BG63996B1

BG63996B1 - Priority valve for a hydraulic control mechanism

Info

Publication number: BG63996B1
Application number: BG105509A
Authority: BG
Inventors: Erhard Bergmann; Hartmut Vossberg; Gerhard Voss
Original assignee: Mannesmann Rexroth Ag
Priority date: 1999-02-27
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2003-09-30
Also published as: DK1163142T3; BG105509A; EP1163142A1; WO2000051873A1; PL200260B1; PL348579A1; EP1163142B1; DE19908614C1; DE50001044D1

Abstract

The priority valve can find application in hydraulic circuits for steering of different machines, in particular heavy transport vehicles. The valve has simplified, compact and safe design. It ensures quick reaction of the steering control in case of a sharp change of the operational conditions, such as sudden appearance of heavy loading. The valve comprises of a casing (4) with regulating piston (22) fitted in it. The spring-loaded side of the control valve (29) is connected to a pressure space of the non-spring loaded side of piston (22) of the main valve (3). 2 claims, 4 figures

Description

Област на приложение 5Scope of application

Изобретението се отнася за главен клапан за хидравличен управляващ механизъм, който може да намери приложение при захранване на кормилното управление на мобилни транспортни 10 устройства.The invention relates to a main valve for a hydraulic control mechanism that can be used to power the steering control of mobile transport 10 devices.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Главни клапани от този вид са известни 15 и се използват предимно в мобилните устройства, които се състоят от хидравлична циркулация за захранване на едно хидравлично кормилно управление и от една хидравлична циркулация за захранване най-малко на един по- 20 нататъшен консуматор. При това двете циркулации на една мобилна инсталация имат обща захранваща помпа и общ главен клапан. Главният клапан работи на принципа на един трипътен разпределител и разделя потока от пом- 25 пата на две циркулации, при което кормилната циркулация получава абсолютен приоритет. Според това главният клапан включва корпус с подвеждащ извод за помпа и два отвеждащи извода - за кормилно управление и за 30 консуматор, например пружинно натоварено регулиращо бутало. От водещия към кормилното управление главен тръбопровод в главния клапан се отделя тръбопровод за товарен сигнал, който, от една страна, води към пружин- 35 но натоварената страна на регулиращото бутало, а, от друга страна, води паралелно спрямо главния тръбопровод към кормилното управление и от там - след един регулируем дросел се свързва отново с главния тръбопровод. В глав- 40 ния управляващ тръбопровод е разположена една динамична доза, която определя големината на управляващия маслен поток. След главния клапан от водещия към кормилното управление главен тръбопровод се отделя един 45 управляващ тръбопровод за ненатоварената пружинно страна на регулиращото бутало, в който се намира една демпфираща дюза, която подпомага стабилното движение на регулиращото бутало. Паралелно към демпфиращата дюза в уп- 50 равляващия тръбопровод е предвиден обратен клапан, който е свързан паралелно към демпфира щата дюза, в посока от кормилното управление към главния клапан. Благодарение на паралелното свързване се осъществява демпфиране на движението на регулиращото бутало и се създава възможност за една необходима бърза реакция на регулиращото бутало, когато например втората циркулация на потребителя е изключена.Main valves of this type are known 15 and are used mainly in mobile devices, which consist of hydraulic circulation to power one hydraulic steering and one hydraulic circulation to power at least one further consumer. In addition, the two circulations of a mobile installation have a common feed pump and a common main valve. The main valve operates on the principle of a three-way distributor and divides the flow from the pumps 25 into two circulations, whereby the steering circulation receives absolute priority. Accordingly, the main valve includes a housing with a pump inlet and two outlet ports - for steering and for 30 consumers, such as a spring loaded control piston. From the leading to the steering main pipeline in the main valve is separated a pipeline for the load signal, which, on the one hand, leads to the spring-loaded side of the control piston, and, on the other, leads in parallel to the main pipeline to the steering and from there - after one adjustable throttle reconnects to the main pipeline. There is a dynamic dose in the main control line that determines the amount of control oil flow. After the main valve from the leading to the steering main line, a 45 control line is discharged to the unloaded spring side of the control piston, which houses a damping nozzle, which assists the stable movement of the control piston. A non-return valve is provided in parallel with the damping nozzle in the control line, which is connected in parallel with the damping nozzle in the direction from the steering control to the main valve. Due to the parallel connection, the movement of the control piston is damped and the necessary quick response of the control piston is made when, for example, the second circulation of the user is switched off.

