CS215808B1

CS215808B1 - Arrangement of the functional parts of the power circuit of the hydraulic power steering of self-propelled work machines

Info

Publication number: CS215808B1
Application number: CS769779A
Authority: CS
Inventors: Antonin Vancl
Original assignee: Antonin Vancl
Priority date: 1979-11-12
Filing date: 1979-11-12
Publication date: 1982-09-15

Abstract

Účelem vynálezu je zlepšit jízdní vlastnosti samohybných pracovních strojů zmenšením podélných i příčných výkyvů podvozku a současně zajistit spolehlivým způsobem nouzové řízení v případě náhlého zastavení hnacího motoru v názvu uvedených strojů vybavených hydraulickým servořízením. Uvedeného účelu se dosáhne tím, že hydrogenerátor nouzového řízení je ve stálém kinematickém spojení se setrvačníkem poháněným energeticky jednosměrně vodivým převodem směrem z motoru do setrvačníku od hnacího motoru a výstupní kapalina z hydrogenerátoru nouzového řízení je vedena přes směrový ventil ovládaný tlakem na výstupu hydrogenerátoru provozního servořízení za jeho chodu do odpadu, za jeho klidu potom do okruhu servořízení. Rovnocenné je též uspořádání s hydrogenerátorem nouzového řízení připojovaného k již popsaným způsobem poháněnému setrvačníku pomocí výsuvné spojky s polohou ovládanou tlakem ve výstupní větvi hydrogenerátoru provozního servořízení. V tomto případě je hydrogenerátor nouzového řízení za chodu hydrogenerátoru provozního servořízení v klidu a do činnosti se uvádí jen při náhlém zastavení hnacího motoru stroje. Působením gyroskopického momentu setrvačníku dojde v obou případech k potlačování výkyvů a otřesů stroje v podélném i přímém směru a setrvačník svojí hmotností nahradí i proti závaží používaná na odlehčených částech pracovních strojů ke zlepšení jejich stability.The purpose of the invention is to improve the driving characteristics of self-propelled working machines by reducing longitudinal and transverse oscillations of the chassis and at the same time to ensure reliable emergency steering in the event of a sudden stop of the drive motor of the machines equipped with hydraulic power steering in the title. The stated purpose is achieved by the emergency steering hydraulic generator being in permanent kinematic connection with the flywheel driven by an energy unidirectionally conductive transmission from the engine to the flywheel from the drive motor and the output fluid from the emergency steering hydraulic generator is led through a directional valve controlled by pressure at the outlet of the operational power steering hydraulic generator during its operation to the waste, and during its standstill then to the power steering circuit. An arrangement with the emergency steering hydraulic generator connected to the flywheel driven in the manner already described by means of a retractable coupling with a position controlled by pressure in the outlet branch of the operational power steering hydraulic generator is also equivalent. In this case, the emergency steering generator is at rest while the operational servo steering generator is running and is only activated when the machine's drive motor suddenly stops. The gyroscopic moment of the flywheel suppresses oscillations and vibrations of the machine in both longitudinal and straight directions, and the flywheel replaces the counterweights used on lightweight parts of working machines to improve their stability.

Description

Vynález se týká výkonových okruhů hydraulického servořízení a uspořádání jejich funkčních částí u samohybných pracovních strojů, zejména zemních a stavebních.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to hydraulic power steering circuits and to the arrangement of their functional parts in self-propelled working machines, in particular earth and construction machines.

