SE500119C2 - Förfarande för styrning av en hydraulmotor, jämte hydraulventil härför - Google Patents

Description

í.

CD C) 10 15 20 25 30 35 ..\ ..._3- arbetar med större tryckdifferenser.

Problemet är således att en låg tryckdifferens önskas vid tomgång, medan en högre tryckdiffererxs önskas vid av motorn.

Föreliggande uppfinning löser detta problan och erbjuder ett förfarande jämte en anordning där tryckdifferensen är låg vid tongång och där tryck- differensen är högre vid Inanöverering.

En IS-ventil arbetar i stort på samma sätt som en CPC-ventil. Skillnaden är att vid en LS-ventil har shunten tagits bort ur ventilen och ersatts av en pmp med variabelt deplacemerrt och en regulator som reglerar pumpens deplacement så att en konstant tryckskillrxad erhålles mellan pxmrptryck och lastsignal.

Problemet med en IS-ventil är då att för det fall en funktion JQ-äver ett stort flöde måste normalt hela ventilen dimeneioneras upp.

Föreliggande Llppfirmirxg löser detta problem genom att en eller flera funktioner, dvs en eller flera motorer som försörjes av samna pimp, lätt kan ges en högre kapacitet utan att ventilen i övrigt påverkas.

Föreliggande uppfuunrng' ' hänför sig således till ett förfarande för styrning av en laydraulnnotor medelst en hydraulventil, vilken innefattar en inlopps- sektion innehållande pump- och tarxkansluttïirlg och en manöversektion med en slid samt ett lastsignalsystem, vilken hydraulventil ytterligare för varje innefattar två reglerande strypningar vilka är anslutna till och från en motor, såsom en hydraulcylinder, där manöversliden även innefattar en lastnivåavkännande strypning och en lastsignaldränerirxg, där nämnda pump ger ett ck, och utmärkes av, att vid medelst manöversliden bringas lastsignalsystexnets lastsignal att ökas medelst en ytterligare strypning förefintlig mellan punpirflcoysplirxgen och den sida av den lastavkännande strypningen som vid har det högre mycket.

Vidare hänför sig uppfinningen till en ventil av det slag och med de huvudsakliga särdrag som anges i kravet 9. 10 15 20 25 30 35 3 Nedan beskrives uppfinningen närmare, delvis i samband med på bifogade ritningar visade-utförirxgsexezrpel av uppfinningen, där - figur l visar ett hydraulschema över en känd CPC-ventil - figur 2 visar ett hydraulscherna över en CPC-ventil enligt uppfinningen - figur 3 visar ett utförande av en känd CPC-ventil i en tvärsektion - figur 4 visar ett centralt parti av ventilen i figur 3 modifierad enligt en första utförirrgsfonn av uppfinningen - figur 5 visar ett centralt parti av ventilen i figur 3 modifierad enligt en andra utföriragsforrn av uppfinningen - figur 6 visar ett hydraulschena motsvarande schemat i figur 2 men där en s.k. lS-ventil används - figur 7 visar ett hydraulscherna där två motorer förefinns.

I figur 1 visas en känd CBC-ventil. Med A betecknas en inloppsselction innehållande pump- och tarzkanslutnixxg, där pumpen betecknas P och tanken T. Med A1 betecknas en shuntventil innefattande en fjäderpåverkad shuntslid.

MedelSt fjäderkïtaften inStällS det önskade 'CryCkfallet över Shuntventilen vidtangårxg. Medßbeteclnnsennaraöverselctionnxedenslidßlochen koznpensator B2 samt ett lastsignalsystem betecknat L1, L2 och LB.

Förutom två reglerande strypningar betecknade S3 och S4, vilka är anslutna till och från en lnotor betecknad C, irmehåller sliden Bl en lastnivå- avkännande strypning S2 och en lastsignaldränerirxg S5.

