DK155215B - Apparat til anvendelse i en ventilmanoevreringsmekanisme - Google Patents

Description

i

DK 155215 B

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til anvendelse i en ventilmanøvreringsmekanisme, hvilket apparat har et indgangselement, der er indrettet til at blive forbundet med en drivkilde; et aksi alt bevægeligt udgangselement for forbindelse med manøvrerings-organerne til en ventil; en indgrebsmekanisme til sammenkobling af 5 indgangselementet og udgangselementet og en mekanisme til selektivt at påvirke indgrebsmekanismen.

Apparater af den indledningsvis nævnte art anvendes til styring af f.eks. hydraulisk betjente kraner og løftemekanismer, der i almin-10 delighed har en eller flere ventiler til styring af tilførslen af trykfluid til betjeningscylindre til styring af bomfunktioner, som f.eks. drejning, forlængelse og løftning. Ventilerne er sædvanligvis anbragt i en fast stilling på kranen eller læsseapparatet eller på en truck eller på et andet køretøj, hvorpå kranen eller læsseappa-15 ratet er monteret, og betjeningshåndtagene eller -vægtstængerne til ventilerne er sædvanligvis anbragt i grupper nær ved ventilerne. Der har tidligere været gjort forsøg på at tilvejebringe fjernstyringer til sådanne ventiler for at tillade betjeningspersonen at bevæge sig omkring og at være nær ved byrden i stedet for at forblive ved 20 ventilerne. Sådanne systemer har været forholdsvis komplicerede og har sædvanligvis krævet en separat motor eller aktivator til hver ventil.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at anvise et apparat 25 af den indledningsvis nævnte art, der er anvendeligt, både når den pågældende ventil skal fjernbetjenes, og når den skal betjenes manuelt.

Apparatet ifølge den foreliggende opfindelse er ejendommeligt ved, 30 at indgangselementet er indrettet til at være forbundet med drivkilden for bevægelse i aksi al retning; at udsgangselementet er beliggende teleskopisk i forhold til indgangselementet; at indgrebsmekanismen omfatter indgrebselementer til sammenlåsning af indgangselementet og udgangselementet for fælles bevægelse, hvorhos 35 indgangselementet og udgangselementet er frie for aksi al bevægelse i forhold til hinanden, når de ikke er sammenlåst ved hjælp af indgrebselementerne, og at den selektive påvirkningsmekanisme påvirker indgrebselementerne for selektivt at sammenlåse indgangselementet og

DK 155215 B

2 udgangselementet.

I kraft af denne konstruktion opnås det på simpel måde, at den pågældende ventil selektivt kan betjenes enten ved hjælp af fjern-5 styring eller ved direkte manuel betjening, idet den direkte manuelle betjening kan foretages, når indgangselementet eller udgangs-elementet er frie for aksi al bevægelse i forhold til hinanden, og fjernbetjening kan foretages, når den selektive påvirkningsmekanisme påvirker indgrebselementerne til sammenlåsning af indgangselementet 10 og udgangselementet.

Yderligere formål og træk ved den foreliggende opfindelse vil fremgå af den efterfølgende beskrivelse, hvori i den for tiden foretrukne udførelsesform er forklaret i forbindelse med tegningen, hvor 15 fig. 1 viser en del af et perspektivisk billede af en udførelsesform for en på en truck monteret kran eller læsseapparat, som er forsynet med et fjernstyringssystem, hvori opfindelsen indgår, 20 fig. 2 en del af et billede, set oppefra, af ventil betjeningssystemet til det i fig. 1 viste apparat, fig. 3 et snit efter linien 33 i fig. 2, 25 fig. 4 et snit efter linien 44 i fig. 3, fig. 5 et snit efter linien 55 i fig. 4, og 30 fig. 6 et simplificeret elektrisk blokdiagram til styresystemet til apparatet ifølge fig. 1.

