DK147472B - Ventilblok til hydrauliske maskiner, navnlig til gravemaskiner - Google Patents

Description

147472

Den foreliggende opfindelse angår en ventilblok til hydrauliske maskiner, navnlig til gravemaskiner, med mindst to ventilsæt, som er koblet til hver sin pumpe, hvor hydrauliske cylindre til udførelse af maskinens arbejdsbevægelser, f.eks. svingning af bom, 5 skaft og skovl, er sluttet til hver sin ventil i hvert sæt, og ventilerne er af den art, som i upåvirket tilstand slipper trykmedium igennem til den efterfølgende ventil.

Til regulering af bevægelsen af de hydrauliske cylindre, som i en hydraulisk gravemaskine udfører de forskellige arbejdsbevægel-10 ser, kendes der flere ventilarrangementer, f.eks. fra de svenske patentskrifter 334.129 og 394.304, men ikke altid anvendes to pumper til udførelse af disse bevægelser, hvorved man ved hjælp af primær- og sekundærventiler har mulighed for at slutte en hydraulisk cylinder til enten den ene eller begge pumper, hvorved den 15 hydrauliske cylinder kan bringes til at arbejde med lav henholdsvis høj fart. I et sådant tilfælde er ventilerne parallel koblet i to ventilsæt, som er sluttet til hver sin pumpe. Det kan forekomme, som om man med et sådant arrangement opnår alle fordele, eftersom ventilerne uafhængigt af hinanden kan tilføre de hydrauliske cylindre 20 trykmedium, så at arbejdsbevægelserne kan kombineres vilkårligt og ske med passende hastighed. I virkeligheden er det imidlertid ikke således. Ved arbejde med en gravemaskine skal man eksempelvis ofte udføre en plan horisontal skovlbevægelse, f.eks. for at tilvejebringe en plan bund ved rørlægning i grøfter. Dette medfører, 25 at de hydrauliske skaft- og bomcylindre skal køres med præcision samtidigt. I hydrauliksystemer af den ovennævnte art opstår da problemer med at styre trykmedium ud til begge de hydrauliske cylindre samtidigt, eftersom trykbehovet i de hydrauliske cylindre adskiller sig betydeligt fra hinanden. Med parallel koblede ventiler søger trykmediet 30 nemlig at strømme til den hydrauliske cylinder, som har lavest tryk.

Man må da ved delbevægelser drøvle trykket i de ventiler, hvis hydrauliske cylinder har lavest tryk for at tilvejebringe bevægelse af den hydrauliske cylinder, som kræver højst tryk. Dette er meget vanskeligt, og man får ofte skiftevis bevægelse af snart den ene hydrau-35 liske cylinder snart den anden.

Formålet med den foreliggende opfindelse er ved hjælp af én ventilblok, hvis ventiler er koblet på en ny måde, at undgå ovennævnte problemer og samtidigt i hovedsagen bibeholde fordelene ved hidtidige arrangementer. Formålet med opfindelsen opnås ved, at de 147472 2 i det ene sæt indgående ventiler er seriekoblet på en sådan måde, at ventilen, som er koblet til den hydrauliske cylinder for udførelse af den første arbejdsbevægelse, er beliggende nærmest pumpen, at der dernæst følger ventilen, som er koblet til den hydrauliske 5 cylinder for udførelse af den anden arbejdsbevægelse, og at endelig ventilen, som er koblet til den hydrauliske cylinder for udførelse af den tredie arbejdsbevægelse, er beliggende længst borte fra pumpen, og at de i det andet sæt indgående ventiler ligeledes er seriekoblét, men således at ventilen, som er koblet til den hydrauli-10 sle cylinder til udførelse af den tredie arbejdsbevægelse, er beliggende nærmest pumpen, at der dernæst følger ventilen, som er koblet til den hydrauliske cylinder til udførelse af den anden arbejdsbevægelse, og at endelig ventilen, som er koblet til den hydrauliske cylinder til udførelse af den første arbejdsbevægelse, er 15 beliggende længst borte fra pumpen.