Med siffran 5 betecknas en tzryckbegränsnirxgsventil, vilken öppnar vid ett tryck i motorn överstigande ett inställt lnaxiixzalt tryck. Med siffran 6 betedmasen i1varsuppgiftärarrskyddadeti figur l visade systemet. Båda ventilerna 5 och 6 är anslutna till tanken T.

När sliden Bl står i neutralläge är S2, S3 och S4 anordnade att vara stängda, nedan ss är nerna at: lastsigzmaiieanirrgen m är dränerad till tank via strypningen S5. Via en växelventil L2 och lastsignalkarmalen LB är även shuntens Al fjädersida dräner-ad till tank. I detta läge hos sliden Bl shuntas punvpens flöde till tank via shuntventilens A1 shuntslid med ett tryckfall som i allt väsentligt bestäms av den fjäderkraft som verkar på snunrsiiden.

När huvudsliden Bl förskjutes ett stycke från dess neutralläge stängs (Il x.

CJ 10 15 20 25 30 35 4 strypniigen S5 medan strypningen S2 Härvid överföres lasttrycket PL i motorporten via lastsigrxalsysternet Ll, L2 och L3 till shuntslidens fjädersida. För att upprätthålla kraftbalansen över shuntsliden och förhindra V att shuntventilen stängs ökar pnmlptrycket med ett värde motsvarande last- trycket PL i motorporten.

Vid ytterligare utstyrning av huvudsliden Bl S3 och S4 att Lastsignalen PL leds förutom till shuntsliden också till kcuupen- satorns B2 slid. Kraftbalansen över koupensatorn ger då att skillnaden :nellan trycket före S3, dvs. på högra sidan av konpensatorsliden i figur l, och trycket efter S3, dvs. trycket på fjädersidan av kcxnpensatorsliden, är proportionellt mot den på kcmpensatorsliden verkande fjäderkïraften.

Oberoende av lasten PL kaumer kcmperusatorn att reglera en väsentligen konstant tryckdiffereras över strypningen S3. Shuntventilen konuner att reglera en något högre tryckdifferens nvellan pumpanslutnirag och nxooorport.

Den konstanta tryckdifferetaseln över S3 att flödet genom S3 blir oberoende av lasttrycket PL, och endast varierar med slidläget hos sliden Bl.

För att lcunrza erhålla ett flöde som är tillräckligt för att ge en önskad maximal hastighet med en rimligt stor ventil, krävs normalt en av shunt- ventilen reglerad trycknivå som är högre än vad som är som tomgångs- tryckfall.

En IS-ventil arbetar på sanna sätt som beskrivits för CFC-ventilem men lastsignalen till shunten leds istället till en pumpregulator som styr puxnpens deplacernent.

Samtliga hudraulsclxelnan visar för tydlighets skull en funktion arbetande i en riktning.

Det hittills besloriwaa tillhör känd teknik.

Einligt lippfirmirxgen löses det inledningsvis nämnda problemet genom införandet av en ytterligare strypning Sl, se figur 2. Figur 2 visar samma sak som figur 1 med den skillnaden att stxypnirxgeru S1 införts. Beteckningarxua i 10 15 20 25 30 35 5 figur 2 ärdärför desamma som i figur 1.

Enligt uppfinningen bringas vid medelst manöversliden Bl lastsignalsystettxets lastsignal Ps att ökas medelst den ytterligare stryp- ningen S1 som förefinns mellan pmrpirflcoçzplirrgen och den sida av den last- avkänxlarmde strcypnirrgetl S2 som vid har det högre mycket.

Uppfinningen exemplifieras nedan i arlslutning till den i figur 2 visade lcretsen.

Fïmktionen hos kretsen enligt figur 2 är följande.

Med sliden Bl i neutralläge är strypnirxgarrla Sl, S2, S3 och S4 stängda, nedan strypnirigen ss är Germ ss avlastas således tr-yeltet Ps till tank. detta att shuntventilen i detta läge ger ett tryck Pp som är lika med Pfj, där Pfj är det tryck som genereras av shuntventilens fjäder 2.