Известните главни клапани имат недостатъка, че при принудително студено стартиране вследствие на високия вискозитет на маслото или при явяващи се върхови натоварвания в кормилната циркулация на регулиращото бутало под влиянието на демпфиращата дюза се реагира твърде бавно към новите работни условия.The known main valves have the disadvantage that when forced cold starting due to the high viscosity of the oil or when peak loads occur, the steering piston of the control piston reacts too slowly to the new operating conditions under the influence of the damping nozzle.

От DE 3619331 е известен главен клапан, който изключва този недостатък и дава възможност за паралелно свързване на демпфиращата дюза също и в другата посока на движение на регулиращото бутало. За тази цел в регулиращото бутало на главния клапан е предвидено пружинно натоварено управляващо бутало, което се натоварва откъм ненатоварената пружинно страна от налягането на динамичната дюза и откъм натоварената пружинно страна - от налягането след динамичната дюза. Едно такова управление на регулиращото бутало работи задоволително, тъй като движенията на регулиращото бутало при нормални работни условия протичат демпфирано, а при екстремни работни налягания протичат с бързо реагиране и в двете посоки. Това решение във всеки случай е трудно изпълнимо от техническа гледна точка, тъй като двата сигнала за налягане, които се доставят естествено от динамичната дюза се намират върху пружинно натоварената страна на регулиращото бутало и демпфиращата дюза, която трябва да захранва със сигнали за налягане и се намира върху ненатоварената от пружина страна на регулиращото бутало. Поради това управляващото бутало трябва да е разположено конструктивно над цялата дължина на регулиращото бутало. Това изисква сложна производствено техническа обработка на двете страни върху една голяма дължина. Освен това се получават големи площи за уплътняване, които също така са трудни за обработване и освен това при експлоатация имат склонност към блокиране.A main valve is known from DE 3619331 which eliminates this drawback and enables the damping nozzle to be connected in parallel in the other direction of movement of the control piston. For this purpose, a spring loaded control piston is provided in the control piston of the main valve, which is loaded on the unloaded spring side by the pressure of the dynamic nozzle and on the loaded spring side by the pressure after the dynamic nozzle. Such a control of the control piston works satisfactorily, since the movements of the control piston under normal operating conditions are damped, and under extreme operating pressures they flow with rapid response in both directions. This solution is hardly technically feasible in any case, since the two pressure signals supplied naturally by the dynamic nozzle are located on the spring loaded side of the adjusting piston and the damping nozzle, which must supply the pressure signals and located on the non-spring loaded side of the adjusting piston. The control piston must therefore be positioned structurally over the entire length of the control piston. This requires complex production and technical processing of both sides over a large length. In addition, large compaction areas are obtained, which are also difficult to cultivate and, moreover, tend to block during operation.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Задачата на изобретението е да се съз2 даде главен клапан за хидравлично кормилно управление, да се добави към регулиращото бутало на един главен клапан от съществуващия тип регулиращ орган, който да създава възможности за демпфирано движение на регулиращото бутало при нормални експлоатационни условия и бързо движение на регулиращото бутало при екстремни експлоатационни условия, като при това да се отличава с опростена технология на изработване и да не се влияе от смущения при своята работа.It is an object of the invention to provide a master valve for hydraulic steering control, to add to the control piston of one main valve of an existing type of control body, which enables the damped movement of the control piston under normal operating conditions and rapid movement of the control the piston under extreme operating conditions, while being distinguished by simplified manufacturing technology and not affected by interference with its operation.