I fig. 1 er opfindelsen illustreret i forbindelse med en truck 11, hvorpå der er monteret en hydraulisk bevæget svingkran 12. Kranens 35 funktioner (d.v.s. drejning, forlængelse og løftning o.s.v.) styres ved hjælp af ventiler 1619, som er monteret på truckens ramme bagved førerhuset. Alternativt kan funktionsstyreventilerne være anbragt på kranens ramme eller ved andre passende steder. Ventilerne har betjeningshåndtag eller vægtstænger 2124, som forløber udefter fra

DK 155215 B

3 ventilerne, og som er svingel ige for bevægelse omkring en vandret akse. Et ventilbetjeningssystem 26 er monteret på rammen over ventilerne, og en fjernstyringsenhed 27, som er beregnet til at blive holdt i hånden, er forbundet med den resterende del af sy-5 stemet ved hjælp af et kabel 28. Elektrisk betjeningskraft tilføres systemet ved hjælp af et kabel 29.

Ventil betjeningssystemet omfatter et hus 31, bestående af en stort set rektangulær bund 32 og et dæksel 33. Dækslet er aftageligt 10 monteret på bunden og fastgjort til denne ved hjælp af passende organer, som f.eks. skruer (ikke vist).

Inde i huset 31 er der monteret fire identiske ventiIbetjenere 3639, som drives af en reversibel drivmotor 41 på en måde, som vil blive 15 beskrevet senere. Skønt det illustrerede system har fire ventiler og fire ventiIbetjenere, kan der anvendes et hvilket som helst ønsket antal ventiler og betjenere, idet antallet af betjenere vælges svarende til antallet af ventiler.

20 VentiIbetjenerne bæres af en rammekonstruktion 42, der omfatter tilnærmelsesvis parallelt og vandret forløbende aksler 43 og 44, som er indbyrdes stift forbundet ved hjælp af tværarme 4648. Akslen 43 er drejeligt lejret i lejer 5154, som er monteret på opretstående understøtninger 5659 mod bagenden af huset, og flydende afstands-25 holdere 61, låsekraver 62, fjedre 63 og mellemlægsskiver 64 holder akslen i den ønskede længdestilling. Ved forenden af huset er ventiIbetjenere 3639 svingeligt monteret på en aksel 44 ved hjælp af bærekonsollere 6669 og lejer 71,72. Bærekonsollerne har stort set Lform og er boltet parvist og vendende mod hinanden til lodret 30 forløbende bæreplader 73,74, hvortil lejerne er fastgjort. Kraver 7679 og fjedre 81,82 holder ventiIbetjenerne i de ønskede længdestillinger på akslen 44.

Akslen til en drivmotor 41 er forbundet med indgangen til en ned-35 gearende gearkasse 84, som er monteret på den opretstående understøtning 57, således som det tydeligt fremgår af fig. 4. En krumtaparm 86 er forbundet med gearkassens udgangsaksel ved hjælp af en slipkobling 87. Slipkoblingen indeholder et legeme 88, som er fastgjort til gearkassens udgangsaksel, en fjeder 89, som presser

DK 155215B

4 krumtaparmen til friktionsindgreb med en plastisk si idmellemiægs-skive 90, der hviler mod koblingslegemet, og en møtrik 91 til indstilling af spændingen af fjederen og dermed størrelsen af det slip, som tillades af koblingen. En hvælvet mel! emlægsski ve 92 er 5 anbragt mellem fjederen 89 og møtrikken 91, og en låsemøtrik 93 låser møtrikken 91 i den ønskede stilling.

Et forbindelsesled eller en trækstang 94 forløber mellem den frie ende af krumtaparmen 86 og rammen 42's tværarm 47. Den nederste ende 10 af forbindelsesleddet er svingel igt forbundet med den frie ende af krumtaparmen ved hjælp af en bolt 96 og en møtrik 97, og den øverste ende af leddet er svingel igt forbundet med tværarmen 47 ved hjælp af en bolt 98, en møtrik 99 og en mellemlægsskive 101.

