NL1024002C2

NL1024002C2 - Hydraulische inrichting.

Info

Publication number: NL1024002C2
Application number: NL1024002A
Authority: NL
Inventors: Peter Augustinus Johann Achten
Original assignee: Innas Bv
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2005-01-26
Also published as: DE602004027448D1; US20050019171A1; ATE470069T1; EP1508694A1; US7328647B2; EP1508694B1; JP2005042726A

Description

Hydraulische inrichting

De uitvinding betreft een hydraulische inrichting in overeenstemming met de aanhef van conclusie 1. Een dergelijke inrichting is bekend uit de niet vóórgepubliceerde aanvrage 5 NL 1020932 van dezelfde uitvinder. Bij de bekende aanvrage is de rotatie van de trommelplaat gekoppeld met de rotatie van de rotor door een spie verbinding welke de rotatieposi-tie van de rotor en de trommelplaat op één of twee diametraal tegenover elkaar gelegen rotatieposities koppelt.

10 Door deze plaatselijke koppeling bijvoorbeeld met een spie-verbinding en de schuine stand van de rotor ten opzichte van de trommelplaat is in tegenstelling tot bij het gebruik van een homokinetische koppeling de rotatiesnelheid van de trommelplaat niet constant als de rotatiesnelheid van de 15 rotor constant is. Het blijkt dat het ge.volg hiervan is dat de beweging van de om de zuiger gemonteerde trommelbus ten opzichte van de trommelplaat in tangentiele richting twee maal zo groot wordt als verwacht wordt, waarbij uitgegaan wordt van rotatie met dezelfde rotatiesnelheid voor rotor 20 en trommelplaat, zoals deze alleen verwezenlijkt wordt bij gebruik van een homokinetische koppeling.

Bij het gebruik van de eenvoudige koppeling met de spiever-binding kan de twee maal zo grote tangentiele beweging die dan ontstaat tot gevolg hebben dat de klemmiddelen de trom-25 melbus in zijn beweging over de trommelplaat beperken waardoor deze kan botsen tegen de klemmiddelen. Dit kan tot gevolg hebben dat de trommelbus kantelt en de afdichting tussen trommelbus en trommelplaat deels verloren gaat en extra lekkage en geluidsoverlast optreedt.

30 Ten einde dit nadeel te vermijden is de inrichting uitgevoerd in overeenstemming met het kenmerk van conclusie 1. Hierdoor wordt bereikt dat bij eenvoudige koppeling van de 1024002

I 2 I

I rotatie van de rotor met de trommelplaat zoals door een I

I spie verbinding, de trommelbussen ongehinderd de door de I

I ' ; zuigers geïnduceerde beweging over de trommelplaat kunnen I

I volgen. Hierdoor verbetert het rendement en vermindert de I

I 5 geluidsoverlast. I

I In overeenstemming met een verbetering is de inrichting I

I uitgevoerd volgens conclusie 2. Hierdoor wordt bereikt dat I

I ook bij grotere bewegingen over de trommelplaat de afdich- I

I ting tussen de trommelplaat en de trommelbus onder invloed s I

I 10 van de druk in de kamer volledig in stand blijft. I

I In overeenstemming met een verdere verbetering is de in- I

I richting uitgevoerd volgens conclusie 3. Hierdoor wordt de I

I rotatie van de rotor en trommelplaat gekoppeld door een of I

I twee trommelbussen en is een extra koppeling zoals een I

I 15 spieverbinding niet nodig. I

I In overeenstemming met een verdere verbetering is de in- I

I richting uitgevoerd volgens conclusie 4. Hierdoor wordt I

I kantelen van de trommelbus ten opzichte van de trommelplaat I

I verder voorkomen waardoor lekkage tussen trommelplaat en I

I 20 trommelbus voorkomen wordt. I

I In overeenstemming met een verdere verbetering is de in- I

I richting uitgevoerd in overeenstemming met conclusie 5. De I

I bevestiging van de trommelbussen is hierdoor met een een- I

voudig te produceren en te monteren onderdeel mogelijk. I

I 25 De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van enke- I

I le uitvoeringsvoorbeelden met behulp van een tekening. In I

I de tekening toont I

I Figuur 1 een perspectivische doorsnede van een hydraulische I

I inrichting zoals een pomp, I

I 30 Figuur 2 toont een detail van de trommelbus van de hydrau- I

I lische inrichting van figuur 1, I

I Figuur 3 toont een tweede uitvoering van een trommelbus zo- I

I als toegepast kan worden in de hydraulische inrichting vol- I

I 11)24002 1 I

3 gens figuur 1,

Figuur 4 toont schematisch de manier waarop de rotor en trommelplaat van de hydraulische inrichting van figuur 1 ten opzichte van elkaar bewegen, en 5 Figuur 5 toont in aanzicht A van figuur 4 de baan van de trommelbussen over de trommelplaat tijdens rotatie van rotor en trommelplaat.

In de figuren 1 en 2 is een hydraulische inrichting getoond die door de uitvinder ondermeer uitgebreid beschreven is in 10 NL 1020932, de inhoud van dit document wordt geacht deel uit te maken van deze beschrijving. De getoonde inrichting kan gebruikt worden als pomp in welk geval een niet getoonde aandrijving aan splines 17 gekoppeld wordt voor het roteren van een as 16. De as 16 is roteerbaar gelagerd in la-15 gers 3 die respectievelijk in een eerste huisdeel 5 en een tweede huisdeel 10 geplaatst zijn. Ter plaatse van de doorvoer van de as 16 door een opening in het tweede huisdeel 10 is een afdichting 15 geplaatst. Het eerste huisdeel 5 en het tweede huisdeel 10 zijn met niet getoonde bevestigings-20 middelen aan elkaar bevestigd, in het koppelvlak is een groef met een afdichtring 11. Het eerste huisdeel 5 en het tweede huisdeel 10 zijn op bekende wijze voorzien van kanalen 2, leidingaansluitingen 1 en steunen 13. Ook zijn er op bekende wijze sluitdoppen 18 aangebracht.

25 De as 16 is voorzien van een rotor 9 waarin zuigers 8 zodanig zijn aangebracht dat ze naar beide zijden uitsteken, zodat de inrichting dubbelzijdig is. Om elke zuiger 8 is een trommelbus 7 afdichtend aangebracht waarbij de trommelbussen 7 aan de van de zuiger 8 afgekeerde zijde steunen 30 tegen een trommelplaat 6. Elke trommelplaat 6 steunt tegen een bijbehorende spiegelplaat 4 en kan om een rotatieas roteren, welke rotatieas de rotatieas van de as 16 onder een kleine hoek B snijdt, in het getoonde voorbeeld is β onge-