Задачата се решава чрез главен клапан за хидравлично кормилно управление, който е свързан успоредно с друга циркулация на консуматор и заедно се захранва с масло от захранваща помпа, при което главният клапан разпределя помпения поток с предимство за кормилната циркулация, която има кормилно управление, свързано с пропорционален клапан през подвеждащ тръбопровод и през паралелен, отделящ се преди един регулируем дросел и свързан след регулируемия дросел с тръбопровод на товарния сигнал. Приоритетният клапан се състои от корпус с натоварено от регулираща пружина регулиращо бутало, чиято пружинно натоварена страна е свързана с провода на товарния сигнал, в който се намира динамична дюза и чиято ненатоварена пружинно страна е свързана с подвеждащия провод към кормилното управление, в който се намира демпфираща дюза, свързана паралелно в посока на една увеличаваща се управляваща междина за кормилното управление от обратен клапан и в противоположната посока чрез един пружинно натоварен и превключващ управляващ клапан.The task is solved by a main hydraulic steering valve, which is connected in parallel to another consumer circulation and is fed together with oil from a feed pump, wherein the main valve distributes the pump flow with priority to the steering circulation having a steering control associated with a proportional valve through a supply line and through a parallel, separable before an adjustable throttle and connected after the adjustable throttle to a load signal pipeline. The priority valve consists of a housing loaded with a regulating spring, a regulating piston, whose spring loaded side is connected to the load signal wire in which the dynamic nozzle is located, and whose unloaded spring side is connected to the feed wire to the steering control in which it is located a damping nozzle connected in parallel in the direction of an increasing control gap for the control valve of a non-return valve and in the opposite direction by means of a spring loaded and switching control valve.

Съгласно изобретението ненатоварената пружинно страна на превключващия управляващ клапан е свързана с подвеждащия провод към кормилното управление и пружинно натоварената страна на превключващия управляващ клапан е свързана с натисковото пространство на ненатоварената пружинно страна на регулиращото бутало на главния клапан.According to the invention, the unloaded spring side of the switching control valve is connected to the feed wire to the steering control and the spring loaded side of the switching control valve is connected to the pressure space of the unloaded spring side of the control piston of the main valve.

Съгласно едно предпочитано вариантно изпълнение управляващият клапан е напасван в регулиращото бутало и се състои от един пружинно натоварен управляващ конус, който с единия ръб на регулиращото бутало образува намаляваща се управляваща междина в посока към кормилното управление и отваряща се уплътнителна повърхност и който в своя та челна страна съдържа демпфиращата дюза и обратния клапан.According to a preferred embodiment, the control valve is fitted in the adjusting piston and consists of a spring-loaded control cone, which with one edge of the adjusting piston forms a decreasing control gap in the direction of the steering and an opening sealing surface and which in its thaw side contains damping nozzle and check valve.

Предимствата на описания по-горе главен клапан се изразяват в това, че изискваните функции се изпълняват от изключително опростено конструктивно изпълнение на главния клапан. Главният управляващ клапан може да се изпълни като изключително малък и компактен, защото необходимите за функцията налягания се вземат вече не от далечната динамична дюза, а от намиращата се в главен управляващ клапан демпфираща дюза. Съвсем малкият главен управляващ клапан опростява изработката на отделните детайли при намалени производствени разходи. Главният управляващ клапан се състои от малък брой отделни детайли.The advantages of the main valve described above are that the required functions are fulfilled by the extremely simplified design of the main valve. The main control valve can be designed as extremely small and compact because the pressures required for the function are no longer taken from the remote dynamic nozzle but from the damping nozzle located in the main control valve. The very small master control valve simplifies the manufacturing of individual parts at reduced production costs. The main control valve consists of a small number of individual parts.

Описание на приложените фигуриDescription of the attached figures

Едно примерно изпълнение на главния клапан съгласно изобретението е представено с приложените фигури, от които:An exemplary embodiment of the main valve according to the invention is represented by the accompanying figures, of which:

фигура 1 представлява разрез на главния клапан в рамките на просто представена циркулация;Figure 1 is a sectional view of the main valve within a simple representation of circulation;

фигура 2 - общ вид на главния клапан; фигура 3 - уголемен вид на главния клапан; фигура 4 - регулиращо бутало на главния клапан.Figure 2 is a general view of the main valve; Figure 3 is an enlarged view of the main valve; Figure 4 - Main piston control piston.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of carrying out the invention