15 Et potentiometer 103 til aftastning af stillingen af krumtaparmen 86 er monteret på understøtningen 58 aksialt på linie med gearkassen 84's udgangsaksel, og krumtaparmen er forbundet med potentiometerets aksel ved hjælp af en arm 104. Den ene ende af denne arm er forsynet med en udvidet knast eller krave 106, som er fastgjort til poten-20 tiometerakslen, og den anden ende er fastgjort til krumtaparmen.

Således som det vil blive beskrevet mere detaljeret senere, anvendes potentiometeret til at tilvejebringe et tilbagekoblingssignal til motoren til tilbageføring af krumtaparmen til en stor set vandret neutral stilling eller hvilestilling.

25

Hver af ventilbetjenerne omfatter en indgangsaksel 111, som er fastgjort til bærekonsollen 6669 til betjeneren, en udgangsaksel 112, som er anbragt teleskopisk i forhold til indgangsakslen, og som er forbundet med betjeningshåndtaget 2124 til den ventil, som hører 30 til betjeneren, udløselige fangorganer 113 til indbyrdes låsning af akslerne og en elektrisk magnetiseret solenoide 114 til selektiv aktuering af de udløselige fangorganer. Når akslerne 111,112 ikke er indbyrdes låset ved hjælp af de udløselige fangorganer, kan disse aksler bevæge sig frit aksialt i forhold til hinanden.

35

Solenoiden 114 er fastgjort til bærekonsollen til betjeneren ved hjælp af en møtrik 116 på en gevindskåret monteringsknast 117 til solenoiden. Indgangsakslen 111 bæres af en krave 118, som ved hjælp af gevind er monteret på den nederste ende af knasten 117, og en

DK 155215 B

5 sætskrue 119 fastgør akslen stift til kraven.

Indgangsakslen 111 er en hul aksel, og de udløselige fangorganer omfatter indgrebskugler 121, som kan bevæge sig i en radial retning 5 i åbninger 122 i akslens væg. Ifølge den for tiden foretrukne udførelsesform er fire indgrebskugler fordelt i omkredsretningen omkring akslen. En betjeningsstang 124 til den udløselige fang-mekanisme er forskydeligt monteret inde i indgangsakslen. Denne stang omfatter en del med formindsket tykkelse 126, som er begrænset 10 ved hjælp af aksialt hældende overflader 127, den nederste af hvilke tjener som en knastflade til indgreb med indgrebskuglerne 121. Den øverste ende af betjeningsstangen 124 er forbundet med stemplet 128 til solenoiden 114 for bevægelse mellem aksialt fremskudte og tilbagetrukne stillinger inde i indgangsakslen. En tilbageførings-15 fjeder 129 i solenoiden presser betjeningsstangen mod den fremskudte stilling, hvori indgrebskuglerne befinder sig i deres tilbagetrukne stilling mellem de hældende overflader i en positiv stopstilling.

Udgangsakslen 112 er en hul aksel med større diameter end ind-20 gangsakslen 111 og er anbragt koaksialt omkring indgangsakslen. Den nederste ende af udgangsakslen er forsynet med en prop 131, hvori der ved hjælp af gevind er monteret en splitgaffel 132. Gaflen er svingeligt forbundet med betjeningshåndtaget til ventilen ved hjælp af en spli tsti ft 133.

25

Et antal aksialt fordelte indgrebsstop 136 bæres af udgangsakslen for indgreb med indgrebskugi erne 121. Stoppene udgøres af ringformede organer 137,138 med større og mindre indvendig diameter anbragt skiftevis inde i akslen. Antallet af. stop tillader indbyrdes 30 låsning af indgangsog udgangsakslerne i forskellige stillinger, og antallet af stop kan vælges efter ønske. Stillingen af stoporganerne inde i akslen 112 er tilvejebragt ved hjælp af afstandsholdere 141-143. Proppen 131 og den øverste afstandsholder 141 er presset eller kantsvejst ind i akslen 112 til dannelse af en konstruktion.