När slidenßlstyrsutstärgsstrypniragemü.

Sl, S2, S3 och S4. Kompensatom kaniner härvid att reglera en konstant tryckdifferells över strypnirlgen S1. 'Iryclcdifferensen bestäms utav kompensa- torns fjäder 4. Detta att ett konstant flöde erhålles genom S1.

Förutsatt att try sverltilenla 5 och 6 inte öppnar måste det üyckkaxperlserade flödet genom S1 strömma genom S2 och in i motorporten 7.

Genau sz erhålles därvid ett trycxfall Psz. Resultatet av detta blir att signalen, eller tycket, Ps till kompensatorn och shuntventilen blir lika medPL+Ps2. DettamedförattpnmtryeketPp=1=L+Ps2+Pfj, därPfj är tïyckskillxxaden på grund av shuntventilens fjäder 2.

Den princip som således tillänpas vid llppfixmixlgen är att lastsignalen innefattar en tryckdel, nämligen PL från motorporten, vilken ökas med ett tryck som emanerar från punpsidan.

Genom uppfinningen åstadkommas således att tongångstryclcfallet kan vara lågt och lika med Pfj, medan den verksamma izyckdiffererxsen vid blir högre, nämligen Pfj ökat med Psz. Detta medför således att det inled- ningsvis nämnda problemet löses. - 01 (U CL) 10 15 20 25 30 35 ...x ...A \Û Enligt en föredragen utföringsform utföres den ytterligare strypningen S1 så att den öppnar ner vid ökande utslag hos manöversliden Bl. Detta ger den ytterligare fördelen att tryckdifferensen vid kan hållas relativt låg vid låga hastigheter hos motorn, nedan den ökas vid ökande flödesuttag.

Ovan har föreliggande uppfinning beskrivits ned ett utförizgsexaxlpel där en CPC-ventil har använts och där dessutom en kmnperasator förefinns.

Emellertid är uppfinningen lika tillämpbar då någon kornpensator inte förefinns, varför uppfixmixngen inte är begränsad till ventiler med en kcxnpensator. Emellertid är det ofta föredraget att förse ventilen med en kompensator.

Dessutom är uppfinningen inte på minsta sätt begränsad till ett utförande ned en CFO-ventil. Istället för en CPC-ventil kan en LS-ventil I figur 6 visas ett hydraulsdierna där CF'C-ventilen ersatts av en ILS-ventil.

Vid av en IS-ventil utgår shunten. Istället för att shunta överskottsolja till tank förefinns en regulator R som är anordnad att reglera punpens P deplacenent så att pumpflödet anpassas till systenets behov. Iastsignalen leds härvid istället för till shunten till nämnda regulator R. I övrigt motsvarar det i figur 6 visade schemet det i figur 2 visade schemat, varför schemat i figur 6 inte- behöver beskrivas Föreliggande Ilppfirmjrxg ger även en stor fördel vid samkörrfing av flera funktioner utan konlperwsator. CPC-ventiler och IIS-ventiler som saknar kompensator har rnormalt mycket dåliga samkönuhgsegenslæper. Vid sankörrrirzg inkopplas alla funktionerna på tilloppslednirzgen från pumpen. Den tyngsta lasten 'tryckkanpermseras av shuntventilen eller pumpen, medan de övriga saknar tryckkcxrpenserirag. startas först en funktion ned lätt last och därefter ytterligare en funktion som har en avsevärt tyngre last, förändras tnryckfallet för den första 'funktionen från det av shuntventilen eller punpen reglerade uymfaliet, sm Ofta är i scorieksørdnjrgen 15 bar, till exempelvis 200 bar beroende på den tyngre lasten. Detta en hastig- hetsökning på i storleksordningen 300 %. 10 20 25 30 35 Lïï LJ L.) s.. \ ...à \O 7 Genom att anordna en ytterligare strypnirx; S1 för en eller flera funktioner, dvs. en eller flera lnotorer san försörjes av sanxma pump, kan, medelst den ytterligare suypnlmen sl, uyaalfferersen för lättare last väljas till exempelvis 50 - 60 bar eller högre. Detta ger en väsentligt minskad från den tyngre lasten.

