NL2005504C2 - Hydraulische inrichting met een spiegelplaat. - Google Patents

Description

Hydraulische inrichting met een spiegelplaat

De uitvinding betreft een inrichting overeenkomstig de aanhef van conclusie 1. Dergelijke inrichtingen zijn bekend als pomp of hydraulische motor waarbij het roteren van de 5 spiegelplaat wordt gebruikt om het slagvolume in te stellen, of als hydraulische transformator waarbij het roteren van de spiegelplaat wordt gebruikt voor het instellen van de hydraulische transformator.

Het nadeel van de bekende inrichtingen is dat de spie-10 gelplaat over een grote hoek worden geroteerd, waardoor de aansluiting van de spiegelplaatpoorten op de behuizing problemen oplevert. Ook treedt bij het roteren van de spiegelplaat veel wrijving op waardoor de aandrijving van de spiegelplaat krachtig moet zijn en waardoor nauwkeurig instel-15 len moeilijk is.

Ten einde dit nadeel te vermijden is de hydraulische inrichting overeenkomstig conclusie 1. Hierdoor is verstellen van de spiegelplaat op eenvoudige wijze mogelijk.

In overeenstemming met een uitvoeringsvorm is de hy-20 draulische inrichting overeenkomstig conclusie 2. Hierdoor blijft de relatieve beweging tussen de zuigers en cilinders en de spiegelplaat onveranderd bij het verstellen van de spiegelplaat.

In overeenstemming met een uitvoeringsvorm is de hy-25 draulische inrichting overeenkomstig conclusie 3. Hierdoor kan de spiegelplaat op eenvoudige wijze versteld worden waarbij de spiegelplaatpoort slechts een kleine verplaatsing heeft ten opzichte van de poorten in de behuizing.

In overeenstemming met een uitvoeringsvorm is de hy-30 draulische inrichting overeenkomstig conclusie 4. Hierdoor is er weinig kracht nodig om de spiegelplaat te verstellen.

2

In overeenstemming met een uitvoeringsvorm is de hydraulische inrichting overeenkomstig conclusie 5. Hierdoor is de slaghoek op eenvoudige wijze te begrenzen.

In overeenstemming met een uitvoeringsvorm is de hy-5 draulische inrichting overeenkomstig conclusie 6. Hierdoor wordt de rotatie van de spiegelplaat om de spiegelplaat-hartlijn op eenvoudige wijze begrensd.

In overeenstemming met een uitvoeringsvorm is de hydraulische inrichting overeenkomstig conclusie 7. Hierdoor 10 verminderd de wrijving in het bollager.

In overeenstemming met een uitvoeringsvorm is de hydraulische inrichting overeenkomstig conclusie 8. Hierdoor

In overeenstemming met een uitvoeringsvorm is de hydraulische inrichting overeenkomstig conclusie 9. Hierdoor 15 De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden met behulp van een tekening. De tekening heeft een aantal figuren waarin overeenkomstige onderdelen in de verschillende figuren dezelfde verwij-zingscijfers hebben.

20 Figuur 1 en 2 tonen onderdelen van een bekende hydraulische inrichting,

Figuur 3 toont een wijze van verstellen van een hydraulische inrichting overeenkomstig de uitvinding,

Figuur 4 toont een eerste uitvoeringsvorm van de in figuur 25 3 besproken wijze van verstellen,

Figuur 5 toont een tweede uitvoeringsvorm van de in figuur 3 besproken wijze van verstellen,

Figuur 6 toont een perspectivisch aanzicht van de spiegelplaat van figuur 5, 30 Figuur 7 toont schematisch de krachten op de spiegelplaat van figuur 5, en

Figuur 8 toont een opstelling van compensatiecilinders in combinatie met de spiegelplaat van figuur 5.