Една циркулация, при която е необходимо използването на главен клапан, се състои главно от захранваща помпа 1, която е свързана чрез тръбопровод от помпата 2 с главен клапан 3. Главният клапан 3 се състои от корпус 4 с подвеждащ извод 5 за тръбопровода от помпата 2, както и от по-нататъшни изводи, като отвеждащ тръбопровод 6 за кормилната циркулация, отвеждащ тръбопровод 7 за допълнителната циркулация на консуматора и извод за товарния сигнал 8 към тръбопровода на товарния сигнал 9.One circulation which requires the use of a main valve consists mainly of a feed pump 1 which is connected via a conduit from the pump 2 to a main valve 3. The main valve 3 consists of a housing 4 with a supply port 5 for the conduit of the pump 2 , as well as from further leads, such as the conduit 6 for the steering circulation, the conduit 7 for the additional circulation of the consumer, and the output of the load signal 8 to the pipeline of the load signal 9.

В допълнителната циркулация на консуматора основно се намира един разпределител 10 и един хидравличен консуматор 11.In the additional circulation of the consumer there is basically one distributor 10 and one hydraulic consumer 11.

Кормилната циркулация се състои основно от хидравлично кормилно управление 12, което е свързано чрез подвеждащ провод 13 с главния клапан 3 и се състои най-вече от управ ляваща част 14 и дозираща част 15, и от един хидравличен консуматор 16 за управляваните колела на едно превозно средство, което е свързано чрез отвеждащите проводи 17, 18 с кормилното управление 12.The steering circulation consists essentially of a hydraulic steering 12, which is connected by a supply line 13 to the main valve 3 and consists essentially of a control part 14 and a metering part 15, and a hydraulic consumer 16 for the steered wheels of one vehicle. a means which is connected via the guide lines 17, 18 to the steering 12.

Кормилното управление 12 има извод за отвеждащ тръбопровод 19 към резервоара на устройството, както и извод за товарния сигнал 20, който е свързан чрез провода на товарния сигнал 9 с извода за товарния сигнал 8 на главния клапан 3.The steering 12 has an outlet for a discharge pipe 19 to the tank of the device, as well as an output for the load signal 20, which is connected via the wire of the load signal 9 to the load signal output 8 of the main valve 3.

Управляващата част 14 на кормилното управление 12 има като важна съставна част първи регулируем дросел 21.The steering part 14 of the steering 12 has, as an important component, a first adjustable throttle 21.

Главният клапан 3 е снабден с регулиращо бутало 22, което се движи в един отвор на корпуса 4 и е натоварено едностранно от регулиращата пружина 23. Това регулиращо бутало 22 има два управляващи ръба, които образуват заедно с управляващите ръбове в корпуса 4 една управляваща междина 24 за водещия към следващия консуматор 11 маслен поток и една управляваща междина 25 за водещия към провода на товарния сигнал 9 маслен поток. След управляващата междина 25 проводът на товарния сигнал 9 се отделя от водещия към кормилното управление 12 отвеждащ провод 13 и от една страна, води към пружинното пространство на регулиращата пружина 23 и от друга страна - към извода на товарния сигнал 20 на кормилното управление 12. В рамките на кормилното управление 12 се свързва проводът на товарния сигнал 9 след първия регулируем дросел 21, отново в главния тръбопровод на кормилното управление 12. В тръбопровода на сигналния товар 9, между отвеждащия провод 13 и пружинното пространство на регулиращата пружина 23, е разположена динамична дюза 26, докато в тръбопровода на товарния сигнал 9, между пружинното пространство на регулиращата пружина 23 и кормилното управление 12, се намира демпфираща дюза 27.The main valve 3 is provided with a regulating piston 22 which moves in one opening of the housing 4 and is loaded unilaterally by the regulating spring 23. This regulating piston 22 has two control edges which together with the control edges in the housing 4 form a control gap 24 for the oil flow leading to the next consumer and one control gap 25 for the oil flow leading to the load signal wire. After the control gap 25, the wire of the load signal 9 is separated from the feed wire 13 leading to the steering 12 and, on the one hand, leads to the spring space of the adjusting spring 23 and, on the other, to the output of the load signal 20 of the steering 12. within the steering 12 connects the load signal line 9 after the first adjustable throttle 21, again in the main steering line 12. In the signal load line 9, between the discharge line 13 and the spring control space the thrust spring 23 is a dynamic nozzle 26, while a damping nozzle 27 is located in the conduit of the load signal 9, between the spring space of the adjusting spring 23 and the steering 12.