I figur 7 illustreras ett fall med två motorer C, C' inkopplade till samma puxnpla-ets. I figur har samma beteckningar som i figur 2 använts för enhet- erna A, B och Bl. Med beteckningarna B' och Bl' betecknas nxanöverselctioneil för den andra av motorerna C'. I manöversektionen B', Bl' har de ingående kanponerxterna samma beteckningar san i manöversektionen B, Bl. I figur 7 visas således en inloppssektion och två nlanöversektiorler ned de funktioner som behövs för i en riktning. På :motsvarande sätt kan ytter- ligare funktioner tänkas vara anslutna ovanför den övre av nanöver- sektionerna.

Manöversektioner ned eller utan den ytterligare strypningen S1 och med eller utan karpensator kan blandas fritt för att ge varje funktion de speciella egenskaper san bedöms vara optimala.

En IS-ventil byggs upp på motsvarande sätt, där således shuntvemzilen utgår och ersätts av en lastsignalutgång till en pump med variabelt deplace- nent.

I figur 3 visas ett exanpel på en CPC-ventil eller en LS-ventil av känt slag. I figur 3 har samma beteckningar san i figur 1 När sliden Bl förskjutes i pilens 9 riktning kanmer S5 att stänga förbirxielsen till tankkanalen T. Vidare kamer den vänstra av kanalerna S2, nämligen stryp- ningen S2, att öppna en förbindelse till motorporten 7 och S4 att öppnas till returlecirliilgm 8 från motorn. Efter ytterligare någon förskjutning kommer S3 att öppnas till nlotorporten. Med siffran lO betecknas punpkanalen efterkompenSatornBZ. Derlhögra S2 aktiverasnärslidenßl förskjutes i motsatt rilctniig mot pilen 9.

I figur 4 visas ett första utförande av Llppfirlnirlgen vid en ventil i figur 3. Figuren 4 visar endast det centrala partiet av sliden Bl. Den san är gjord ned figur 3 är att huset B försetts ned en runtomgåerxie urtagrling 11 på båda sidorna om plmlpkanalen 10. Denna urtagning får till L) i 10 15 20 25 30 35 L.) CD _ å .....\ 8 följd att kanalen S1 i figur 4 kornmer, vid slidens förskjutning i pilens 9 riktning, att komma i förbindelse ned punpkaiialen 10, varigenan kanalen S1 kanter* att tjänstgöra san strypningen S1. När sliden styrs ut åt det andra hållet kamer den strypning san betecknas S1 i figur 4 att tjänstgöra san stirypningen S2, medan den i figur 4 betecknade stiqzpnirigen S2 karmer att tjänstgöra som strypningen S1. Detta utföraride innebar' " att de båda stryp- ningarna si och sz är lika.

I figur 5 visas ett annat utförande. Enligt detta utförande har sliden Bl, istället för ned urtagrdngar 11, försetts ned ytterligare två kanaler S1 och S1' . S1 tjänstgör san su-ypningen S1 när sliden förskjutes i pilens 9 rikmirig och S1' tjänstgör san str-ypnirigen S1 när sliden förskjutes i :not-satt riktning. När sliden förskjutes i pilens 9 riktning kaniner S2 att kanma i förbindelse ned kanalen 7, dvs niotorporten, och strypnirigen S1 kommer att komma i kontakt med purnpkanalen 10. Det motsvarande sker med strypningarna S2' och S1' när sliden förskjutes åt det andra hållet.

I detta utförandet kan således si, sz ræp. si' och sz' väljas oberoende av varandra. Således kan exempelvis S1 och S1' haenstörreareaänstrypningarnaS2odiS2' förattökatrycketPs till kanpensator och shuntventil. Således kan förhållandet S1/S2 respek- tive sivsz' väljas fritt.

