DK155455B - Styreventil til hydraulisk betjente tippeindretninger ved koeretoejer - Google Patents

Description

DK 1 5 5 4 5 5 B

Opfindelsen angår en styreventil til i et hydraulisk anlæg at regulere væskestrømmen mellem en pumpe og en hydraulikcylinder samt mellem cylinderen og en returledning, hvilken ventil omfatter en i et ventilhus giideforskydeligt 5 anbragt ventilspindel, der er indrettet til på styret måde at løfte ventillegemet i en første, mellem pumpen og returledningen anbragt kontraventil, samt en anden, mellem pumpen og cylinderen anbragt kontraventil.

Styreventilen ifølge opfindelsen er beregnet til 10 styring af et køretøjs tippeindretning. Hertil anvendes i reglen en håndbetjent tippeventil, der indeholder en spærreventil og en overtryksventil. En pumpe transporterer en trykvæske i retning mod en hydraulisk arbejdscylinder. Når spærreventilen åbnes føres trykvæsken direkte tilbage i en 15 olietank. Når spærreventilen derimod lukkes, føres trykvæsken ind i arbejdscylinderen, så at køretøjets tippende dele løftes op. Spærreventilen betjenes i almindelighed ved hjælp af et håndhjul, ved hjælp af hvilket en gevindspindel, der bærer spærreventilens ventillegeme, drejes. De optippede 20 dele på køretøjets sænkes ved at indstille spærreventilens åbning. Ved omhyggelig indstilling af spærreventilen er det muligt at regulere dennes bevægelseshastighed.

Moderne lastbiler er for det meste udført med et førehus, der kan tippes på en sådan måde, at adgangen til 25 køretøjets motor er blevet nemmere ved eftersyn og reparation. En sådan konstruktion har yderligere nødvendiggjort, at de ved førehuset anordnede styre- eller skifteorganer er forsynet med en form for fjernbetjening, så at køretøjets tipning ikke hindres ved mekaniske styrestænger eller lig-30 nende. Derudover er det ønskeligt at kunne standse tippepla-nets tippebevægelse i en vilkårlig tippestilling. En sådan standsning har med de nævnte håndbetjente styreventiler måttet foregå ved en udkobling og dermed også en frakobling af pumpen, hvilket ved fortsat arbejdende pumper kun har 35 kunnet foregå på utilstrækkelig måde ved en stadig korrigering via håndhjulet.

2

DK 1 55455 B

Fra beskrivelsen til hollandsk patent nr. 68.504 kendes imidlertid en styreventil af den indledningsvis omhandlede art, hvor styringen af de to kontraventiler ved hjælp af den forskydelige ventilspindel sker ad hydraulisk 5 vej . I dette tilfælde har den anden, mellem pumpen og cylinderen anbragte kontraventil på sædvanlig måde et enkelt ventillegeme med tilhørende ventilsæde, hvilket medfører, at det ligesom ved håndbetjente tippeventiler er vanskeligt at regulere den hastighed, hvormed et optippet lad sænkes, 10 idet den simple anden kontraventil kun giver mulighed for sænkning med en af belastningen på ladet uafhængig hastighed.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en fjernbetjent styreventil til tippeindretninger til køretøjer, hvormed det på simpel måde er muligt at tippe ladet, at 15 fastholde dette sikkert i en vilkårlig stilling og i afhængighed af belastningen automatisk at sænke dette hurtigt eller langsomt.

Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved en styreventil af den nævnte art, der er kendetegnet ved, at den anden 20 kontraventil indeholder en forholdsvis stor og en forholdsvis lille ventilpassage, der er indrettet til at kunne åbnes og lukkes samtidigt eller successivt ved virkning af ventilspindelen.

Ventilspindelens bevægelser for åbning og lukning af 25 de to ventilpassager kan på simpel måde fremkaldes ved hjælp af kun to trykluftsledninger, og ladet kan ved lukning af begge passager fastholdes i en vilkårlig skråstilling, og ved sænkning af ladet accelereres sænkehastigheden automatisk ved lille belastning af ladet, når trykket i hydraulikcy-30 linderen reduceres som følge af den tiltagende virksomme trykflade i den i reglen flerdelte hydraulikcylinder, idet det reducerede tryk bevirker, at den store ventilpassage i den anden kontraventil åbnes.

Denne automatiske virkning kan på simpel måde fremkal-35 des, når styreventilen er indrettet som anført i krav 2 og 3.