3

De in de figuren 1 en 2 getoonde onderdelen zijn de in een huis gemonteerde delen van een hydraulische transformator. Een dergelijke hydraulische transformator is bijvoorbeeld beschreven in de gepubliceerde aanvragen WO 9731185 5 en WO 9940318, waarvan de inhoud wordt geacht bekend te zijn. In het huis zijn op bekende wijze rotorlagers 1 gemonteerd waarin een rotoras 2 met een rotorhartlijη 1 kan roteren. Op de rotoras 2 is een rotor 14 gemonteerd met rotorgaten 15. In de rotorgaten 15 zijn staafvormige onder-10 delen gemonteerd die aan weerszijden van de rotor 14 zuigers 12 vormen. De zuigers 12 zijn voorzien van zuigerveren 10, waarbij het buitenoppervlak van de zuigerveren 10 de vorm van een bol heeft en het hart van deze bollen voor alle zuigers aan een zijde van de rotor 14 in één vlak lig-15 gen. De linkerzijde en de rechterzijde van de rotor 14 zijn symmetrisch ten opzichte van het midden van de rotor 14. Elke zijde van de rotor 14 werkt samen met een trommelplaat 7 met trommelbussen 11 die om een trommelplaathartlijn mi en trommelplaathartlijn m2 roteren, waarbij de rotorhart-20 lijn 1 en trommelplaathartlijn mi en respectievelijk rotor-hartlijn 1 en trommelplaathartlijn m2 elkaar snijden onder een slaghoek α in een snijpunt M dat ligt in het vlak loodrecht op de rotorhartlijη 1 en waarin de middelpunten van de bolvormige buitenoppervlakken van de zuigerveren 10 voor 25 de aan die zijde gelegen zuigers 12 liggen. In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld is de slaghoek α ongeveer 8°.

Op de rotoras 2 is een centreeroppervlak 22 gevormd waarom de trommelplaat 7 zwenken kan. Het centreeroppervlak 22 is bolvormig waarbij het snijpunt M het hart van de bol 30 vormt. De rotatie van de trommelplaat 7 is gekoppeld met de rotatie van rotoras 2 door middel van een spie 16 die in een spiebaan grijpt. De spie 16 heeft in het vlak van het oppervlak van de as een afrondingsstraal die kleiner is dan 4 de straal van het centreeroppervlak 22, zodat de spie 16 bij rotatie van de trommelplaat 7 niet in de spiebaan verkleint. Eventueel is er meer dan één spie 16. Ook kan de spie 16 in de rotoras 2 gemonteerd zijn en is de spiebaan 5 in de trommelplaat 7 aangebracht.

De trommelplaat 7 is aan de naar de zuigers 12 gekeerde zijde voorzien van trommelbussen 11 die met een bushou-der 18 tegen de trommelplaat 7 geklemd worden. De trommel-bus 11 heeft aan de binnenzijde een cilindrische wand 23.

10 Elke zuiger 12 wordt omsloten door een trommelbus 11 waarbij de zuigerveer 10 afdichtend langs de cilindrische wand 23 kan bewegen. De zuiger 12 en de cilindrische bus 11 vormen zo een kamer 9 waarvan het volume bij rotatie van rotoras 2 verandert. Door de volumeverandering stroomt olie in 15 en uit de kamer 9 via een trommelbusopening 24, een trom-melpoort 6 en een spiegelplaatpoort 3 naar een leidingaan-sluiting (niet getoond) in het huis. De spiegelplaat 4 heeft spiegelplaatpoorten 3 die elk met een eigen leiding-aansluiting zijn verbonden, overeenkomstige spiegelplaat-20 poorten 3 aan weerszijden van de rotor 14 die zijn verbonden met dezelfde leidingaansluiting, zijn in het huis met elkaar gekoppeld.

Omdat de rotatieassen van de rotor 14 en de trommelplaat 7 de slaghoek α met elkaar maken beschrijven de zui-25 gers 12 in het vlak van de trommelplaat 7 een elliptische baan en zullen de trommelbussen 11 over een contactvlak 8 van de trommelplaat 7 schuiven. De houder 18 is uitgevoerd met openingen die dit schuiven mogelijk maken en zorgt er tevens voor dat de spleet tussen trommelplaat 7 en trommel-30 bus 11 beperkt blijft zodat bij starten in de kamer 9 druk kan ontstaan.