35 Ventilbetjenerne forløber nedefter gennem åbninger 146 i bunden af huset 31, og støvdæksler 147 og foldehylstre 148 beskytter betjenernes indre dele. Støvdækslerne er fremstillet af stift materiale som f.eks. stål eller kobber og er fastholdt på indgangsakslerne 111 ved hjælp af fjederringe 149. Foldehylstrene er

DK 155215B

6 fremstillet af bøjeligt materiale som f.eks. gummi og fastgjort til de nederste ender af udgangsakslerne 112 ved hjælp af båndklemmer 150.

5 Idet der nu henvises til fig. 6, vil det ses, at magnetiseringen af solenoiderne 114 styres ved hjælp af afbrydere 151154 i fjernstyringsenheden 27. Disse afbrydere er normalt åbne, og solenoiderne magnetiseres ved lukning af de pågældende afbrydere. Hvis det ønskes, kan der være anbragt passende logiske kredsløb for at 10 tillade kun en af solenoiderne at blive magnetiseret ad gangen.

Styreenheden indeholder også en motorstyring 156 og en dødmands-afbryder 157, som skal holdes i lukket stilling for at systemet kan virke. Ifølge den foretrukne udførelsesform omfatter motorstyringen et potentiometer med en manuelt betjenelig rocker eller "sommer-15 fugl"håndtag, som styrer tilførslen af betjeningsstrøm til drivmotoren 41 til drivning af denne med en kontinuerlig variabel hastighed i begge retninger. Styreren har en neutral midterstilling, og den strømmængde, som føres til motoren, stiger, efterhånden som håndtaget bevæges bort fra den neutrale stilling i den ene eller den 20 anden retning. Ved hjælp af dette system kan de ventil håndtag, hvortil betjenerne er forbundet, på hurtig og akkurat måde bevæges til enhver ønsket stilling indenfor deres område. Forbindelser mellem afbryderne, motorstyringspotentiometer, solenoider og motor er tilvejebragt ved hjælp af et kabel 28, og det samme gælder 25 kraftforsynings og jordforbindelser. Poteniorneteret 103 er forbundet med en centreringsstyring 158, som betjener motoren til tilbageføring af krumtaparmen 86 til den vandrette hvilestilling eller neutrale stilling, når motorstyringen 156 befinder sig i sin neutrale stilling, og ingen af solenoiderne er magnetiseret. Motor-30 styringen og andre i systemet anvendte logiske kredsløb er anbragt i et modul 159, som er monteret på understøtningen 59. Elektriske forbindelser til og fra modulet 159 er af i og for sig kendt art og er blevet udeladt på tegningen for at lette illustreringen.

35 Virkemåden og anvendelsen af ventil betjeningssystemet skal herefter forklares. Det antages, at systemet er monteret på en truck eller en kranmekanisme og er forbundet med betjeningshåndtagene til funktionsstyreventilerne til en hydraulisk kran på den i det foregående beskrevne måde. Ventilbetjeningssolenoiderne er normalt