Dosud známé a nej častě ji používané výkonové okruhy hydraulických servořízení, umožňující nouzové řízení samohybných pracovních strojů s hydraulickým servořízením, jsou vybaveny hydrogenerátorem výkonového okruhu provozního servořízení energeticky závislým na hnacím motoru samohybného pracovního stroje a v případech náhlého zastavení hnacího motoru tohoto stroje využívají k zajištění funkce směrového řízení až do zastavení dále setrvačností se pohybujícího pracovního stroje svalovou energií řidiče, který otáčením volantu dodává energii hydrogenerátoru nouzového řízení. Jsou známé a používané i výkonové okruhy hydraulických servořízení s možností nouzového řízení, využívající pohybové energie setrvačností se pohybujícího pracovního stroje, kde hydrogenerátor nouzového řízení je poháněn kinematickou vazbou od převodového mechanismu některé nápravy. Málo užívané — ale známé — je 1 provedení výkonového okruhu hydraulického servořízení s hydrogenerátorem nouzového řízení poháněným přes pevnou kinematickou vazbu elektro motorem, využívajícím elektrickou energii z akumulátoru elektrické instalace samohybného pracovního stroje. Dále jsou známé, rovněž zřídka používané, výkonové okruhy servořízení, využívající pro zajištění funkce nouzového řízení akumulovanou tlakovou energii různých plynů.The hydraulic power steering circuits known to date and most commonly used, enabling emergency control of self-propelled power tools with hydraulic power steering, are equipped with a power-assisted power circuit power generator dependent on the propulsion engine of the power-driven working machine. direction control until it stops further by the inertia of the moving working machine by the muscular energy of the driver, who by turning the steering wheel supplies the power of the emergency steering pump. Emergency steering hydraulic power steering circuits are also known and used, utilizing the motion energy of the inertia of a moving machine, where the emergency steering pump is driven by a kinematic coupling from the transmission mechanism of an axle. Not widely used - but known - is one embodiment of the hydraulic power steering circuit with an emergency steering pump driven by a fixed kinematic coupling by an electric motor, utilizing electrical energy from the battery of the electrical installation of a self-propelled working machine. In addition, power steering circuits that utilize the accumulated pressure energy of various gases to provide the emergency control function are also known, rarely used.

Každý z takto provedených výkonových okruhů hydraulických servořízení se vyznačuje charakteristickými nedostatky, nevýhodami a nedokonalostmi. Svalová energie řidiče je použitelná pouze pro nouzové řízení malých strojů, kde tato energie svojí velikostí postačí. Výkonový okruh s hydrogenerátorem nouzového řízení kinematicky spřaženým s některou nápravou je vhodný pouze pro samohybné pracovní stroje s malou pojezdovou rychlostí nebo dodávané množství pracovní kapaliny do hydraulického okruhu servořízení, tím i úhlová rychlost směrově řízené části samohybného pracovního stroje, je přímo úměrná okamžité pojezdové rychlosti a kolísá v širokém rozsahu. Výkonové okruhy hydraulických servořízení využívající pro zajištění funkce nouzového řízení akumulovanou tlakovou energii plynů jsou pro běžné velikosti a hmotnosti samohybných pracovních strojů nepoužitelné pro velké rozměry a hmotnost tlakových akumulátorů při současně malém množství akumulované energie. Výkonový okruh hydraulických servořízení s hydrogenerátorem nouzového řízení poháněným vlastním elektromotorem z provozních akumulátorů elektrické Instalace samohybného pracovního stroje má nevýhodu v časově dlouhém a proudově vysokém zatížení provozních akumulátorů a s tím spojené jejich nízké životnosti, dále pak v závislosti funkce nouzového řízení na okamžitém kapacitním stavu akumulátorů při současně složitém vyhodnocovacím zařízení pro uvedení hydrogenerátoru nouzového řízení do činnosti.Each of the power steering hydraulic circuits thus performed is characterized by characteristic drawbacks, disadvantages and imperfections. The muscular energy of the driver is only applicable to the emergency control of small machines, where this energy is sufficient in size. The power circuit with the emergency steering kinematic coupled to any axle is suitable only for low-speed self-propelled machines or the amount of working fluid delivered to the power steering hydraulic circuit, thus the angular velocity of the directionally controlled part of the self-propelled machine. it varies widely. Hydraulic power steering circuits using the accumulated pressure energy of gases to provide the emergency control function are unusable for conventional sizes and weights of self-propelled machines, due to the large dimensions and weight of the pressure accumulators with a small amount of stored energy. Power circuit of hydraulic power steering with emergency electric motor driven by own electric motor from operational accumulators electric Installation of self-propelled working machine has disadvantage in long and current high load of operational accumulators and associated low lifetime, further dependence of emergency control function on instant capacity of accumulators at the same time a complicated evaluation device for actuating the emergency steering pump.

