torer, och fig. 5 ett snitt längs linje A-A i fig. 4.

Vid den i fig. 1 visade'utföringsformen av hydraulomvandlaren en- ligt uppfinningen är hydraulmotorn 1 på primärsidan och hydraul- 447 412 u pumpen 2:på sekundärsidan likartat utbildade som víngmaskinêr med rotorer 3 resp. 6, vingar 8 som är radiellt förskjutbara i roto- rerna samt statorringar Ä resp. 5, som samverkar med vingarna för förskjutning av dessa och år anordnade excentriskt i förhållande till motsvarande rotor 3 resp. 6. Hydraulmotorn 1 och hydraulpum- pen 2 eller deras rotorer 3 resp. 6 är hopkopplade med varandra via en gemensam axel 7. Vid denna utföringsform omställes hydraul- motorns 1 och hydraulpumpens 2 volymkarakteristíka genom radiell omställning av statorringarna H, 5 i förhållande till deras motsva- irande rotorer 3 resp. 6, alltså genom omställning av excentricite- ten. För ändamålet lämpliga omställningsorgan är tidigare kända, varigenom deras konstruktion ej beröres närmare nedan. Hydraul- motorn 1 drivs via en centralpump_(ej visad).

Hydraulpumpens 2 rotor 6 drivs via axeln 7 av hydraulmotorns 1 ro- tor 3. Manöverdonet eller manöveranordningen (ej visad), som är inkopplat i det hydrauliska kretsloppet, drivs av hydraulpumpen 2.

Vid utföringsformen enligt fig. 2 är såväl hydraulmotorn 1 som hydraulpumpen 2 utbildade som hydrauliska axialkolvmaskiner med snedskivor 28, axialkolvar 23 och en gemensam axel 25, som hopkopp- lar deras rotorer 2U. Ändring av resp. maskiners arbetsvolymer ut- föres på båda sidor genom vinkelomställning av motsvarande sned- skiva 28 med hjälp av inställningsorganet 29, som drivs av tillhö- rande styrenhet 22. Beroende på vilket inställningsorgan 29 som manövreras, ändrar sig tillhörande snedskivas 28 vinkelinställning och därigenom ändrar sig den geometriska arbetsvolymen på den hydrau- liska omvandlarens primärsida och/eller sekundärsida.

Prímärsidan är vid denna utföringsform utbildad som energiomvand- lare med liktydig strömningsriktning. Uner verkan från hydraulväts- kans liktydiga genomströmning försätts hydraulmotorns 1 rotor 23 i rotation medelst dess kolvar 23, så att sekundärsidan, alltså pump- rotorn, drivs via den gemensamma axeln 2§. Härigenom transporteras en bestämd vätskemängd med ett bestämt tryck från sekundärsidan och genom fördelningsenheten 26, som är anordnad centralt mellan hydraul- maskinerna. Den pumpade vätskans tryck och volym är proportionell mot kvoten mellan primärsidans och sekundärsidans geometriska ar- betsvolymer. då Energiomvandlaren på sekundärsidan är omkastbart utbildad, så att l-'w/ \ xmöålighêt föreligger att steglöst förändra p 447 41\2\g omängd hydraul+_\ \' alvärganaf\ vätska i~bàda transportriktningarna mellan noll och Vid den i fig. 3 illustrerade utfdringsformen av nydraulomvandla- ~=+ _:f ren är såväl hydraulmoforn 1 på primärsidan som hydraulpumpen 2 på i ß hobkopplade via en gemensam axel 3ß och mellan vilka en central I fördelningsenbet 39 är insatt. Vid den visade utföringsfgrmen'är radialkolvarna 36 utbildade som kulor, medan c linèrärnå, vari KU- lorna är förskjutbara¿ är uthildade«som/radialíorrningar i roto- ¿è_Eš§na»35:"som-sitter~p&~den\gemensamma axeln 3ü. Kolvarna är emel- lertid såsom brukligt också utförhara7som\ëylinderkolvar_e_d. Kol- varna 36 stöder mot de ríngformade statorringarna 37, som är om- ställbara relativt tillhörande rotor 35 för ändring av motsvarande enhets excentricítet i förhållande till axeln 3U, varvid omställ- ningen sker med de schematiskt visade inställningsorganen 32. Varje inställningsorgan 32 är förbundet med en styrenhet 31. Den hydrau- I liska omvandlaren är i båda ändar tillsluten genom ett lock 33, i vilka axeln 3U är roterbart lagrad och vilka är sammanslutna med husringar 38, som omger hydraulmaskinernas statorringar 37, och med en fördelningsenhet 59, som är gemensam för båda hydraulmaskinerna och som är anordnad axiellt mellan dessa, till en kompakt gyggen- het.

Funktionen för denna utföringsform är fullständigt identisk med utföríngsformen med axialkolvmaskinerna. Avvikelsen består i, att vid utföringsformen enligt fig. 3 ändras genom inställningsorganets 32 alternativa rörelse excentriciteten mellan tillhörande rotor 35 och dess statorring 37, medan enligt fig. 2 snedskivans 28 ställ- ning omställes.