San framgår ovan bestäms flödet till Inotorn av arean i strypningen S3 och tryckfallet över denna. Ju högre tryckfall desto större flöde. Tryclcfallet över S3 är surnman av tryckfallen över S1 och S2.

Gu ventilerna 5 och 6 är stärigda erhålles samma flöde genan S1 och S2.

'Iryckfallet över S1 bestäms av kanpensatorn B2, och om denna saknas av shunten A1. Vid en ILS-ventil utan kanperxsator bestäne iryckfallet över S1 av pumpen.

Om S1 har sanuna area som S2 blir tryckfallet över S3 således lika ned den dubbla kanpensatortryckdifferensen. Minskas arean i S2 kanter fortfarande sannna flöde att tvingas igenan S2 varigenan tryckfallet över S2 ökar.

Om exanpelvis arean S1 = 2 x arean S2 blir tryckfallet över S2 lika ned 4 gånger tryckfallet över S1, och tryckfallet över S3 blir då lika ned 5 10 15 20 25 x.) l ”W \__- CI) _. .x vi) 9 gånger kcxupensatortryckdifferersen. Detta att flödet blir mer än dubbeltsåstortänvaddet skullehavarítisaxmwaverntilnendärstryp- ningen S1 saknas.

German att minska arean S2 och/eller öka arean S1 kan 'lzryckdifferensen över S3 väljas tipp till en önskad nivå. Den lnaxiinala nivån bestäms av ventilerna 5 och 6.

Det är således uppenbart att S1 och S2 kan väljas av fackmannen för att åstadkomma en önskad effekt beroende på den tillämpning vid vilken hydraul- ventilen Det kan framhållas att man i en förhållandevis liten och 'trång ventil genom att införa en ytterligare strypning S1 på en slid, kan ge ventilen nfijlignet ett arbete med betydligt större flöden än ned ett konventionellt lastsigrnlsystem.

Ovan har föreliggande »uppfinning beskrivits b1.a. i sanxbarzd med ett antal utförirxgsforuaer. Det är emellertid uppenbart att föreliggande uppfinning kan varieras utöver vad som ovan exarplifierats.

Claims (16)

(_) | (LI) CI) 10 15 20 25 30 35 ...x .__ .ax \O 10 Patentkrav.

1. Förfarande för styrning av en hydraulmotor medelst en hydraulventil, vilken innefattar en inloppssektion innehållande pump- och tankansllxtnirlg och en manöversektion med en slid (Bl) samt ett lastsignalsystexn (Ll, L2, L3) , vilken hydraulventil ytterligare innefattar för varje rörelserilctrlixmg två reglerande (S3, S4) vilka är anslutna till och från en motor (C), såsom en hydraulcylinder, där manöversliden (Bl) även .innefattar en lastnivåavkärularxie strypning (S2) och en lastsignaldränerirlg (S5), där nämndapnrpgeretttcxrgålgstrydc, kännetecknat av, attvid medelst manöversliden (Bl) bringas lastsignalsystarets lastsignal Ps att ökas medelst en ytterligare strypning (S1) förefintlig mellan plmpinkopplirzgen och den sida av den lastavkäxmarrde strypningen (S2) san vid har det högre trycket.

2. Förfararxie enligt laav 1, för det fall en CPC-ventil används, kännetecknat av, attenshuntventil (A1) förefinns il-mefattarxie en fjället-påverkad enuntelid nedelst vuxen det önskade ttngåflgetryeltfallet över slmntventilen inställes där nämnda fjäderpåverkade shuntslid styr nämnda tengångetryek Pfj, om av att nämnda lastsignal leds till snunteliden.

3. Förfarande enligt krav 1, för det fall en LS-ventil används, kännetecknar. av, attenpurnp (P) lnedvariabeltdeplacerterlt används vilken pump styrs av en regulator (R) och av att nälnnda lastsignal leds till regulatorn (R).