Ved hjælp af et prioritets kobl et ventilarrangement af denne art bibeholdes muligheden for at køre de hydrauliske cylindre med lav og høj fart, samtidig med at f.eks. de hydrauliske skaft- og bomcylindre kan køres uafhængigt af hinanden, uden at trykbeho-20 vet i den ene hydrauliske cylinder påvirker den anden. Ved at konventionelle ventiler af denne art åbner og lukker gradvis, kan man også ved hjælp af et på denne måde koblet ventilarrangement udføre flere arbejdsbevægelser samtidigt. Man opnår med systemet ifølge opfindelsen en meget blødere regulering af gravebevægelserne, 25 hvilket letter navnlig planeringsarbejder, men også øvrige dele af gravecyklussen bliver betydeligt mere harmoniske.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et koblingsskema for et konventionelt ventil-30 arrangement i en gravemaskine og fig. 2 et kobiingsskema for en prioritets koblet ventiiblok ifølge opfindelsen.

Ved det i fig. 1 viste ventilarrangement, som er blevet anvendt i mange år, findes der to pumper 10 og 11 med en fælles tryk-35 mediumbeholder 12. Fra hver pumpe 10,11 strækker der sig en ledning henholdsvis 14 og 15, og det fremgår af fig. 1, at et antal ventiler 18,20,22,24 er koblet til ledningen 14 i et parallelarrangement, og at ventiler 19,21,23,25 er koblet til ledningen 15 ligeledes i et parallelarrangement. De nærmest pumperne 10 og 11 beliggende 3 147472 ventiler henholdsvis 18 og 19 er sluttet til hver sin hydraulikmotor henholdsvis 26 og 27 til drivning af maskinens larvebånd.

Ventilerne 20 og 21 er sluttet til en hydraulisk cylinder 28, som tilvejebringer maskinens skaftbevægelse. Ventilerne 22 og 23 er 5 sluttet til en hydraulisk cylinder 29, der tilvejebringer maskinens bombevægelse, og ventilerne 24 og 25 er sluttet til en hydraulisk cylinder 30, der tilvejebringer maskinens skovlbevægelse. Hver ventil har i sin tilførseisledning en kontraventil henholdsvis 16 og 17. Naturligvis findes der i virkeligheden yderligere regule-10 rings- og overvågningsorganer, men disse er ikke medtaget i figuren for ikke unødigt at komplicere fremstillingen. Af fig. 1 fremgår det umiddelbart, at man eksempelvis ved påvirkning af ventilen 22 kan slutte pumpen 10 til den hydrauliske bomcylinder 29 og bringe denne til at arbejde med en bestemt hastighed. Hvis der-15 hos ventilen 23 påvirkes, tilsluttes også pumpen 11 til den hydrauliske cylinder 29, hvorved dennes arbejdshastighed vokser. Samtidig med denne påvirkning af ventilerne 22 og 23 kan en eller flere af de øvrige ventiler påvirkes, og således kan man tilvejebringe en vilkårlig kombination af bevægelser med ønsket hastighed. For 20 at systemet skal fungere upåklageligt, forudsættes imidlertid lige store belastninger af de forskellige hydrauliske cylindre, og dette er sjældent tilfældet i praksis, som det fremgår af det indledningsvis angivne eksempel. En uensartet belastning af de forskellige hydrauliske cylindre medfører den meget trættende og besværlige 25 indstilling af ventilerne, for at de hydrauliske cylindre skal arbejde på tilsigtet måde.

Problemet løses ved hjælp af det i fig. 2 viste ventilarrangement. I denne figur anvendes de samme henvisningsbetegnelser som i fig. 1, men med tillæg af 100. Der findes således pumper 30 110,111 og en trykmediumbeholder 112, der her for tydelighedens skyld er vist som to. Til pumpen 110 er sluttet ventiler 118,120, 122,124, og til pumpen 111 er sluttet ventiler 119,121,123,125.