3

DK 155455 B

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser en skematisk afbildning af en lastbil med et hydraulisk betjent tippelad, 5 fig. 2 et snit gennem en konventionel tippe- eller styreventil, fig. 3 en udførelsesform af en i overensstemmelse med opfindelsen udformet styreventil i en første arbejdsstilling (hvilestilling), 10 fig. 4 samme, i en anden arbejdsstilling (hæve), fig. 5 samme, i en tredje arbejdsstilling (langsom sænkning), og fig. 6 samme, i en fjerde arbejdsstilling (hurtig sænkning).

15 Den i fig. 1 skematisk viste lastbil er betegnet ved henvisningstallet 1 og er forsynet med et tippelad 2. Mellem lastbilen l's stel og tippeladet 2 er der anordnet en flerdelt hydraulikcylinder eller en hydraulisk arbejdscylinder 3, ved hjælp af hvilken tippeladet 2 kan tippes. Den på 20 tværs af lastbilens længderetning forløbende tippeakse for tippeladet 2 er betegnet ved henvisningstallet 4. Virkemåden for disse elementer er velkendt og skal derfor ikke beskrives nærmere.

Det hydrauliske styresystem til styring af arbejdscy-25 linderen 3 omfatter desuden en pumpe 5, der pumper en trykvæske, f.eks. olie, fra en oliebeholder 6 via en ledning 7.

På tryksiden er pumpen 5 forbundet med en ledning 8, der deler sig i en ledning 9 og en anden ledning 10. Ledningen 9 er forbundet med en i overensstemmelse med opfindelsen 30 udformet tippeventil eller styreventil 11. I fig. 1 er der vist en gængs udførelsesform for en sådan styreventil, der kan betjenes inde fra førehuset ved hjælp af et håndhjul 12. Når styreventilen 11 er åben, vender trykvæsken fra pumpen via ledningerne 8 og 9, styreventilen 11 og yderligere 35 ledninger 13 og 14 direkte tilbage i oliebeholderen 6. I dette tilfælde opbygges der ikke et nævneværdigt tryk i 4

DK 1 55455 B

systemet, hvorved arbejdscylinderen 3, som via ledningerne 8, 10 og 15 ligeledes er forbundet med pumpen 5's trykside, ikke føres ud. Hvis derimod styreventilen 11 lukkes ved håndkraft, så kan trykvæsken ikke længere undvige via led-5 ningen 9 og strømmer via ledningerne 10 og 15 ind i arbejds-cylinderen 3, hvorved tippeoperationen igangsættes. I øvrigt er der på konventionel måde tilvejebragt en stopventil 16, der kan styres via arbejdscy linderen 3's stilling, og som ved en fuldstændig udtrukket arbejdscylinder 3 danner en 10 forbindelse mellem ledningerne 10 og 14 via ledningerne 17 og 18, hvorved trykvæsken kan føres indirekte fra pumpen tilbage til oliebeholderen 6, så at tippeoperationen afslut tes.

I fig. 2 er der vist detaljer ved den i fig. 1 an-15 tydede, konventionelle styreventil 11. De fra pumpen udgående ledninger 8 og 9 er ført ind i et radialt borehul 19 i styreventilen 11. Borehullet 19 er forbundet med et aksialt borehul 20 i styreventilens indre, hvilket borehul udvider sig til et kammer 21, der atter står i forbindelse med et yder-20 ligere radialt borehul 22, der tjener som oliebortførselsledning. Trykvæskens indstrømning fra borehullerne 19 og 20 i kammeret 21 og dermed tilbagestrømning af trykvæsken i oliebeholderen styres ved en ventilkugle 23, der ved hjælp af en af et håndhjul 12 betjent spindel 24 kan preses mod sit 25 tilhørende sæde. På denne måde er gennemløbet af trykvæsken fra pumpen til oliebeholderen styrbar ved hjælp af håndhjulet 12.

Borehullet 20 er endvidere forbundet med en overtryksventil 25, der står i forbindelse med borehullet 22 og 30 dermed med oliebeholderen via en ledning 26, hvorved en opbygning af et for stort tryk foran den af ventilkuglen 23 dannede spærreventil er forhindret.

Denne kendte konstruktion har ikke kun den ulempe, at den arbejder rent mekanisk og f.eks. ikke kan fjernstyres 35 fra det indre af et tipbart førehus, men giver desuden kun med betydelige vanskeligheder mulighed for at der ved hjælp

DK 155455 B

5 af håndhjulet 12 kan ske en fastholdelse af tippeplanet i en vilkårlig stilling, ligesom det er vanskeligt at opnå en hurtig eller en langsom sænkning af tippeladet. I alle tilfælde kræver det en betydelig øvelse at indstille spærreven-5 tilens gennemløb så nøjagtigt ved hjælp af håndhjulet 12, som det kræves for at opnå den ønskede driftstilstand.