Зад управляващата междина 25 се разклонява по-нататък един управляващ провод 28 от водещия към кормилното управление 12 отвеждащ провод 13, който води към ненатоварената пружинно страна на регулиращото бутало 22. В управляващия тръбопровод 28 е разположен управляващ клапан 29, който има един управляващ конус 30, който е напасван в един отвор в регулиращото бутало 22 с хла бина и който с единия от ръбовете на регулиращото бутало 22 образува уплътняваща повърхност 31 и е разположен към ненатоварената пружинно страна на регулиращото бутало 22 отварящо. Управляващият конус 30 се натоварва в посока на уплътняващата повърхност 31 от натисковата пружина 32 и от повисокото налягане върху ненатоварената пружинно страна на регулиращото бутало 22 и от налягането в противоположна посока преди динамичната дюза 26. В обърнатата към регулиращото бутало 22 челна страна на управляващия конус 30 се намира една демпфираща дюза 33 и успоредно към нея един пружинно натоварен обратен клапан 34. Този обратен клапан 34 затваря в посока на отвеждащия провод 13 към кормилното управление и към ненатоварената пружинно страна на управляващото бутало 22. В управляващия конус 30 се намира, отново успоредно към демпфиращата дюза 33, един свързващ канал 35, който в повдигнатото от уплътняващата повърхност 31 положение на управляващия конус 30 свързва ненатоварената пружинно страна на регулиращото бутало 22 с подвеждащия провод 13 към кормилното управление 12.Behind the control gap 25, a control cable 28 branches further from the guide wire 12 leading to the steering 12, which leads to the unloaded spring side of the adjusting piston 22. A control valve 29 is provided in the control pipe 28, which has a control cone 30 which is fitted into an opening in the adjusting piston 22 with a pin and which with one of the edges of the adjusting piston 22 forms a sealing surface 31 and is disposed on the unloaded spring side of the adjusting piston 22 opening. The control cone 30 is loaded in the direction of the sealing surface 31 from the pressure spring 32 and from the high pressure on the unloaded spring side of the adjusting piston 22 and from the pressure in the opposite direction before the dynamic nozzle 26. In the face facing the regulating piston 22, the end face 22 there is a damping nozzle 33 and, in parallel, a spring loaded non-return valve 34. This non-return valve 34 closes in the direction of the discharge wire 13 to the steering and to the unloaded spring with control piston wound 22. In control cone 30, again, in parallel to the damping nozzle 33, is a connecting channel 35 which, in the elevation of the control cone 30 raised from the sealing surface 31, connects the unloaded spring side of the adjusting piston 22 to the feed wire 13. steering 12.

В неутрално положение кормилното управление 12 е затворено. Чрез динамичната дюза 26 се образува поток на товарния сигнал, който води през провода на товарния сигнал 9 към кормилното управление 12 и от там, без налягане - в резервоара.In neutral, the steering 12 is closed. Through the dynamic nozzle 26, a load signal flow is generated, which leads through the load signal cable 9 to the steering 12 and from there, without pressure, to the tank.

Намиращото се в подвеждащия провод 13 към кормилното управление налягане се разпростира през демпфиращата дюза 33 върху ненатоварената пружинно страна на регулиращото бутало 22 и го измества срещу силата на неговата регулираща пружина 23, в посока на една намаляваща се управляваща междина 25 към кормилното управление 12. С това управляващата междина 24 се отваря към следващия консуматор 11.The pressure located in the feed wire 13 to the steering control extends through the damping nozzle 33 onto the unloaded spring side of the adjusting piston 22 and displaces it against the force of its adjusting spring 23 in the direction of a decreasing control gap 25 to the steering 12. this opens the control gap 24 to the next consumer 11.