De spiegelplaatpoort 3 is een opening in een spiegelplaat 4 die tegen een vlak van het huis steunt. Dit vlak is 5 niet haaks op de rotorhartlijη 1 maar maakt daar een hoek mee en bepaalt zo de richting van de trommelplaathartlijn mi of m2 en daarmee ook de rotatie positie waarbij het volume in de kamer 9 minimaal of maximaal is. Bij de in fi-5 guur 1 en 2 getoonde bekende hydraulische transformator is de spiegelplaat 4 om de trommelplaathartlijn mi of m2 roteerbaar bevestigd in het huis. Om de spiegelplaat 4 te kunnen roteren om de trommelplaathartlijn mx, m2 is de spiegelplaat 4 over een deel van zijn omtrek voorzien van 10 een vertanding 5 die samenwerkt met een door een aandrijving aangedreven rondsel.

Door het roteren van de spiegelplaat 4 verandert de instelling van de hydraulische transformator, zoals beschreven in de hiervoor genoemde octrooiaanvragen. De rota-15 tie van de spiegelplaat 4 is beperkt omdat elke spiegel- plaatpoort 3 samenwerkt met een poort in het huis die verbonden is met een leidingaansluiting en bij rotatie van de spiegelplaat 4 over een te grote hoek zou een spiegelplaat-poort 3 in verbinding kunnen komen met een andere leidin-20 gaansluiting. Hierdoor worden niet alle instelmogelijkheden van de hydraulische transformator benut.

Figuur 3 toont schematisch een andere wijze van veranderen van de instelling van de hydraulische transformator waarbij de spiegelplaat niet om de trommelplaathartlijn m2, 25 m2 wordt geroteerd. De rotorhartlijη 1 snijdt de trommelplaathartli j n m2 in M. De spiegelplaat 25 heeft een hartlijn loodrecht de trommelplaathartlijn m2. De spiegelplaat 25 heeft twee of meer spiegelplaatopeningen en een daarvan is een centrale spiegelplaatopening 26 en een symmetrieas 30 s. De trommelplaathartlijn m2 en de symmetrieas s snijden elkaar in een centrum C. De rotorhartlijη 1 en de trommelplaathartli j n mi liggen in een vlak dat de spiegelplaat 25 in een vlak V snijdt. Het vlak V maakt een stelhoek δ met 6 de symmetrieas s. Zoals hiervoor beschreven wordt de stel-hoek δ van de inrichting volgens figuur 1 en 2 versteld door het roteren van de spiegelplaat 25 om een rotatieas Revi, die overeenkomt met de trommelplaathartlijn mi.

5 In de uitvoering van figuur 3 wordt de spiegelplaat 25 versteld door het roteren van de spiegelplaat 25 om een tweede rotatieas Rev2 en een derde rotatieas Rev3, welke rotatieassen loodrecht staan op de eerste rotatieas Revi. Daarbij wordt de rotatieas Revi niet geroteerd. Het centrum 10 C van de spiegelplaat 25 volgt daarbij een baan p naar een positie C' en de nieuwe positie van de trommelplaathartlijn mi is getekend als m' i. Het vlak door de trommelplaathart-lijn m' i en de rotoras 1 snijdt de geroteerde spiegelplaat 25' in een vlak V'. Het vlak V' maakt een stelhoek 5' met 15 de symmetrieas s. Zoals in figuur 3 zichtbaar is verandert de stelhoek δ doordat het vlak waarin de rotoras 1 en de trommelhartlijn mi liggen roteert ten opzichte van de spiegelplaat 25 terwijl de spiegelplaat 25 zelf niet roteert om de trommelhartlijn mi. In de getoonde uitvoering van figuur 20 3 snijden de eerste rotatieas Revl, de tweede rotatieas

Rev2 en de derde rotatieas Rev3 elkaar in het snijpunt M, in een andere uitvoering kunnen dat ander punten zijn zoals het centrum C. Dit zal echter invloed hebben op de relatieve beweging van de zuigers 12 ten opzichte van de trommel-25 bus 11. De rotatie van de tweede rotatieas Rev2 en de derde rotatieas Rev3 zijn begrensd en zodanig gekoppeld dat de slaghoek α een constante of instelbare waarde heeft.