DK 155215 B

7 afmagnetiserede, og indgangs og udgangsakslerne til hver betjener kan frit bevæge sig aksialt i forhold til hinanden. Når dødmandsafbryderen 157 lukkes, er funktionsstyreafbryderne 151154 og motorstyringen 156 parat til at arbejde til aktivering af solenoiderne og 5 motoren. Når drivmotoren 41 strømforsynes, løftes eller sænkes rammekonstruktionen 42 i overensstemmelse med motorens omdrejningsretning, og betjenernes indgangsaksler bevæger sig aksialt inde i udgangsakslerne. Når en af solenoiderne magnetiseres, trækkes den dertil forbundne betjeningsstang 124 tilbage. Den aksiale bevægelse 10 af knastfladen 127 presser indgrebskuglerne 121 udefter til låseindgreb med et af stoppene 136, som bæres af udgangsakslen. Derefter bevæges udgangsakslen sammen med indgangsakslen, indtil solenoiden afmagnetiseres. Ved afmagnetisering af solenoiden udløses fangmeka-nismen, og ventilmekanismen fører betjeningshåndtaget tilbage til 15 dettes frie neutrale stilling. Når motorstyri ngen 156 føres tilbage til sin neutrale stilling, vender krumtaparmen 86 tilbage til sin vandrette hvl1 esti 1 ling eller neutrale stilling. I tilfælde af, at dødmandsafbryderen 157 frigives, medens en af funktionsafbryderne er lukket, eller motorstyringen befinder sig i en stilling fra sin 20 neutrale stilling, afsluttes den funktion, som foretages, øjeblikkeligt, og armen 86 vender tilbage til sin neutrale stilling. Ifølge en typisk operationssekvens holder betjeningspersonen kontinuerligt dødmandsafbryderen i dens lukkede stilling, og lukker derefter funktionsafbryderen til magnetisering af den solenoide, som hører 25 til den ønskede funktion. Han aktiverer derefter motorstyringspotentiometeret til betjening af motoren med den ønskede hastighed i den ønskede retning. Når funktionen er blevet foretaget, frigives funktionsafbryderen, og håndtaget til motorstyringspotentiometeret og krumtaparmen og ventiIbetjenings-30 håndtaget vender tilbage til deres hvilestillinger eller neutrale stillinger.

De ventiler, hvortil systemet er forbundet, kan også betjenes manuelt, hvis det ønskes. Når solenoiderne er afmagnetiserede, kan 35 udgangsakslerne bevæges frit, og ventilerne kan betjenes på normal måde. Selv når solenoiderne er magnetiserede, tilvejebringer slipkoblingen en fleksibel kobling mellem motoren og ventiIbetjenerne, og koblingerne er indstillet til at tillade systemet at blive domineret ved manuel betjening.

8

DK 155215 B

Opfindelsen medfører et antal vigtige træk og fordele. Den anvender en enkelt drivmotor med et antal betjenere, som bevæges lineært langs stort set parallelle akser til styring af virkemåden af ventiler med svingel igt monterede håndtag. Systemet tillader på 5 effektiv måde énmandsbetjening af en kran eller et læsseapparat, og systemet er fleksibelt derved, at den manuelle betjening er dominerende, selv når en af betjenerne er indrykket. Skønt opfindelsen er afsløret under særlig henvisning til funktionsstyreventiler til en hydraulisk svingkran, vil det forstås, at opfindelsen også kan 10 anvendes i forbindelse med andre former for kraner og løfteapparater og med andre hydrauliske og pneumatiske ventiler.

Af det i det foregående anførte fremgår det, at der er tilvejebragt et nyt og forbedret ventil betjeningssystem. Skønt den for tiden 15 foretrukne udførelsesform er beskrevet, kan der, således som det vil forstås af fagfolk indenfor dette område, foretages ændringer og tilpasninger uden at overskride den foreliggende opfindelses rammer, således som de er fastlagt i de efterfølgende krav.

20 25 ''s,/;·.···· 30 35

Claims (10)

1. Apparat til anvendelse i en ventilmanøvreringsmekanisme, hvilket apparat har et indgangselement (111), der er indrettet til at blive 5 forbundet med en drivkilde (41); et aksialt bevægeligt udgangselement (112) for forbindelse med manøvreringsorganerne (21) til en ventil (16); en indgrebsmekanisme til sammenkobling af indgangselementet (111) og udgangselementet (112) og en mekanisme til selektivt at påvirke indgrebsmekanismen, kendetegnet ved, 10 at indgangselementet (111) er indrettet til at være forbundet med drivkilden (41) for bevægelse i aksial retning; at udgangselementet (112) er beliggende teleskopisk i forhold til indgangselementet (111); at indgrebsmekanismen omfatter indgrebselementer (121,-122,124) til sammenlåsning af indgangselementet (111) og udgangs-15 elementet (112) for fælles bevægelse, hvorhos indgangselementet (111) og udgangselementet (112) er frie for aksial bevægelse i forhold til hinanden, når de ikke er sammenlåst ved hjælp af indgrebselementerne (121,122,124), og at den selektive påvirkningsmekanisme påvirker indgrebselementerne (121,122,124) for selektivt 20 at sammenlåse indgangselementet (111) og udgangcselementet (112).