Uvedené nevýhody a nedostatky známých výkonových okruhů hydraulických servořízení s možností nouzového řízení odstraňuje uspořádání jeho funkčních částí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pohon hydrogenerátoru nouzového řízení v případě zastavení hnacím motorem poháněného hydrogenerátoru provozního servořízení je proveden setrvačníkem, kinematicky nezávislým na hnacím ústrojí náprav.The above-mentioned disadvantages and drawbacks of known power steering circuits of emergency power steering systems eliminate the arrangement of its functional parts according to the invention, which consists in that the drive of the emergency steering pump is stopped by a flywheel kinematically independent of the drive mechanism. axles.

Setrvačník jé za normálního chodu samohybného pracovního stroje s hnacím motorem v činnosti — a tím. i za chodu hydrogenerátoru provozního servořízení — udržován v rotaci hnacím motorem pomocí jednosměrně, ve směru z hnacího motoru, energeticky vodivého převodu, například ozubenými koly a volnoběžnou spojkou. Pohon setrvačníku může být proveden i od dalšího zdroje mechanické energie na samohybném pracovním stroji umístěném, např. elektromotorem, opět však pomocí jednosměrně energeticky vodivého převodu. Přenos energie do setrvačníku může být vybaven 1 omezovačem přenášeného výkonu nebo krouticího momentu.The flywheel is in normal operation of the self-propelled working machine with the drive motor in operation - and thus. even when the service power steering pump is running - kept in rotation by the drive motor via a unidirectional, in the direction of the drive motor, of an energy-conducting transmission, for example by gears and a freewheel clutch. The flywheel can also be driven from another source of mechanical energy on a self-propelled working machine located, for example by an electric motor, but again by means of a one-way conductive transmission. Power transmission to the flywheel can be equipped with 1 power or torque limiter.

V případě zastavení hnacího motoru samohybného pracovního stroje, a tím i hydrogenerátoru výkonového okruhu provozního servořízení spojeném s přerušením dodávky tlakové kapaliny do výkonového okruhu hydraulického servořízení, umožní energeticky jednosměrně vodivý převod pokračování rotace setrvačníku, a tím i pohon hydrogenerátoru nouzového řízení, z něhož je tlaková kapalina vedena do okruhu servořízení přes směrový ventil se směrem průchodu ovládaným tlakem na výstupu hydrogenerátoru provozního servořízení, a to do odpadu do nádrže, pokud je hydrogenerátor provozního servořízení v činnosti, nebo do okruhu servořízení, pokud došlo k zastavení dodávky tlakové kapaliny z hydrogenerátoru provozního servořízení.In the event of a standstill of the self-propelled working machine and thus of the power steering of the power steering circuit connected to the interruption of the supply of pressure fluid to the power steering hydraulic circuit, the unidirectional power transmission allows continuing rotation of the flywheel. the fluid is routed to the power steering circuit through the directional valve with the direction of pressure controlled through the power steering pump outlet to the tank drain when the power steering pump is running, or into the power steering circuit if the power steering pump power supply has stopped .