Използване на изобретениетоUse of the invention

При задействането на кормилното управление 12 в провода на товарния сигнал 9 се получава зависещо от натоварването на кормилното управление налягане, което се разпростира до натоварената пружинно страна на регулиращото бутало 22 и го натоварва. С подкрепата на регулиращата пружина 23 регулиращото бутало 22 се измества в посока на една увеличаваща се управляваща междина 25 към кормилното управление 12, докато се установи положение на равновесие върху регулиращото бутало 22 и управляващата междина 25 приеме зависещата от натоварването на кормилното управление 12 величина. С това кормилното управление 12 се захранва с достатъчно количество масло под налягане. При по-голямо от необходимото масло за захранване регулиращото бутало 22 заема междинно положение и захранва по-нататъшния консуматор lie останалия маслен поток през втората управляваща междина 24. Регулиращото бутало 22 трябва да следва колебанията на налягането, които въздействат отвън върху системата. Пренасянето на малки колебания на налягането или трептения на налягането отслабва чрез демпфиращата дюза 33, защото спира изравняването на обемите върху регулиращото бутало 22.When the steering 12 is actuated, a pressure dependent on the steering signal load 9 is obtained in the load signal cable 9, which extends to the loaded spring side of the adjusting piston 22 and loads it. With the support of the adjusting spring 23, the adjusting piston 22 is shifted in the direction of an increasing control gap 25 to the steering 12, until the equilibrium position is reached on the adjusting piston 22 and the control gap 25 accepts the load dependent load 12. The steering control 12 is thus fed with a sufficient amount of pressurized oil. If more than the required oil is used to supply the control piston 22 takes an intermediate position and feeds the further consumer lie the remaining oil flow through the second control gap 24. The control piston 22 must follow the pressure fluctuations exerting on the system externally. The transmission of small pressure fluctuations or pressure oscillations is attenuated by the damping nozzle 33 because it stops the volume alignment on the adjusting piston 22.

Едно нежелано демпфиране на движението на регулиращото бутало 22 се постига чрез паралелното включване на демпфиращата дюза 33. Така обратният клапан 34 отваря, когато по-нататъшният консуматор изключи и регулиращото бутало 22 трябва да се измести бързо в посока на увеличаваща се уплътнителна междина 25. При това управляващият клапан 29 остава затворен.An unwanted damping of the movement of the adjusting piston 22 is achieved by the parallel activation of the damping nozzle 33. Thus, the non-return valve 34 opens when the further consumer switches off and the regulating piston 22 must be moved rapidly in the direction of increasing sealing gap 25. When the control valve 29 remains closed.

Управляващият клапан 29 обаче отваря, когато например настъпи върхово налягане или хидравличната инсталация се стартира студена и регулиращото бутало 22 трябва бързо да се придвижи в посока на намаляващата уплътнителна междина 25 спрямо кормилното управление 12.However, the control valve 29 opens when, for example, peak pressure occurs or the hydraulic system starts cold and the adjustment piston 22 must move rapidly in the direction of the reducing sealing gap 25 relative to the steering 12.

Claims

1. A hydraulic steering control valve which is connected in parallel to another consumer circulation and is fed together with a feed pump oil, wherein the priority valve distributes the pump flow with priority to the steering circulation, wherein the steering circulation has a steering control which is connected to the proportional valve through a supply line and through a parallel valve which is released before an adjustable throttle and connected after the adjustable throttle to a pipeline of the load signal, and the main valve consists of a housing with a spring loaded with a regulating piston whose spring loaded side is connected to the load signal wire in which the dynamic nozzle is located and whose non-loaded spring side is connected to the conduit to the steering in which a damping nozzle is located, the damping nozzle being connected in parallel in the direction of the increasing control gap for the non-return valve steering and in the opposite direction by a spring loaded and switching control valve, x characterized in that the unloaded spring side of the switching control valve (29) is connected to the feed wire (13) to the steering control (12) and the spring loaded side of the switching control valve (29) is connected to the pressure space of the unloaded spring side of the control piston (22) of the main valve (3).

Main valve according to claim 1, characterized in that the control valve (29) is fitted in the control piston (22) and consists of a spring-loaded control cone (30) which with one edge of the control piston (22) forms a decreasing control gap (25) in the direction of the steering (12) and an opening sealing surface (31), which in its front contains a damping nozzle (33) and a check valve (34).