Figuur 4 toont de hydraulische inrichting zoals getoond in figuren 1 en 2 met een spiegelplaat 29 die ver-30 steld wordt op de wijze zoals beschreven in figuur 3. De inrichting waarmee de spiegelplaat 29 versteld wordt is niet getoond. De spiegelplaat 29 is met een lagertap 30 roteerbaar bevestigd in een cardanring 27 en kan roteren om 7 een eerste cardanas 31. Tussen de cardanring 27 en de behuizing is een tweede lagering met een tweede cardanas (niet getoond). De eerste cardanas 31 en de tweede cardanas snijden de rotoras 1 in het snijpunt M. De spiegelplaat 29 5 heeft spiegelplaatpoorten 3 die via aansluitpoorten 28 verbonden zijn met de leidingaansluitingen in de behuizing. Tussen de behuizing en de spiegelplaat 29 is een flexibele verbinding, zoals een flexibele leiding of een slang. In de getoonde uitvoering is de cardanring 27 uitgevoerd met ci-10 lindrische lagers, andere lagers zijn ook mogelijk, bijvoorbeeld omdat er sprake is van een kleine rotatie kruis-veerscharnieren of meslagers worden toegepast. Voor het begrenzen van de slaghoek α is er in het huis een rand die de rotatie van de spiegelplaat 25 begrenst. Deze rand kan een 15 plat vlak vormen en dan is de slaghoek α constant bij elke stelhoek δ. In een andere uitvoering is de rand gegolfd waardoor de slaghoek α afhankelijk is van de stelhoek δ.

Figuur 5 toont een hydraulische inrichting zoals getoond in figuren 1 en 2 met een spiegelplaat 34 die ver-20 steld wordt op de wijze zoals beschreven in figuur 3. De inrichting waarmee de spiegelplaat 34 versteld wordt is niet getoond. De van de zuigers 12 afgekeerde zijde van de spiegelplaat 34 is voorzien van bol oppervlak met een radius, welk bol oppervlak een bollager 32 vormt met een hol 25 oppervlak met dezelfde radius in de behuizing. Het middelpunt van het holle oppervlak in de behuizing ligt op de rotoras 1 in het snijpunt M en het middelpunt van de bol ligt op de trommelplaathartlijn mi. Hierdoor vormt het snijpunt M het middelpunt van het bollager 32 en de spiegelplaat 34 30 kan in drie richtingen om dit punt roteren. Om de rotatie van de spiegelplaat 34 te beperken tot twee rotatieassen, is de spiegelplaat 34 voorzien van vertanding 35 die samenwerkt met een vertanding 37 in de behuizing (zie figuur 6).

8

De spiegelplaatpoorten 3 zijn via aansluitopeningen 33 verbonden met openingen in de behuizing.

Figuur 6 toont de spiegelplaat 34 in een perspectivisch aanzicht waarbij de spiegelplaat 34 steunt op een 5 rand 36 van de behuizing met vertanding 37 die samenwerkt met vertanding 35 van de spiegelplaat 34. De spiegelplaat 34 is in drie posities getekend, de eerste positie is aangegeven met ononderbroken lijnen en toont de positie waarbij de spiegelplaat 34 in punt A afsteunt op de behuizing 10 36. De tweede positie is aangegeven met streepstip lijnen waarbij de spiegelplaat 34 in punt B afsteunt op de behuizing 36. De derde positie is aangegeven met onderbroken lijnen waarbij de spiegelplaat 34 in punt C afsteunt op de behuizing 36. De punten A, B en C beschrijven een boog van 15 meer dan 180 graden, zodat de hydraulische inrichting een groot verstelbereik heeft en de stelhoek meer dan 90° kan zijn. Uit de figuur blijkt dat de poorten 33 slechts kleine verplaatsingen ten opzichte van het huis maken, zodat de poorten in het huis (niet getoond) klein zijn.