Zcela rovnocenné je 1 obdobné uspořádání funkčních částí výkonového okruhu hydraulického servořízení s přímým vedením tlakové kapaliny z hydrogenerátoru nouzového řízení přes zpětný ventil do rozváděče výkonového okruhu servořízení s použitím výsuvné spojky mezí hydrogenerátorem nouzového řízení a setrvačníkem poháněným od hnacího motoru nebo jiného zdroje mechanické energie na samohybném pracovním stroji umístěným energeticky jednosměrně ve směru z hnacího motoru vodivým převodem. Výsuvná spojka je ovládána tlakem ve výtlačné větvi hydrogenerátoru výkonového okruhu provozního servořízení tak, že při nežádoucím poklesu tlaku nebo zastavení dodávky pracovní kapaliny ,z hydrogenerátoru výkonového okruhu provozního servořízení dojde výsuvnou spojkou ke kinematickému spojení setrvačníku a hydrogenerátoru nouzového řízení, a tím i k dodávce tlakové kapaliny do výkonového okruhu servořízení, čímž je činnost zajištěna až do zastavení setrvačníku.1 equivalent arrangement of the functional parts of the power steering hydraulic power circuit with direct pressure fluid transfer from the emergency steering pump via the check valve to the power steering circuit distributor using the sliding clutch between the emergency steering pump and the flywheel driven from the propulsion motor or other mechanical power source a power machine located in the direction of the drive motor by a conductive transmission. The clutch is actuated by the pressure in the power steering circuit pump discharge line so that if the pressure drops or the operating fluid is stopped, the flywheel and emergency steering pump kinematic connection from the power steering circuit pump leads to a delivery of pressure fluid into the power steering circuit, ensuring operation until the flywheel stops.

Popsaným uspořádáním funkčních částí výkonového okruhu hydraulického servořízení se dosáhne nejen zajištění činnosti servořízení při náhlém zastavení hnacího motoru samohybného pracovního stroje, ale vlivem gyroskopického účinku setrvačníku se zlepší 1 jízdní stabilita samohybného pracovního stroje, sníží se příčné podélné rozkývání, otřesy a celkově dojde ke zlepšení jízdních vlastností těchto strojů, přičemž setrvačník nahradí svojí hmotností vyvažovači protizávaží používaná na odlehčených částech samohybných pracovních strojů.The described arrangement of the functional parts of the power steering hydraulic power circuit not only ensures servo operation when the propulsion engine of the self-propelled machine is suddenly stopped, but the gyroscopic effect of the flywheel improves 1 driving stability of the self-propelled machine. properties of these machines, the flywheel replacing the counterweight weights used on the lightweight parts of the self-propelled working machines.

Na výkresech jsou schematicky znázorněna uspořádání funkčních částí výkonového okruhu hydraulických servořízení podle vynálezu, na obr. 1 s použitím směrového ventilu ve výtlačné větvi hydrogenerátoru nouzového řízení, na obr.The drawings show schematically the arrangement of the functional parts of the power circuit of the hydraulic power steering system according to the invention, in FIG.

s použitím výsuvné spojky mezi setrvačníkem a hydrogenerátorem nouzového řízení.using a slip clutch between the flywheel and the emergency steering pump.

Hnací motor 15 samohybného pracovního stroje nebo jiný zdroj 1 mechanické energie umístěný na samohybném pracovním stroji pohání energeticky jednosměrně vodivým převodem 2, např. soustavou ozubených kol a volnoběžnou spojkou, setrvačník 7 spojený kinematickou vazbou 14 s hydrogenerátorem 3 nouzového řízení. Hnací motor 15 pohání i hydrogenerátor 4 výkonového okruhu provozního servořízení pomocí stálé kinematické vazby 16. Tlaková kapalina z hydrogenerátoru 4 výkonového okruhu provozního servořízení je vedena přes zpětný ventil 5 do rozváděče 13 výkonového okruhu servořízení. Hydrogenerátorem 3 nouzového řízení dodávaná tlaková kapalina je vedena do směrového ventilu 6 se směrem průchodu ovládaným tlakem ve výtlačné větvi hydrogenerátoru 4 výkonového okruhu provozního servořízení, a to do nádrže, pokud je v činnosti hydrogenerátor 4 výkonového okruhu provozního servořízení.The drive motor 15 of the self-propelled working machine or other mechanical power source 1 located on the self-propelled working machine drives a power transmission via a unidirectional conductive gear 2, eg a gear system and a freewheel clutch. The drive motor 15 also drives the power steering circuit 4 of the power steering circuit by means of a constant kinematic coupling 16. The pressure fluid from the power steering circuit 4 of the power steering circuit is led through a check valve 5 to the power steering circuit distributor 13. The emergency fluid supplied to the emergency steering pump 3 is directed to the directional control valve 6 with the direction of pressure-controlled flow in the discharge branch of the power steering circuit 4 of the power steering circuit, to the tank when the power steering circuit 4 is operating.