I fig. 3 er der vist en i overensstemmelse med opfindelsen udformet styreventil i en første stilling eller den såkaldte hvilestilling. Styreventilen 30 omfatter et hus 10 31, der i sit indre indeholder de enkelte ventiler og gen nemløb, samt en trykluftdåse 32, der er anbragt ved husets ene ende, i den i fig. 3 viste udførelsesform ved den neder-ste ende af huset 31, og er anbragt på samme længdeakse.

Mellem en tilførselsåbning 33, der er forbundet med 15 en ikke vist pumpe, og en bortførselsåbning 34, der er forbundet med en ikke vist olietank, er der i lighed med den i fig. 2 viste konstruktion anbragt en spærreventil 35, der omfatter et ventillegeme 36 i form af en ventilkugle og et sæde 37. Ventillegemet 36 er anbragt på spærreventilen 35's 20 mod pumpen vendende side, hvorved ventillegemet i spærreventilens lukkede stilling trykkes mod sædet 37 af trykket fra den tilførte trykvæske.

Spærreventilen 35 åbnes ved, at ventillegemet 26 hæves fra sædet 37 ved en ventilstift 38. Ventilstiften 38 25 er aksialt forskydeligt i huset 31 og er ved sin overfor ventillegemet 36 liggende ende fast forbundet med en membran 39, der inddeler trykluftdåsen 32 i et første og et andet kammer 40 hhv. 41. Den ikke i detaljer viste fastgørelse af ventilstiften 38 på membranen 39 sker ved hjælp af to plader 30 43 og 44 på begge sider af membranen, idet disse plader ligger an mod en skulder 42 på ventilstiften og en flange 45 ved ventilstiftens ende.

Trykluftdåsen 32’s kamre 40 og 41 er via kanaler 46 og 47 forbundet med en ikke vist trykluftkilde, der kan 35 styres på en sådan måde, at der valgfrit kan opbygges et tryk i et af kamrene, eller begge kamre kan holdes trykløse.

DK 155455 B

s

Ved at opbygge et tryk i et af kamrene 40 og 41 forskydes ventilstiften 38 aksialt, hvorved den bliver i stand til at hæve spærreventilens ventillegeme 36 fra dets sæde 37 og dermed åbne spærreventilen.

5 Ved den i fig. 3 viste stilling er ventilstiften 38 fjedrende forspændt på en sådan måde, at ventillegemet 36 er fjernet så langt fra sit sæde 37, at det tryk, der hidrører fra den af pumpen leverede trykvæske, ikke kan blokere spærreventilen 35 i retning mod oliebeholderen. Til dette 10 formål er der tilvejebragt en fjeder 48, der har en sådan fjederkraft, at den kan holde ventilstiften 38 i den nævnte hvilestilling så længe der ikke udøves et tryk mod membranen 39. Fjederen 48 er udformet som en skruefjeder og er anordnet i et cylinderformet kammer 49 i huset 31's indre i nærheden 15 af trykluftdåsen 32. Fjederen 48 ligger ved begge ender an mod fjederskiver 50 og 51, der er aksialt forskdyelige på ventilstiften 38's afsnit 52, der har en mindre diameter, hvorved fjederskivernes aksiale forskydning er begrænset af de dette afsnit 52 afgrænsende skuldre på ventilstiften 38.

20 I øvrigt er fjederskiveme 50 og 51's aksiale bevægelse begrænset af kamret 49's endevægge. Fjederen 48 søger at trykke de to fjederskiver 50 og 51 imod de to endevægge, hvorved ventilstiften 38’s afsnit 52 og dermed tillige hele ventilstiften 38 indtager den i fig. 3 viste hvilestilling.

25 I niveau med huset 31's tilførselsåbning 33 og anbragt over for denne er der anordnet en bortførselsåbning 53, der er forbundet med en ikke vist overtryksventil.

Tilførselsåbningen 33 kan via spærreventilen 35 bringes i forbindelse med bortførselsåbningen 34 og dermed med 30 olietanken, men tilførselsåbningen 33 kan via en sænkeventil 54 tillige bringes i forbindelse med bortførselsåbningen 55 ved den i fig. 3 foroven viste ende af huset 31, hvilken bortførselsåbning 55 står i forbindelse med en ikke vist hydraulisk arbejdscylinder. Sænkeventilen 54 omfatter to 35 ventillegemer, nemlig et større, ringformet ventillegeme 56 og et mindre, kugleformet ventillegeme 57. Det større ventil-

DK 155455 B

7 legeme 56 træder på et ringformet sæde i huset 31's indre. Sædet 58 er plant udformet, og den mod sædet vendende side på ventillegemet 56 har et undgående, tagformet fremspring, hvorved der er tilvejebragt et godt anlæg.

