181120. lajstromszámú szabadalom • Hidraulikus áramosztó és áramösszegező
3 181120 4 ágának teihelésétől. Az osztás a tolattyú által vezérelt kifolyónyílásokon történik és a nyílások keresztmetszetének viszonya változik a tolattyú helyzetétől függően. A fent ismertetett megoldások legfontosabb és közös hátránya, hogy nem alkalmazhatók áramelosztókként, illetve áramegyesítőkként. Ezeknek a készülékeknek a szakirodalomból közismert meghatározása ugyanis rögzíti, hogy az áramelosztó olyan áramirányító, amely a munkafolyadék áramot állandó arányban osztja szét, és ez független a nyomásváltozástól. Ennek a funkciónak az ellátására az ismertetett készülékek alkalmatlanok. Az ismert megoldások eme legfontosabb és közös hátránya nagymértékben csökkenti egyrészt ezeknek a szerkezeteknek az alkalmazhatóságát, másrészt pedig hidraulikus rendszerek több célú alkalmazását. A hidraulikában ugyanis gyakran jelentkezik az az igény, hogy egy hidraulikus forrásról több hidraulikus munkavégző szervet kell olyan módon üzemeltetni, hogy a munkavégző szervek egymáshoz képest meghatározott viszonyban legyenek. Ez a helyzet például két hidraulikus munkahenger szinkronizálásakor, ahol is az egyik hengerre nagyobb terhelés eshet, mint a másikra. Ekkor a belépő folyadékáramot a terheléstől függetlenül kell osztani. Ugyanez a szükség fordított értelemben jelentkezik áramösszegző funkció esetén, ahol a két különböző terhelésű munkavégző szervről érkező folyadékáramot a terheléstől függetlenül kell össszegezni. Más szavakkal megfogalmazva ez azt jelenti, hogy a hidraulikus áramosztó és/vagy áramösszegző feladata az, hogy a munkavégző szervek sebességaránya az osztás és/vagy összegzés során a terheléstől függetlenül állandó legyen. Jellemző alkalmazási területe az ilyen típusú áramosztónak, illetve -összegzőnek a hidraulikus kerékhajtások szinkronizálása. Csak mellékesen említjük meg, hogy ebben az esetben az áramosztónak, illetve -összegzőnek egyidejűleg a differenciálzár szerepét is el kell tudni látnia. Ráadásul ekkor a szinkron funkciót ki kell tudni kapcsolni. Az ismert hidraulikus áramosztó és/vagy áramösszegző készülékek a fojtásos szabályozás elvén működnek. Folyadékútjuk szabályozótolattyú, belépőcsatornájukba pedig állandó mérőfojtások vannak beépítve. Amikor a munkavégző szervek a készülék kimenetén egyenletesen vannak terhelve, akkor a fojtásokon ugyanaz a folyadékmennyiség folyik át és a nyomásesés is azonos rajtuk. A szabályozó tolattyút tehát mindkét végén ugyanakkora erő terheli, a szabályzó tolattyú szabályozó éleinél tehát azonos nagyságú nyílások maradnak szabadon. Amikor a készülék kimenetére kapcsolt munkavégző szervek terhelése nem azonos, a mérőfojtásokon fellépő nyomásesés sem lesz egyforma. Ez a nyomáskülönbség elmozdítja a szabályzó tolattyút, a szabályzó tolattyú egyik szabályzóélénél tehát pótlólagos fojtás alakul ki. Ezáltal azonban megmarad a kimenetek sebességarányának eredeti állapota a munkavégző szervekre eső egyenlőtlen terhelés esetén. A fojtásos szabályozás elvén működő áramosztó és áramösszegző készülékek pontosságát nagymértékben befolyásolja a szabályzó tolattyúra ható súrlódási erő. A szabályozási pontosságot a mérőfojtásokon átfolyó mennyiség növelésével fokozni lehet; másrészről előre meghatározott pontossághoz szükség van egy minimális átfolyási mennyiségre. Minél nagyobb azonban a fojtásokon átfolyó mennyiség, annál nagyobb a fojtás ellenállása, ez pedig energetikai veszteségekhez, a folyadék melegedéséhez vezet. Ezért a legnagyobb megengedhető nyomásesést is elő kell írni a fojtások számára. A minimális átfolyási mennyiséget tehát a pontosság, a maximális átfolyási mennyiséget pedig a megengedhetp nyomásesés korlátozza. Az ilyen módon meghatározott maximális átfolyási mennyiség és minimális átfolyási mennyiség arányát átfogásnak nevezzük. Ez az átfogás az ismert készülékek esetében három körüli érték. A hidraulikus hajtásokat, rendszereket egyre növekvő körben alkalmazzák. Az ilyen alkalmazások, pl. a kerékhajtások esetében az előbb említett viszonylag kis értékű átfogás az ismert megoldásoknál nagyon kedvezőtlen tulajdonság, hiszen az ilyen alkalmazásoknál legalább 15 és 20 közötti értékű átfogásra van szükség. Találmányunkkal célunk a fent említett valamennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése. A megoldandó feladat tehát olyan hidraulikus áramosztó és áramösszegző készülék létrehozása, amellyel a korábban ismertté vált készülékek minden funkcióját egyszerű kivitel mellett lehet teljesíteni, ráadásul a készülék nagyobb átfolyási mennyiség esetére is alkalmas, valamint az átfogás is sokkal nagyobb. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a kitűzött összetett feladat maradéktalanul megoldódik, ha az átfolyási mennyiség növekedésével a mérőfojtásokon fellépő nyomásesés csak kismértékben növekszik és másrészről az áramosztó és áramösszegző funkciót igen egyszerűen teljesíteni lehet, ha nemcsak két, hanem négy szabályzóélet alakítunk ki. A továbbfejlesztés, azaz maga a találmány most már abban van, hogy a mérőfojtások a belépő folyadékáram függvényében változtatható kialakításúak, a szabályzó tolattyúkon pedig elmozduló gyűrűk vannak elhelyezve. Ennek a megoldásnak a jelentősége abban van, hogy az átfolyási mennyiséget, azaz a fojtásokon fellépő nyomásesést gyakorlatilag nullától igen magas értékig lehet beállítani, illetve ezek maguktól beállnak, másrészről pedig abban van, hogy az elmozduló gyűrűk az áramosztó és az áramöszszegző egyidejű funkcióját egyszerű módon teszik lehetővé. Az egyszerű megvalósítás szempontjából különösen célszerű a találmány szerint, ha a változtatható mérőfojtások hüvelyből és ezzel együttműködő tolattyúból vannak kialakítva. Ekkor a hüvelyt cserélhetőre is kialakíthatjuk. Ez utóbbi esetben az áramosztás, illetve összegzés arányát ennek az egy hüvelynek a cseréjével könnyedén változtathatjuk. A találmány szerint célszerű, ha a szabályzó tolattyú két végéhez egy-egy vezérlő dugattyút rendelünk. Ez a megoldás lehetővé teszi a szabályzó tolattyú helyzetének kívülről történő meghatározását, szabályozását, ami által a készülék az áramosztás és áramösszegzés mellett differenciálzár funkciót is betölthet. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