4. Förfarancieerlligtlcravl, 2eller3, kännetecknat av, att en kompensator (B2) förefinns inkopplad mellan inloppssektionen (A) och ventilens huvudslid (B1) .

5. Förfararldeerlligtkrav4, kânnetecknat av, att viden s.k. closed centre venti(CFC-ventil) den ytterligare strypnirxgen (S1) inkopplas i ventilens matarkanal efter kounpensatom (B2) .

6. Förfarandeenligtkravl, 2, 3, 4eller5, kännetecknat a v, att lastsignalen bringas att ökas med 1,5 till 50 gånger. 10 15 20 25 30 35 (fl (Il CI) \ -._\ \Q ll

7. Förfararxie enligt krav något av föregående hav, kännetecknat av, attdenytterligare (S1) utföres variabel så att den öppnar mer vid ökarde utslag hos manöversliden (Bl).

8. Förfararrle enligt krav något av föregående krav, kännetecknat av, attdenlastavkännaxldestrypningen (S2) och den ytterligare strypningen (S1) skiljer sig åt vad avser stnrypeffelct.

9. Hydr-aulverltil, vilken innefattar en inloppssektion inrletaållarfie pump- och tankanslumirrg oda en manöver-sektion med en slid (Bl) samt ett last- sigrlalsystexn (Ll, L2, IB) , vilken hydraulverrtil ytterligare för varje innefattar två regler-ande strypningar (S3, S4) vilka är anslutma till och från en motor (C), såscm en hydraulcyliruier, manöver- sliden (Bl) även irlnefattar en lastnivåavkännanzie str-ypnirlg (S2) och en lastsignaldränering (S5) , där rlänlncla pump ger ett tomgångstryà, kännetecknad av, attenytterligarestrypning (S1) förefinns mellan punpilll-:ogplillgen och den sida av den lastavkännande strypningen (S2) som vid har det högre trycket, vilken strypnirlg är anordnad att vid medelst lnanöversliden (Bl) öka lastsignalsystarets lastsignal Ps.

10. Allordnillg enligt krav 9, för det fall en CPC-ventil används, kännetecknad av, attenshuntventil (A1) förefinns innefattarxie en fjäderpåverkad shuntslid medelst vilken det önskade clcfallet över smmtverrtilen är anordnat att inställas, där nämnda fjäder-påverkade skumt-slid styr :närma tnngångstryæ Pfj, och av att nämna last-signal är ansluten till shuntsliden.

11. ll. Anordning enligt krav 9, för det fall en LS-ventil används, kännetecknad av, attenpmnp (P) lnedvariabeltdeplaoement förefinns, vilken pump är anordnad att styras av en regulator (R) och av att närnnda lastsigml är ansluten till regulatorn (R).

12. Anordningenligtlcrav9, 10eller11, kännetecknad av, att en konperlsator (B2) förefinns inkoçplad mellan inloppsselctiorlen (A) och ventilens huvudslid (Bl). (TI C.) CI.) 10 15 _.- > ._ .x kf) 12

13. Anordningenligtlcavlz, kännetecknad av, attviden s.k. closed centre ventil (CFC-ventil) den ytterligare strypningen (S1) är inkopplad i ventilens matarkanal efter kornperxsatorn (B2) .

14. Anordningerxligtlcrav9, 10, 11, 12e1lerl3, kännetecknad a v, att den ytterligare strypningen är anordnad att öka lastsignalen med 1,5 till 50 gånger.

15. Anordningeauligtnågotavlmaven9till 14, kännetecknad a v, att den ytterligare strypningen (S1) är utförd wriabel så att den öppnar mer vid ökande utslag hos lnanöversliden (B1) .

16. Anordningerdigtnågotavlcraven9till 15, kännetecknad a v, att den lastavkännarade strypningen (S2) och den ytterligare sürypningen (S1) skiljer sig åt vad avser strypeffekt.