V případě poklesu tlaku ve výstupní větvi hydrogenerátoru 4 výkonového okruhu provozního servořízení, tj. i při jeho zastavení, směrový ventil 6 nastaví směr průchodu pracovní kapaliny ve výtlačné větvi hydrogenerátoru 3 nouzového řízení poháněného setrvačností setrvačníku 7 do do rozváděče 13 výkonového okruhu servořízení. Tím pokračuje činnost servořízení i po zastavení hnacího motoru 15 samohybného pracovního stroje. Jednosměrně energeticky vodivý převod 2 je vybaven i omezovačem 11 přenášeného výkonu nebo kroutícího momentu do setrvačníku 7. Uspořádání funkčních částí výkonového okruhu servořízení znázorněné na obr. 2 používá výsuvnou spojku 10 v kinematické vazbě 14 mezi setrvačníkem 7 a hydrogenerátorem 3 nouzového řízení, která spojuje tyto části poklesem tlaku ve výtlačné větvi hydrogenerátoru 4 výkonového okruhu provozního servořízení, hydrogenerátor 3 nouzového řízení dodává potom tlakovou kapalinu přes zpětný ventil 9 do rozváděče 13 výkonového okruhu servořízení.In the event of a pressure drop in the power train power circuit 4 of the power steering circuit, i.e. even when it is stopped, the directional valve 6 adjusts the flow direction of the working fluid in the discharge branch of the emergency control gear 3 driven by the flywheel inertia 7 into the power steering circuit. In this way, the power steering continues to operate even after the drive motor 15 of the self-propelled implement has stopped. The unidirectional conductive transmission 2 is also equipped with a transmission power or torque limiter 11 to the flywheel 7. The power steering circuit arrangement shown in Fig. 2 uses a slip clutch 10 in the kinematic coupling 14 between the flywheel 7 and the emergency steering pump 3 connecting these. The emergency steering pump 3 then supplies the pressure fluid via a non-return valve 9 to the power steering circuit switchboard 13 by a pressure drop in the discharge branch of the power steering circuit.

Popsaná uspořádání funkčních částí výkonového okruhu hydraulického servořízení jsou zejména vhodná pro větší typorozměry kolových nakladačů, motorových skrejprů, lesních kolových traktorů, pneumatických válců a dalších pracovních strojů s hydraulických servořízením.The described arrangements of the functional parts of the hydraulic power steering circuit are particularly suitable for larger types of wheel loaders, motor scrapers, forestry tractors, pneumatic cylinders and other hydraulic power steering machines.

Claims

SUBJECT

1. Arrangement of functional parts of the power steering circuit of power-driven self-propelled machinery equipped with an emergency steering pump fitted with a fixed kinematic coupling or a kinematic coupling with a sliding clutch and its discharge branch through either one outlet side of the two-way valve or via a non-return valve to the inlet power steering circuit distributors, the power steering service generator by its output side connected via a non-return valve to the power steering circuit distributor and on its drive side kinematically coupled by a permanent kinematic coupling to a machine drive motor equipped with a unidirectionally conductive power drive a flywheel, characterized in that at least one flywheel (7) is kinematically coupled to the motor [15] by means of an energetic direction in the direction of the motor [15)

BACKGROUND OF THE INVENTION The unidirectional conductive transmission (2) is simultaneously coupled to the at least one emergency steering pump (3) on its drive side by a kinematic coupling (14).

Arrangement of the functional parts of the hydraulic power steering circuit according to claim 1, characterized in that the two-way valve (6) is connected from the position of the actuator conductively to the outlet side of the service power steering pump (4) for its used working fluid. (5).

3. Functional arrangement of the hydraulic power steering circuit according to claim 1, characterized in that the sliding clutch (10) is connected to the operating side of the power steering pump (4) via the position of the actuator. (5).