Av fig. H och 5 framgår en hydraulisk omvandlare, vid vilken hydraulmotorn 1 liksom hydraulpumpen 2 är utbildade som vingmaski- ner, som är insatta radiellt i varandra. Hydraulmotorn 1_pä pri- märsidan uppvisar en ringformad rotor 47 med radiellt inåt riktade vingar 50, som samverkar med den radiella utsidan på en statorring H8, som är insatt i den ringformade rotorn #7, vilken statorring 48 samtidigt tjänar som hydraulpumpens 2 utvändigt belägna stator, varvid hydraulpumpens 2 rotor H9, som är anordnad inuti stator- ringen ÄB, är utbildad med radiellt utåt riktade vingar 51. Hydraul- motorns 1 rotor H7 och hydraulpumpens rotor H9 är fast förbundna 447 412 6 g i / \ - ;__,__»- med vapggdra medelst deg gemensamma ändskivan 43; Beroende*pä // excegtíïëísetÉB,n6šÉštatorringen H8, som är gemensam för motorneafz ..í”6eh*§ímšenñš, erhålles på primärsidan ett bestämt vätskegënom- *_/liïšlglöaeíššr drift av motorns 1 rotor Ä? via rotorvingarna Sh eller _4på sekundärsidan en bestämd av pumpens 2 vingar-51\pumgad mängd vätska. '”_T*r-a U . . . . . . ~«~”'”'/ø/-/ Vid dennaautíoringsform är statorringens M8 excentr1c1tet-I“for- hållande tíllšäëçkencentriska rotorerna H7, H9 omställbara med hjälp av inStällníngsorgaïë\aomfivâxoçh Styrs av den gemen- samma styrenheten H1. Vid denna utföringsform;J;=g. . = ~ ligt att samtidigt-ändra_båda-hydräüïñäškinšrnas geometriska ar- x isf* ““v betsvolymer på primärsidan och sekundärsidan. Genom att de geomet- riska arbetsvolymerna på primärsidan och på sekundärsidan ändras samtidigt, bortfaller möjlighet till ändring av rotationsriktningen.

Uppfinningen inskränker sig ej till de visade och beskrivna utfö- ringsformerna. I förekommande fall är primärsidan utförbar med avvikelse från sekundärsidan. Särskilt bildar följande utförings- form en i vissa fall gynnsam lösning: hydraulmotorn utbildas som axialkolvmaskin med konstant arbetsvolym, medan hydraulpumpen ut- bildas som vingmaskin med föränderlig arbetsvolym. Naturligtvis är också andra kombinationer av olika typer av tidigare kända hydraulmaskiner användbara.

Den enligt uppfinningen utbildade hydrauliska omvandlaren är med fördel användbar vid nu använda hydrauliska anläggningar.

I!

Claims (5)

447 412 Patggtkrav

1. Hydraulisk omvandlare med en hydraulmotor (1) på en primär- sida och en hydrau1pump_(2) på en sekundärsida. k ä n n e - t e c k n a d av att hydraulmotorns (1) drivände och hydraul- pumpens (2) drivna ände är ovridbart hopkopplade“med varandra (axeln 7. 25. 34. kopplingsskivan 54). och att hydraulmotorn (1) och/eller hydraulpumpen (2) är utformad som hydraulmaskïñ med omställbar arbetsvolym för valfri tryckhöjning eller tryckminskning från primärsidan till sekundärsidan.

2. Hydraulisk omvandlare enligt krav 1. k ä n n e.t e c k - n a d av att åtminstone en av de hydrulmaskiner. som bildas av hydraulmotorn (1) och hydraulpumpen (2) är utbildad som vingmaskin. vars med rotorns (3, 6) vingar (8) samverkande statorring (5) är radiellt omställbar 1 förhållande till rotorn (fíg. 1).

3. '3. Hydraulisk omvandlare enligt krav 1. k ä n n e t e c k - n a d av att åtminstone en av hydraulmaskinerna. som bildas av hydraulmotorn (1) och hydraulpumpen (2). är utbildad som- axialkolvmaskin med omställbar snedskiva (28) (fig. 2).

4. Hydraulisk omvandlare enligt krav 1. k ä n n e t e c k - n a d av att åtminstone en av hydraulmaskinerna. som bildas av hydraulmotorn (1) och hydraulpumpen (2) är utbildad som radialkolvmaskin. vars med rotorns (35) kolvar (36) samverkan- de statorring (37) är excentriskt omställbar relativt rotorn.

5. Hydraulisk omvandlare enligt krav 2. k ä n n e t e c k - n a d av att hydraulmotorn (1) och hydraulpumpen (2) är ut- bildade som vingmaskiner, varvid hydraulnotorn (1) uppvisar en rotor (47) med invändiga vingar och en invändigt i rotorn in- satt statorring (48). som samtidigt bildar utvändigt anordnad statorring för hydraulpumpens (2) rotor (49) med utvändiga vingar och är omställbar relativt hydraullotorns och hydraul- e 447 412 = pumpens koncentrískt. anordnade rotorer (47. 49). som är för- bundna med varandra via en kopplingsskíva (43) (fig. 4 och S). L: