NO300239B1 - Hydraulisk vrimotor - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en hydraulisk vrimotor omfattende et hus med en sentral boring, et ringformet stempel, som kan beveges aksialt i husets boring, men som er hindret i å rotere om sin lengdeakse i denne boring og en hovedsakelig sylinderformet rotor som forløper aksialt gjennom stempelet, og som kan rotere om sin lengdeakse i huset, men ikke bli beveget aksialt i forhold til dette, idet det i rotorens ytterflate er tildannet minst ett skruelinjeformet spor og stempelet har minst ett inngrepselement som forløper radialt inn i sporet, husets boring sammen med stempelets ene endeparti delvis avgrenser et første

sylinderrom og sammen med stempelets annet endeparti delvis avgrenser et annet sylinderrom, sylinderrommene er innrettet til vekselvis forbindelse med en kilde og et reservoar for et trykkfluid for bevegelse av stempelet aksialt mellom to endeposisjoner i huset og dermed rotasjon av rotoren mellom to tilhørende vinkelposisjoner via inngrepselementet, stempelet i hver ende har en radialt utad ragende, endeflens som er innrettet til tettende og glidbart anlegg mot husets boring, og huset har en midtflens som ved midtområdet av husets boring, regnet i aksial retning, rager radialt innad, og som samvirker med et parti av stempelet mellom endeflensene.

Ved slike vrimotorer kan huset forbindes med en stasjonær del såsom huset av f.eks. en ventil og rotoren forbindes med et ventillegeme av ventilen, idet ventillegemet kan bli dreid for åpning eller lukking av ventilen.

En vrimotor av den ovennevnte type er kjent f.eks. fra DE 39 18 400. Ved

denne vrimotor er sylinderrommene avgrenset av rotoren, noe som medfører at hydraulikkfluidet kommer i direkte berøring med det skruelinjeformede spor og den i dette innførte inngrepselement, dvs. de partier eller bestanddeler av vrimotoren som er særlig utsatt for slitasje, slik at hydraulikkfluidet lett kan bli forurenset av partikler som har blitt avslitt fra disse deler, og som kan bidra til å redusere motorens levetid og øke behove for vedlikehold av denne.

Da rotoren bidrar til avgrensing av sylinderrommene, dvs. kommer i berøring med hydraulikkfluidet, og sporet ikke er er åpent ved rotorens ender, kan rotoren ikke enkelt byttes med en rotor med et annerledes utformet spor, f.eks. med en annen stigning for oppnåelse av en rotasjonsstrekning med en annen lengde. Denne vrimotor kan derfor ikke enkelt tilpasses f.eks. ventiler med ulikt slag.

Videre er det fra EP-søknad nr. 34069 kjent en vrimotor med et hus som har en senterdel med grove, innvendige skruegjenger. Sylindre er fastskrudd til hver sin side av senterdelen. I sylindrenes hoder er det montert lagre for en spindel. Et stempel med grove, utvendige gjenger er innskrudd i senterdelen og har innvendige, aksialt forløpende splines som står i inngrep med tilsvarende, utvendige splines av spindelen . Stempelet kan rotere om sin egen lengdeakse. Gjengenes stigning sammen med stemplenes aksiale bevegelse i sylinderen fastlegger spindelens rotasjon.

Ved denne vrimotor kan ingen bestanddeler bli skiftet for endring av vrimotorens karakteristikker såsom avgitt dreiemoment, rotasjonsslag el.l., uten at hydraulikksystemet blir åpnet. Selv om det ved en utskifting av spindelen ikke kan oppnås noen endring av motorens karakteristikk, kan heller ikke en slik skifting bli foretatt uten at hydraulikksystemet blir åpnet. Det eneste alternativ er skifting av hele vrimotoren. Heller ikke kan det bli oppnådd en innbyrdes fastholdelse av spindelen og vrimotorens hus for å hindre rotasjon av spindelen og de organer som betjenes av denne når stemplene har blitt beveget aksialt til en ønsket posisjon. Videre er det ikke beskrevet noen innretning hvormed det kan fås en angivelse av at enden av vrimotorens slag har blitt nådd.

Hensikten med oppfinnelsen er å skaffe en vrimotor av den innledningsvis nevnte type som ikke er beheftet med de ovennevnte ulemper.

Det karakteristiske ved vrimotoren ifølge oppfinnelsen fremgår av de i kravet angitte, kjennetegnende trekk.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen som viser et utførelseseksempel på en vrimotor ifølge oppfinnelsen.

Fig. 1 er et riss av en vrimotor sett i retningen for dens ene endeparti.

Fig. 2 viser et snitt etter linjen ll-ll gjennom den vrimotor som er vist på fig. 1, idet et stempel av vrimotoren til venstre for vrimotorens lengdeakse er vist i en øvre stilling, og i en nedre stilling til høyre for denne lengdeakse,

Med uttrykkene "øvre" og "nedre" skal det i det følgende under henvisning til fig. 2 forstås en innbyrdes beliggenhet av partier el.l. nærmere den kant av tegningsbladet som vender bort fra resp. mot leseren.

Som det fremgår av figurene har vrimotoren ifølge oppfinnelsen et sylinderformet hus 1 som omfatter en sylindrisk sidevegg 2 og en nedre og en øvre endevegg 3 resp. 4. Radialt innad fra det parti av den sylindriske sidevegg som befinner seg hovedsakelig midtveis mellom dennes ender, forløper det en sirkulær midtflens 5 med en sirkulær, sentral boring 6.

I motstående utsparinger som forløper koaksialt i forhold til husets sidevegg 2, er det i husets nedre og øvre endevegg 3 resp. 4 radialt fastholdt aksial-lagre 7,8, hvormed det er opplagret en rotor 20. Rotorens endepartier har redusert diameter og rager inn i en aksialt forløpende, gjennomgående, sentral boring 14,15 i de respektive endevegger 3,4.

Lagrene 7,8 ligger med sin ene side an mot respektive, aksiale skuldre ved rotorens endepartier og med sin annen side mot motstående overflatepartier av utsparingene i endeveggene 3,4. Gjennom hver av en rekke av aksiale boringer 9 som forløper gjennom den øvre endevegg 4, forløper det en skrue 10, hvis nedre endeparti er skrudd inn gjengede blindboringer 11 i den nedre endevegg 3. På det øvre endeparti av skruen 10 som rager over den øvre endevegg 4, er det trædd en skive 12 og deretter påskrudd en mutter 13, slik at endeveggene 3,4 via skiven 12 blir fastholdt og i noen grad blir presset mot hverandre, og rotoren 20 kan dreies, men ikke beveges aksialt i forhold til huset 1.

I rotorens sylindriske ytterflate er det tildannet et skruelinjeformet spor 21, hvis ender 22 ved de respektive ender av rotoren 20 imidlertid forløper hovedsakelig aksialt og er forbundet med det skruelinjeformede parti av sporet via et buet sporparti 23.

Rotoren 20 har en aksialt gjennomgående, sentral boring 24. I dennes nedre parti det er festet en hylse eller adapter 25 som er innrettet til befestigelse til en rotor av en ventil (ikke vist), idet det i adapterens innervegg kan være tildannet aksialt forløpende spor, som er tilpasset aksialt forløpende tenner av ventilrotorens aksel. Ventilens hus kan være innrettet til befestigelse til vrimotorens hus 1 f.eks. via skruer (ikke vist) som kan skrus inn i gjengede boringer 26 i husets nedre endevegg 3.

Mellom husets sylindriske sidevegg og rotorens sylindriske ytterflate er det anordnet et hovedsakelig sylindrisk stempel 30. Dette omfatter et sylinderformet forbindelsesparti 31 som forløper koaksialt med rotoren 20 og huset 1. Til forbindelsespartiets nedre endeparti er det ved hjelp av skruer 32 festet en nedre eller første sirkulær endeflens 34, og til dets øvre endeparti det ved hjelp av skruer 33 er festet en øvre eller annen sirkulær endeflens 35. Endeflensene 34,35 rager radialt utad fra stempelets sylinderformede forbindelsesparti 31 til nær den radialt indre overflate av husets sylindriske sidevegg 2. Stempelet 30 er anordnet i huset 1 på en slik måte at endeflensene 34,35 forløper på hver sin side av husets midtflens 5, regnet i husets aksial-retning. Husets sidevegg 2 og midtflens 5 avgrenser sammen med stempelets sylindriske forbindelsesparti 31 og nedre samt øvre endeflens 34,35 et nedre og et øvre ringformet sylinderrom 37 resp. 38.

I stempelet er det tildannet gjennomgående, aksiale boringer 36 tilsvarende boringene 9 i den øvre endevegg, idet skruene 20 med klaring også forløper gjennom boringene 36. Stempelet kan således beveges aksialt, men ikke rotere i huset 1.

Radialt innad forløper det fra stempelet 30 det minst ett inngrepselement 39 som kan være tildannet som en sylindrisk tapp el.I., som rager inn i sporet 21 av rotoren, idet det mellom tappen 39 og sporets sidevegger kan være bare en liten klaring.

I et ringformet spor i den radialt innad vendende, sylindriske flate av boringen 6 av husets midtflens 5, er det anordnet en ringpakning, f.eks. en O-ring 50 som skaffer en tetning mellom midtflensen 5 og det motstående sylindriske forbindelsesparti 31 av stempelet 30. Videre er det i radialt utad åpne spor tildannet i de radialt utadvendendende, sylindriske overflater av den nedre og den øvre endeflens 34,35 anordnet en ringpakning, f.eks. en O-ring 51 resp. 52, som skaffer en tetning mellom endeflensene 34,35 og sideveggen 2 av huset 1.

I huset 1, f.eks. i dettes midtflens 5, forløper det kanaler 53,54 som munner ut i de respektive nedre og øvre sylinderrom 37,38, og som kan forbindes med en kilde resp. et reservoar og vice versa (ikke vist) for et trykkfluid, slik at stempelet kan bli beveget aksialt oppad eller nedad i huset 1. Ved hjelp av tappen 39, blir rotoren 20 herunder tvangsmessig rotert i forhold til huset 1.

I radialt utad åpne, rundtgående spor som er tildannet i rotorens endepartier, er det anbrakt pakninger, f.eks. O-ringer 55 resp. 56 som ligger an mot motstående, radialt innad vendende overflater av boringene 14,15 i endeveggene 3,4, slik at smuss fra rommet utenfor vrimotoren ikke skal kunne nå aksiallagrene 7,8.

Da sylinderrommene 37,38 ikke er avgrenset av den radialt ytre flate av rotoren hvori det skruelinjeformede spor 21 er tildannet, kommer hydraulikk-fluid ikke i berøring med dette spor under driften av vrimotoren.

På grunn av det aksialt forløpende sporparti 22 av sporet 21, kan rotasjon av rotoren 20 bli hindret, dvs. rotoren bli låst, når stempelet befinner seg i den øvre eller nedre endestilling i huset og det mot rotoren blir utøvet et dreiemoment utenfra, dvs. ikke fra motorens stempel 30, hvorved også en ventil-spindel som eventuelt er forbundet med rotoren vil bli låst.

Det øvre lager 8 kan enkelt tas ut ved at først mutrene 13 og skivene 12 og deretter den øvre endevegg 4 fjernes fra huset 1. Deretter kan rotoren bli fjernet fra stempelet og tappen 39 ved at det øvre parti av rotoren 20 gripes og rotoren roteres i forhold til huset, slik at den blir beveget aksialt opp og ut av dette inntil tappen 39 sluttelig kan føres ut av sporet via sporets åpne ende. Deretter kan f.eks. en rotor med et spor med en annen stigning innføres i huset, idet tappen 39 først innføres i sporets åpne ende, hvoretter aksiallageret 8 bringes på plass og den øvre endevegg 4 festes til huset ved at mutrene 13 skrus på skruene 10. Skifting av rotor og lagre kan således bli foretatt uten at hydraulikkvæske behøver å bli tømt fra sylinderrommene.

Den lette skifting av rotorer muliggjør på den annen side lett skifting av vrimotorens hydraulikkbestanddeler under fortsatt anvendelse av rotoren, f.eks. bytting til et større hus og stempel som f.eks. gir et større dreiemoment enn det opprinnelige hus og stempel.

Det er ovenfor angitt at rotoren 20 forløper koaksialt gjennom stempelet 30, men det vil forstås at det bare behøver å forløpe aksialt i forhold til dette, dvs. i stempelets bevegelsesretning.

Selv om det ovenfor har blitt beskrevet en dobbeltvirkende vrimotor, vil det forstås at den kan være enkeltvirkende ved anordning av en returfjær for stemplet.

Ved tildannelse av ytterligere aksialt forløpende sporpartier, kan det oppnås en låsing av rotoren og en av denne drevet innretning, f.eks. en ventil-stamme, i stillinger mellom den helt åpne og den helt stengte stilling av ventilen.

For å gi operatøren av vrimotoren en indikasjon vedrørende hvorvidt stempelet har nådd en endestilling i huset 1, f.eks. for angivelse av at en ventil som er forbundet med vrimotoren, har nådd den helt stengte stilling, kan det i husets midtflens 5 være tildannet en aksial lekkasjeboring 58 med liten diameter, som antydet med stiplet linje på fig. 2. Videre kan det på innbyrdes mot hverandre vendende sider av endeflensene 34,35 være tildannet lukke-eller seteområder 59,60, som er innrettet til å komme til anlegg mot respektive åpninger av boringen 58 og tette denne når stempelet 30 befinner seg i en endeposisjon og en av endeflensene 34,35 befinner seg nær midtflensen 5.

Boringen 58 er så liten at en fluidlekkasje til reservoaret gjennom denne ikke nevneverdig påvirker funksjonen av vrimotoren når et trykkfluid tilføres et av sylinderrommene fra en trykkfluidkilde for operasjon av vrimotoren. Ved måling av trykket på fluidet i returledningen til fluidreservoaret, kan det imidlertid herunder fastslås at trykket på returfluidet er større enn trykket i reservoaret.

Etter at stempelet har nådd den ønskede endestillig og ventilen følgelig har blitt stengt, har et av lukkeområdene 59,60 komme til anlegg mot åpningen

av boringen 58. Fluidlekkasjen har dermed blitt stoppet og trykket på fluidet i returledningen har blitt redusert til trykket på fluidet i reservoaret på grunn av den manglende, lille trykkfluidtilførsel. Denne trykkreduksjon som kan fastslås ved hjelp av en trykkmåler, gir således operatøren beskjed om at ventilen befinner seg i stengt stilling.

Claims (2)

1. Hydraulisk vrimotor omfattende et hus (1) med en sentral boring, et ringformet stempel (30), som kan beveges aksialt i husets (1) boring, men som er hindret i å rotere om sin lengdeakse i denne boring og en hovedsakelig sylinderformet rotor (20) som forløper aksialt gjennom stempelet (30), og som kan rotere om sin lengdeakse i huset (1), men ikke bli beveget aksialt i forhold til dette, idet det i rotorens (20) ytterflate er tildannet minst ett skruelinjeformet spor (21) og stempelet (30) har minst ett inngrepselement (39) som forløper radialt inn i sporet (21), hvor husets boring sammen med stempelets ene endeparti delvis avgrenser et første sylinderrom (37) og sammen med stempelets annet endeparti delvis avgrenser et annet sylinderrom (38) det første og det annet, sylinderrom (37,38) er innrettet til forbindelse med en kilde resp. et reservoar for et trykkfluid og vice versa for bevegelse av stempelet (30) aksialt mellom to endeposisjoner i huset (1) og dermed rotasjon av rotoren (20) mellom to tilhørende vinkelposisjoner via inngrepselementet, stempelet (30) i hver ende har en radialt utad ragende, endeflens (34,35) som er innrettet til tettende og glidbart anlegg mot husets (1) boring, og huset (1) har en midtflens (5) som ved midtområdet av husets (1) boring, regnet i aksial retning, rager radialt innad, og som samvirker med et parti (31) av stempelet mellom endeflensene (34,35), karakteriser t ved at midtflensen (5) har en sentral sylindrisk boring (6) hvis diameter er tilpasset diameteren av et sylindrisk stempelparti (31) mellom endeflensene (34,35), og som er innrettet til å ligge tettende og glidbart an mot dette stempelparti (31), idet husets (1) midtflens (5) og stempelets (1) endeflenser (34,35) sammen med de partier av husets (1) boring og det sylindriske stempelparti (31) som befinner seg mellom disse flenser (5,34,35) avgrenser de respektive sylinderrom (37,38).

2. Vrimotor ifølge krav 1, karakterisert ved at det i midtflensen (5) er tildannet en aksialt forløpende lekkasjeboring (58) som forbin-der sylinderrommene (37,38) med hverandre, og at det på innbyrdes motstående sider av endeflensene (34,35) er tildannet lukkeområder (59,60), som er innrettet til lukking av lekkasjeboringen (58) når stempelet (30) befinner seg i en endestilling i huset (1).