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at indgrebselementerne (121,122,124) omfatter et radialt bevægeligt indgrebselement (121) og en aksialt bevægelig manøvreringsstang (124), der 25 har en aksialt hældende knastflade (127) for samvirkning med indgrebselementet (121) for at bevæge dette i radial retning.

3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at påvirkningsmekanismen (114) til påvirkning af indgrebsmekanismen 30 (121,122,124) omfatter en elektrisk manøvrerbar solenoide (114), der er forbundet med manøvreringsstangen (124) til flytning af denne i aksial retning.

4. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved et antal 35 aksialt i afstand fra hinanden beliggende stopmekanismer (122), der bæres af et af de aksialt bevægelige elementer (112), hvorhos indgangselementet (111) og udgangselementet (112) kan sammenlåses i et antal aksiale stillinger. DK 155215 B 10

5. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved et antal udgangselementer (112), der er bevægelige langs i det væsentlige parallelle akser for forbindelse med manøvreringselementer (21-24) til et antal ventiler (16-19); et antal aksialt bevægelige ind-5 gangselementer (111), der er beliggende teleskopisk i forhold til tilhørende udgangselementer (112) og en drivmekanisme (41,66-69,42), der er forbundet med indgangselementerne (111) for flytning af disse i fællesskab langs i det væsentlige parallelle akser, hvorhos indgrebsmekanismen (121,122,124) er tilvejebragt i forbindelse med 10 hvert teleskopisk anbragt par, hvert bestående af et indgangselement og et udgangselement (111,112), og at den nævnte selektive påvirkningsmekanisme (114) er indrettet til selektivt at sammenlåse et af indgangselementerne (111) med et af udgangselementerne (112).

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at driv- mekanismen omfatter en elektrisk drevet motor (41) og en slipkoblingsmekanisme (87), der på eftergivelig måde forbinder motoren (41) med indgangselementet (111).

7. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at udgangs elementet (112) udgøres af en udgangsaksel (112), der bærer et antal aksialt i afstand fra hinanden anbragte stopmekanismer (122).

8. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at indgangs- 25 elementet (111) udgøres af en indgangsaksel (111), og at nævnte elektrisk drevne solenoide forbinder manøvreringsstangen (124) med indgangsakslen (111).

9, Apparat ifølge krav 1 til anvendelse i et ventilmanøvrerings-30 system, kendetegnet ved en selektivt manøvrerbar manøvreringsmekanisme (36-39), der er bevægelig i en lineær retning og er indrettet til forbindelse med manøvreringshåndtagets (21-24) til en ventil (16-19); en roterende drivmekanisme (41); en ledmekanisme (86,104), der forbindr drivmekanismen (41) med manøvreringsmeka- 35 nismen (36-39), hvorhos rotation af drivmekanismen (41) medfører en bevægelse af manøvreringsmekanismen i en lineær retning; og en slipkobling (87), der forbinder drivmekanismen (41) med ledmekanismen (86,104), og som tillader manuel overvindelse af bevægelsen af ventil håndtagene (2-24). 11 DK 155215 B

9 DK 155215 B

10. Apparat ifølge krav 9, kendetegnet ved, at manøvreringsmekanismen omfatter en indgangsaksel (111), der er forbundet med ledmekanismen (86,104); en udgangsaksel (112), der er beliggende teleskopisk i forhold til indgangsakslen (111), og en indgrebsme-5 kanisme (121,122,124) til selektiv sammenlåsning af indgangsakslen (111) og udgangsakslen (112). 10 15 20 25 30 35