Ventilerne 118 og 119 er indrettet til at drive hver sin larvebåndsmotor henholdsvis 126 og 127 og holdes indtil videre udenfor ræson-35 nementet. Pumperne 110,111 tilfører trykmedium til ventilerne henholdsvis 120,122,124 og 119,121,123 ved hjælp af en ledning henholdsvis 114 og 115. Ventilerne 118-125 er af den art, som i upåvirket tilstand slipper trykmedium igennem til den efterfølgende ventil henholdsvis trykmediumbeholderne 112 og 113. Ventilerne er 147472 4 I fig. 2 ikke parallelle, men seriekoblede på en særlig måde, nemlig således, at de til pumpen 110 koblede ventiler er anbragt i ordenen ventilen 120 for den hydrauliske skaftcylinder 128, ventilen 122 for den hydrauliske bomcylinder 129 og endelig venti-5 len 124 for den hydrauliske skovlcylinder 130. Rækkefølgen for ventilerne 121,123,125, som er koblet til pumpen 111, er omvendt, dvs. ventilen 121 for den hydrauliske skovlcylinder 130 er beliggende nærmest pumpen 111, hvorefter følger ventilen 123 for den hydrauliske bomcylinder 129, og længst borte fra pumpen 111 kom-10 mer ventilen 125 for den hydrauliske skaftcylinder 128. Ligesom i det kendte ventilarrangement findes der naturligvis forskellige regulerings- og overvågningsorganer i ventilsystemet, og af disse vises for simpelhedens skyld kun kontraventilerne 116,117, eftersom fagmanden let indser, hvad der yderligere kræves.

15 Ventilerne for hver arbejdsbevægelse påvirkes parallelt ved hjælp af tilhørende manuelt manøvrerede manøvreorganer. I det tilfælde, hvor begge ventiler for en arbejdsbevægelse tilføres trykmedium, sker der naturligvis en bevægelse med høj fart.

Hvis man ønsker bevægelse med lav fart, dvs. drivning ved hjælp ^ 20 af kun én pumpe, og ingen af de foregående ventiler i serien er ‘ påvirket, findes der en på tegningen ikke vist manuelt påvirkelig ventil, ved hjælp af hvilken den ene eller anden pumpe kan shuntes til tank.

Det i fig. 2 viste prioritetskoblede ventilarrangements funk-25 tion skal nu beskrives, og til formålet vælges det eksempel, som blev omtalt i beskrivelsens indledning, nemlig udførelsen af en plan horisontal skovlbevægelse. Hvis en sådan bevægelse ønskes, aktiveres ventilen 120, som tilføres trykmedium fra pumpen 110, over den ikke aktiverede ventil 118. Trykmedium tilføres derved 30 den hydrauliske skaftcylinder 128. På samme måde aktiveres ventilen 123, som tilføres trykmedium fra pumpen 111, over de ikke aktiverede ventiler 119,121. Herved tilføres den hydrauliske bomcylinder 129 trykmedium, og den ønskede bevægelse af maskinens skaft og bom kan udføres. De hydrauliske skaft- og bomcylindre 35 128,129 modtager således trykmedium fra hver sin pumpe henholds vis 110 og 111. Ventilerne 118-125 er af den konventionelle slags, som langsomt drøvler eller åbner trykmediumstrømmen, og dette udnyttes i arrangementet på følgende måde. Hvis ventilen 123 for den hydrauliske bomcylinder 129 nu lukkes noget, slippes en del 5 147472 af trykmediet igennem til ventilen 125, der er koblet til den hydrauliske skaftcylinder 128, og pi denne måde kan man reducere bombevægelsen og forøge skaftbevægelsen. På samme måde fungerer de øvrige kombinationer bom/skovl og skaft/skovl.

5 Ventilerne 118 og 119 for larvebåndenes hydraulikmotorer 126 og 127 er i begge tilfælde koblet nærmest pumpen 110,111, men kan naturligvis også i begge tilfælde være koblet længst bort fra pumpen, dvs. efter den respektive serie. I visse tilfælde er det også fordelagtigt at koble ventilerne 118 og 119 parallelt med til-10 hørende serie af ventiler 120,122,124 henholdsvis 121,123,125.

Af den ovenstående beskrivelse fremgår det, at man ved hjælp af et enkelt koblingsarrangement kan forbedre og forenkle reguleringen af gravebevægelserne betydeligt, hvilket i betydelig grad effektiviserer og letter gravearbejdet.