5 Ventillegemet 56 har en aksial åbning 59, der udgør et sæde for det andet, kugleformede ventillegeme 57 ved den mod bortførselsåbningen 55 vendende side. I forlængelse af åbningen 59 er der på den mod spærreventilen 35 vendende side tilvejebragt et fremspring 60, der er gennemskåret af 10 åbningen 59 ved en siderettet forlængelse. I fremspringet 60 er der aksialt forskydeligt anordnet en anden ventilstift 61, der også er forskydelig i åbningen 59's midterakse og indrettet til at ligge an mod det kugleformede, mindre ventillegeme 57. Det mindre, kugleformede ventillegeme 57 er 15 forspændt i retning mod det større ventillegeme 56 ved hjælp af en fjeder 62, der ved siden af bortførselsåbningen 55 ligger an mod huset 31. På tilsvarende måde er spærreventilen 35's ventillegeme 36 trykket mod sit sæde 37 ved en fjeder 63, der ligger an mod huset 31.

20 Af fig. 4 fremgår det, at spærreventilen 35's ventil legeme 36 i den i fig. 3 viste hvilestilling ligger an mod ventilstiften 61, hvorved en fortsat fremføring af ventilstiften 38 først vil få ventilstiften 61 og dermed ventillegemet 57 samt via fremspringet 60 ventillegemet 56 til at 25 bevæge sig opad fra den i fig. 3 viste stilling. Den her skitserede virkemåde, skal i det følgende forklares nærmere i sammenhæng med de øvrige figurer.

Selv om fjederen 48 holder ventilstiften 38 og dermed ventillegemet 36 i en stabil, i fig. 3 vist stilling, hvor 30 spærreventilen 35 er åben, er det nødvendigt at anvende en yderligere indretning, der af hydraulisk vej yderligere stabiliserer denne stilling. Med henblik herpå er der tilvejebragt en omstrømningsledning 64, der omslutter spærreventilen 35. Ledningen 64 forbinder spærreventilens foran og 35 bagved i strømningsretningen liggende side, idet den udmunder i et i huset 31 udformet kammer 65, som ringformet omgiver 8

DK 1bb4b5B

et midterområde af ventilstiften 38. Dette kammer 65 er på sin mod trykluftdåsen 32 vendende side tætnet ved en omkring ventilstiften 38 anordnet pakning 66, og kammeret 65 er ved sin anden side begrænset af et på ventilstiften 38 i aksial-5 retning fast anbragt stempel 67, der på sin mod kammeret 65 vendende side ligeledes bærer en pakning 68. På denne måde overføres det tryk, der optræder på spærreventilen 35's bagved i strømningsretningen liggende side til kammeret 65. Stemplet 67's ringplade f2 er større end ringfladen f^ på 10 spærreventilen 35's sæde 37.

Herved er det sikret, at der på stemplet 67 og dermed på ventilstiften 38 og ventillegemet 36 udøves et i retning mod spærreventilen 35's åbning rettet tryk.

De i fig. 4 viste dele svarer til de i fig. 3 viste 15 dele, men i fig. 4 er disse vist i en anden stilling. I dette tilfælde er der i trykluftdåsen 32's mod spærreventilen 35 vendende kammer 40 opbygget et tryk, medens det andet kammer 41 er trykfrit, således som dette er antydet ved de i fig. 4 forneden til venstre viste pile. Derved føres ven-20 tilstiften 38 nedad (fig. 4), hvorved den via fjederskiven 50 medtager fjederen 48 og sammentrykker denne, idet den anden fjederskive 51 ikke kan bevæge sig. Herved frigiver ventilstiften 38 spærreventilen 35’s ventillegeme 36, hvorved dette af fjederen 63 trykkes mod sit sæde 37. Som følge 25 heraf vil den fra pumpen via tilførselsåbningen 33 tilførte trykvæske opsamle sig før spærreventilen 35, og det herved opbyggede tryk vil fjerne sænkeventilen 54's større ventil-legeme 56 fra dets sæde 58, så at trykvæsken via bortførselsåbningen 55 kan størmme i retning mod den ikke viste hydrau-30 liske arbejdscylinder og aktivere denne. Herved igangsættes tippeoperationen. Den i fig. 4 viste stilling svarer altså til operationen "hæve". Spærreventilen 35's ventillegeme 36 holdes ikke alene ved hjælp af fjederen 63, men tillige af trykket fra trykvæsken foran spærreventilen fast mod sit 3 5 sæde.