I 4 I

I veer 10 graden. De troramelplaat 6 is gecentreerd om de as I

I 16 kan daarbij kantelen om een bol scharnieroppervlak 28. I

I In het om het scharnieroppervlak 28 bevestigde deel van de I

I trommelplaat 6 is een spiebaan 26 aangebracht. Een spiepen I

I 5 25 is in de as 16 bevestigd, past in de spiebaan 26 en kop- I

I pelt zo de rotatie van de trommelplaat 6 met de rotatie van I

I de as 16. Een drukring 28 wordt aangedrukt door een veer- I

I plaat 29 die steunt tegen een sluitring 19 en zorgt zo voor I

het nauwkeurig positioneren van de trommelplaat 6 in axiale I

I 10 richting. I

I De trommelbus 7 vormt met de zuiger 8 een kamer 24 waarvan I

I het volume tijdens roteren van de rotor 9 verandert. In de I

I kamer 24 aanwezige olie kan door een kanaal 23 en een trom- I

I melplaatpoort 21 naar een spiegelplaatpoort 14 stromen en I

I 15 via een kanaal 2 naar een leidingaansluiting 1. De trommel- I

I bus 7 is zodanig gedimensioneerd dat onder invloed van de I

I druk in kamer 24 de trommelbus tegen de trommelplaat 6 I

I drukt. Indien bij opstarten nog geen oliedruk in de kamer I

I 24 is of als deze druk laag is en andere op de trommelbus 7 I

I 20 werkende krachten relatief hoog zijn bestaat er de kans dat I

I tussen trommelbus 7 en trommelplaat 6 een spleet ontstaat I

I doordat de trommelbus 7 bijvoorbeeld enigszins kantelt. Dit I

I is ongewenst omdat de drukopbouw in de kamer 24 daardoor I

I > belemmerd kan worden en ten einde dit te voorkomen is de I

I 25 trommelbus 7 door een klembus 22 aan de trommelplaat 6 be- I

I vestigd, deze klembus 22 is bevestigd door een perspassing, I

I schroeven of lijmen. Een spleet 20 tussen de buitenzijde I

I van de klembus 22 en de binnendiameter van de trommelbus 7 I

I maakt het mogelijk dat de trommelbus 7 over de trommelplaat I

I 30 6 kan schuiven. Door gebruik te maken van de klembussen 22 I

I wordt kantelen van de trommelbussen 7 beperkt. I

I Figuur 3 toont een tweede uitvoeringsvoorbeeld van de be- I

I vestiging van de trommelbus 7 aan de trommelplaat 6. De I

I 1024002 5 trommelbus 7 is aan de buitenomtrek nabij de trommelplaat 6 voorzien van een rand 34 en om de trommelplaat 6 is een plaat 30 bevestigd die op niet getoonde wijze in axiale richting gefixeerd is. De plaat 30 is voorzien van gaten 5 waarin de buitenwand van de trommelbus 7 met een spleet 20 kan bewegen. De rand 34 heeft een grotere diameter dan dit gat waardoor de trommelbus 7 door de plaat 30 tegen de trommelplaat 6 gehouden kan worden en daarmee een afdicht-vlak 32 vormt/ de binnendiameter van het afdichtvlak 32 is 10 begrensd door een kanaal 33. Door de spleet 20 kan de trommelbus 7 over de trommelplaat 6 schuiven. De afmeting van de spleet 20 is zodanig dat het afdichtvlak 32 niet over de rand van de trommelplaatpoort 21 kan schuiven omdat er anders het gevaar bestaat dat de kracht waarmee de trommelbus 15 7 onder invloed van de oliedruk in kamer 24 tegen de trom melplaat 6 gedrukt wordt, te klein wordt, wat ontoelaatbaar is.

Eventueel zijn aan de plaat 30 steunstrips 31 bevestigd die rondom aan kunnen grijpen aan de bovenzijde van de trommel-20 bus 7 en die het kantelen en/of klemmen van de trommelbus 7 onder de plaat 30 belemmeren. Ook tussen de steunstrips 31 en de trommelbus 7 is een spleet 20 zodat het schuiven van de trommelbus 7 langs de trommelplaat 6 niet gehinderd wordt. De steunstrips 31 kunnen aan de plaat 30 bevestigd 25 zijn of door spaanloos vervormen er uit zijn samengesteld. Eventueel kan de bovenzijde van de trommelbus 7 ook op andere wijze in zijn bewegingen begrensd worden bijvoorbeeld door afzonderlijk aan te brengen steunen.

In de uitvoeringsvoorbeelden van figuur 1, 2 en 3 is een 30 hydraulische inrichting getoond met aan te drijven splines 17 zoals bij een pomp, welke dubbelzijdig is uitgevoerd.

Het zal de vakman duidelijk zijn dat de uitvinding ook zonder meer kan worden toegepast bij hydraulische motoren of 1024002 1 I 6 I hydraulische transformatoren, eventueel enkel of dubbelzij- I dig of andere constructies zoals die ondermeer genoemd zijn I in het document NL 1020932.

I Figuur 4 toont schematisch rotor 37 met een eerste rotatie- I 5 as 38. Op de rotor 37 zijn een aantal zuigers 36 geplaatst, I in dit geval twaalf, waarbij het midden van de zuigers een eerste afstand R2 tot de rotatieas 38 heeft. De rotor 37 I roteert met een eerste rotatiesnelheid ©i. Een schematisch aangegeven trommelplaat 35 roteert om een tweede rotatieas · ' 10 39 met een tweede rotatiesnelheid t»>2. De eerste rotatieas I 38 en de tweede rotatieas 39 snijden elkaar met een hoek β.

I Met een lijn 40 is de projectie van het midden van de zui- I ger 36 op de trommelplaat 35 weergeven, deze lijn 40 komt overeen met het midden van een trommelbus die om de zuiger 15 36 is aangebracht en die langs de trommelplaat 35 schuift.

I Tussen de lijn 40 en de tweede rotatieas 39 is een tweede I afstand R2. Door de hoek β, die hier groter getoond is dan in de praktijk gebruikelijk is, is de tweede afstand R2 I niet constant.

I 20 Figuur 5 toont het aanzicht A uit figuur 4 en daarin is de I baan van de lijn 40 als een ovale getrokken lijn zichtbaar.

I De beweging van de lijn 40 voor elke zuiger 36 ten opzichte van de mee roterende trommelplaat 35 hangt af van de manier waarop de rotatie van de rotor 37 gekoppeld is met de rota- I 25 tie van de trommelplaat 35.

I Als de eerste rotatiesnelheid ωι steeds gelijk is aan de H tweede rotatiesnelheid <02, als de rotor 37 bijvoorbeeld door een homokinetische koppeling gekoppeld is met de trom- melplaat 35, dan is de baan van de het midden van de zuiger 30 36 geprojecteerd op de mee roterende trommelplaat 35 een cirkel die is aangeven voor elke zuiger met een onderbroken

H lijn P waarbij het midden voor elke zuiger is aangegeven I

I met Ni ... N12. De diameter van deze cirkel P is Ri-Ri.cos^) 7 en dit is in het geval van synchrone koppeling van rotor 37 en trommelplaat 35 de grootste verplaatsing van een trom-melbus over de trommelplaat.