20 Het gebied waar oliedruk staat rondom de poorten 33 tussen het huis en de spiegelplaat 34 heeft een naar het snijpunt M gerichte poortkracht 38 op de spiegelplaat 34 tot gevolg, zie figuur 7. De in de richting van de trommel-hartlijn mi gerichte component 39 wordt gecompenseerd door 25 de tandkracht 41. De loodrecht in de richting van de trom-melhartlijn mi gerichte component 40 zou tot hoge krachten in het bollager 32 leiden, waardoor dit te veel weerstand bij verstellen zou opleveren en wordt daarom gecompenseerd door een steuncilinderkracht 42. De steuncilinderkracht 42 30 wordt opgewekt door oliedruk tussen een aan de spiegelplaat 34 bevestigde zuiger 44 en een bus 43 die steunt op een bol oppervlak 45 in de behuizing. Eventueel zijn er twee zuigers 44 in de spiegelplaat 34 aangebracht, zoals in het ge- 9 val dat de spiegelplaat 34 een opening voor een as heeft, zie figuur 8.

De verstelinrichting van de spiegelplaten 25, 34 van figuren 4, 5 kan bestaan tuit twee diagonaal ten op zicht 5 van de rotoras 1 geplaatste hydraulische cilinders die in de richting van de rotoras 1 een kracht uitoefenen op de spiegelplaat 24, 34. Hierdoor kan de spiegelplaat in de gewenste kantelpositie gebracht worden.

De hiervoor gegeven uitvoeringsvoorbeelden beschrijven 10 het verstellen van de spiegelplaat van een hydraulische transformator. De spiegelplaat van een pomp of een hydraulische motor kan op vergelijkbare wijze versteld worden, waardoor deze een op eenvoudige wijze verstelbaar slagvolu-me krijgt.

Claims (7)

1. Hydraulische inrichting omvattende een behuizing, twee of meer leidingpoorten in de behuizing, een rotor (14) 5 met een aantal rotorkamers (9) elk gevormd door een ci linder (11) en een zuiger (12) die om een eerste rota-tieas (1) en een tweede rotatieas (mi, m2) roteren waarbij beide rotatieassen in een symmetrievlak (V) liggen en elkaar onder een scherpe hoek (a) snijden zodat tij-10 dens het roteren van de rotor het volume van de rotorka mers verandert, een spiegelplaat (4) met een spiegel-plaathartlijn (mi, m2) die overeenkomt met een van de rotatieassen, in de spiegelplaat twee of meer spiegel-plaatpoorten (3) die elk verbonden zijn met een leiding-15 poort voor het verbinden van de leidingpoort met de ro torkamers en een verstelinrichting voor het roteren van de spiegelplaat en het symmetrievlak ten opzichte van elkaar met het kenmerk dat de spiegelplaat (25; 34) door middel van een spiegelplaatlagering (30; 32) ten opzich-20 te van de behuizing kan roteren en waarbij de spiegel plaatlagering ten minste twee rotatieassen (Rev2, Revs) heeft die de spiegelplaathartlijn (mi, m2) loodrecht snij den.

2. Hydraulische inrichting volgens conclusie 1 waarbij twee 25 rotatieassen (Rev2, Revs) van de spiegelplaatlagering (30; 32) de spiegelplaathartlijn (mi, m2) snijden in het snijpunt(M) van de eerste rotatieas (1) en de tweede rotatieas (mi, m2) .

3. Hydraulische inrichting volgens conclusie 1, of 2 waar- 30 bij de spiegelplaatlagering een bol is.

4. Hydraulische inrichting volgens conclusie 1, of 2 waarbij de spiegelplaatlagering twee cilindrische lagers omvat .

5. Hydraulische inrichting volgens een der voorgaande con- 5 clusies waarbij de behuizing voorzien is van een begren- zingsrand die de rotatie van de spiegelplaat (25; 34) ten opzichte van de behuizing begrenst.

6. Hydraulische inrichting volgens conclusie 3 waarbij de spiegelplaat en de behuizing voorzien zijn van op elkaar 10 ingrijpende vertanding (35, 37).

7. Hydraulische inrichting volgens conclusie 3 waarbij in drie richtingen en bij voorkeur loodrecht op de spiegel-plaathartlijn (mi, m2) steuncilinders (43, 44) zijn aangebracht tussen de behuizing en de spiegelplaat (25).