Når hæveoperationen er afsluttet, skal trykket i

DK 155455 B

9 kammeret 40 fjernes, så at membranen atter kan indtage den i fig. 3 viste neutrale stilling. Herved åbnes spærreventilen 35, medens sænkeventilen 54's ventillegemer 56 og 57 som følge af fjederen 62's tryk og trykket i den hydrauliske 5 arbejdscylinder vender tilbage til deres lukkestilling og forbliver i denne stilling. Tippeplanet er altså fastholdt i sin hævede stilling. Når tippeplanet atter skal sænkes, sker der som vist i ig. 5 en trykopbygning i trykluftdåsen 32's andet kammer, medens trykket i kammeret 40 fjernes, 10 således som dette er antydet ved de i fig. 5 forneden til venstre viste pile. Derved føres ventilstiften 38 opad (fig.

5) af membranen 39, hvorved fjederen 48 presses sammen mellem fjederskiven 51 og fjederskiven 50 og dermed kammeret 49’s tilsvarende endevæg. Ventilstiften 38 fører spærreventilen 15 35's ventillegeme 36 op i en anden, yderligere åbningsstil- ling, hvorved ventillegemet 36 medfører den anden ventilstift 61, så at sænkeventilen 545s mindre, kugleformede ventil-legeme 57 føres op fra sit sæde. Som følge heraf fjernes det fra pumpen leverede, foran spærreventilen 35 opbyggede 20 tryk hurtigt, medens trykvæsken kun langsomt strømmer ud fra den hydrauliske arbejdscy linder og ned gennem sænksver, tilen 54 i retning mod olietanken. Hvis tippeladet kun er belastet i ringe grad, eller hvis den hydrauliske arbejdscy linder indtager en næsten helt indtrukket stilling, hvor 25 det effektive trykareal i den hydrauliske arbejdscy!inder er større, så at det i den hydrauliske arbejdscy linder rådende tryk mindskes, så aftager tillige den kraft, der hviler på sænkeventilen 54's ventillegeme 56 og trykker denne mol dets ventilsæde. Idet spærreventilen 359s ventillegeme 30 ligger an mod ventillegemet 56's fremspring 60 i dan i fig, 5 viste stilling, søger den af ventilstiften 38, ventillegemet 36 og fremspringet 60 dannede opbygning, som følge af det i kammeret 41 rådende tryk, at fjerne ventillegemet 56 fra dets sæde. Dette sker som vist i fig. 6 når trykvyc 35 kens tryk er mindre end en bestemt værdi. I dette tilfeic hæves membranen 39 yderligere som følge af det i kammeret

DK 155455 B

10 41 rådende tryk, hvorved membranen medfører ventilstiften 38, ventillegemet 36 og slutteligt ventillegemet 56. Ved denne, i fig. 6 viste stilling kan trykvæsken hurtigt strømme ud af den hydrauliske arbejdscylinder. Når sænkeoperationen 5 er afsluttet, gøres de to kamre 40 og 41 atter trykfrie, så at den i fig. 3 viste hvilestilling atter indtages.

Styreventilen ifølge opfindelsen kan modificeres på forskellig måde. F.eks. kan trykluftdåsen erstattes med en dobbeltvirkende cylinder med et heri anordnet, længdefor-10 skydeligt stempel.

Claims (2)

1. 2. Styreventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kontraventilens (54) forholdsvis store ventilpassage er dannet ved et første ventillegeme (56), der er indrettet til at kunne ligge an mod et i forbindelseskanalen mellem cylinderen (3) og pumpen (5) udformet første ventilsæde, og 20 at kontraventilens (54) forholdsvis lille ventilpassage er dannet ved et andet ventillegeme (57), som er indrettet til at kunne ligge an mod et andet ventilsæde udformet i en gennemgående boring (59) i det første ventilegeme (56).
2. 3. Styreventil ifølge krav 2, kendetegner 25 ved, at det andet ventillegeme (57) er fjederforspændt mod sit ventilsæde i boringen (59) i det første ventillegeme (56) , og at ventilspindelen (38) er indrettet til at kunne hæve det andet ventillegeme (57) fra dets sæde ved en mellem ventilspindelen (38) og det andet ventillegeme anbragt hjæl-30 pespinde! (61), der er indrettet til at glide i boringen (59) i det første ventillegeme (57) mellem en første stilling, hvor den rager ud fra det første ventillegeme (56), og en anden stilling, hvor den er ført helt ind i boringen (59) og har fjernet det andet ventillegeme (57) fra dav; 35 sæde.