Als de rotatie van de rotor 37 en de trommelplaat 35 gekop-5 peld zijn door een cardan koppeling, zoals in het uitvoe-ringsvoorbeeld van figuur 1 en 2 met een eenvoudige spie-verbinding, dan is de eerste rotatiesnelheid ωχ niet steeds gelijk aan de tweede rotatiesnelheid o»2 maar de verhouding tussen deze twee is afhankelijk van de hoek tussen het vlak 10 door de spie en de tweede rotatieas 39 en het vlak door de eerste rotatieas 38 en de tweede rotatieas 39.

Dit snelheidsverschil heeft tot gevolg dat de trommelplaat 35 tijdens een omwenteling soms voorloopt en soms achterloopt en dit heeft tot gevolg dat een projectie van het 15 midden Mi ... Mi2 van de zuiger 36 een ovale baan Qi ... Q12 maakt over de trommelplaat 35, waarbij voor de zuigers 36 op verschillende rotatieposities de banen Q verschillend zijn. De banen Q3 en Q$ zijn van zuigers 36 die in het vlak van de spie verbinding liggen en de trommelbussen om deze 20 zuigers maken uitsluitend een radiale beweging ten opzicht van de trommelplaat 35. De grootste lengte van een baan Q is in het vlak loodrecht op het vlak door de spie verbinding en deze lengte is het dubbele van de diameter van de cirkel P en dit betekent dat bij gebruik van een cardan 25 koppeling de verplaatsing van de trommelbussen over de trommelplaat 35 twee maal zo groot is als bij gebruik van een homokinetische koppeling. De speling 20 tussen een trommelbus en zijn inklémming moet in dat geval dan ook twee maal zo groot zijn, namelijk 2. (Ri-Ri.cos(β)) .

30 Doordat er trommelbussen zijn die uitsluitend een radiale beweging maken, kunnen deze gebruikt worden voor het koppelen van de rotatie van rotor 37 en trommelplaat 35 in plaats van de rotatie koppelen met een spie verbinding.

1Q240C2

8 I

Door in één vlak liggende trommelbussen uitsluitend in ra- I

diale richting speling te geven en ze te blokkeren in tan- I

gentiele richting ten opzichte van de trommelplaat, kunnen I

deze als spieverbinding functioneren. I

I * 3 2 v J ö 2~

Claims

1. Hydraulische inrichting omvattende een huis (5,10) met een in het huis om een eerste hartlijn (38) roteerbare rotor (9) met vast gemonteerde zuigers 5 (8), een aantal cilindrische trommelbussen (7) die elk met een vast gemonteerde zuiger een van volume veranderbare kamer (24) vormen, een trommelplaat ----—(6) voor het aan de-van de vast gemonteerde zuigers afgekeerde zijde afsteunen van de trommelbussen 10 waarbij de trommelplaat een tweede hartlijn (39) heeft die de eerste hartlijn onder een hoek (β) snijdt en klemmiddelen (22;30) voor het tegen de trommelplaat houden van de trommelbussen met het kenmerk dat de klemmiddelen (22;30) zodanig zijn 15 uitgevoerd dat trommelbussen (7) in radiale en tan gent iële richting langs de trommelplaat kunnen bewegen en de beweging in tangentiële richting ten minste twee maal zo groot kan zijn als de radiale beweging die bij synchrone rotatie van de rotor (9) 20 en de trommelplaat (6) tussen de trommelplaat en een trommelbus ontstaat.

2. Hydraulische inrichting volgens conclusie 1 waarbij in de trommelplaat (6) kanalen (21) zijn die in verbinding staan met de kamers (24) en tussen een 25 trommelbus (7) en de trommelplaat (6) rondom een kanaal een cirkelvormig afdichtingsvlak (32) is en de klemmiddelen (22;30) zodanig zijn uitgevoerd dat bij beweging van de trommelbus in radiale of tan-gentiele richting het cirkelvormig afdichtingsvlak 30 buiten het kanaal blijft. I 10

3. Hydraulische inrichting in overeenstemming met con- I clusie 1 of 2 waarbij een of twee diametraal tegen- I over elkaar geplaatste trommelbussen (7) uitslui- I tend radiale bewegingen kunnen maken ten opzichte I 5 van de trommelplaat (6).

4. Hydraulische inrichting in overeenstemming met een I der voorgaande conclusies waarbij de trommelplaat I (6) voorzien is van steunmiddelen (31) die aan kun- I nen grijpen op de van de trommelplaat gekeerde ein- I 10 den van de trommelbussen (7) .

5. Hydraulische inrichting in overeenstemming met con- I clusie 4 waarbij de klemmiddelen (30) en de steun- middelen (31) zijn gecombineerd tot een onderdeel. I 1024^2 '