DK157183B - Fluidumbaseret reguleringsanlaeg - Google Patents

Description

DK 157183 B

Opfindelsen angâr belastningsaffolende servoanlæg, navnlig sâdanne anlæg, der samtidig tilvejebringer en strom-ning til et hjælpekredsldb.

For fagfolk, der beskæftiger sig med hydraulisk sty-5 ring, er det ikke ukendt at tilvejebringe stromningsregule-rende kredse til styring af fluidumaktiverede aggregater pâ en sâdan mâde, at det er muligt at regulere den pr. tidsenhed strommende fluidummængde, og derved tillige arbejdshastig-heden for de fluidumaktiverede aggregater, uafhasngigt af 10 varierende ydre belastninger pâ det fluidumaktiverede ag-gregat. Sâdanne indretninger soges især udviklet med hydro-statiske servoanlæg, hvor en kilde af trykfluidum anvendes til at fode en effektstyrende cylinder til at dreje et par jordkontaktende hjul, og hvor en styrende reguleringsventil 15 er anbragt mellem fluidumkilden og cylinderen og indrettet til i afhængighed af et styrehjuls drejning at tilvejebringe en kontrolleret stremning af fluidum pr. tidsenhed til cylinderen.

Der kendes et arrangement, der ger tilstromningen af 20 fluidum til det fluidumaktiverende aggregat (fluidummotoren) pr. tidsenhed afhængighed af alene indstillingen af str0m-ningsreguleringsventilen og ikke afhængig af belastningen af fluidummotoren, sâledes som det er beskrevet i USA patent-skrift 2 503 870. I dette patentskrift er der beskrevet et 25 anlæg, hvor der anvendes en konventionel, firvejs retnings-ventil, som er anbragt i sérié mellem en fluidumpumpe og en fluidummotor. I sérié med pumpen og retningsventilen er der anbragt en stromningsreguleringsventil, der har et ventil-element, som er indstillet i overensstemmelse med trykfaldet 30 over den variable âbning, som er formet mellem trykâbningen og motorâbningen i retningsventilen, nâr denne er aktiveret. Ventilelementet i stromningsreguleringsventilen er indrettet til at kunne udblæse en del af den fra pumpen tilforte væske-mængde til et réservoir pâ ganske kendt mâde for at opret-35 holde et forholdsvis konstant trykfald over den variable munding i retningsventilen.

2

DK 157183 B

En videre udvikling af dette kendte anlæg er beskrevet i USA patentskrift 3 455 210. Det heri beskrevne stremnings-reguleringssystem svarer i det væsentlige til det i USA patentskrift 2 503 870 beskrevne System med den undtagelse, 5 at det i USA patentskrift 3 455 210 beskrevne System anvender en trykkompenserende ventil i stedet for en stromningsregu-lerende ventil, og i stedet for at bortlede overskydende væske til et réservoir tillader den trykkompenserende ventil, at den overskydende væske anvendes til at betjene et hjælpe-10 kredsleb. Denne fordelagtige udnyttelse skyldes det forhold, at ventilen ifelge USA patentskrift 3 455 210 er anbragt pâ en sâdan mâde, at det bevægelige ventilelement indstilles i overensstemmelse med trykfaldet over den variable âbning i retningsventilen og uafhængig af fluidumtrykket i hjælpe-15 anlægget.

Yderligere kendes et hydrostatisk servoanlæg, hvor et i den styrende reguleringsventil affelt tryksignal anvendes til at styre pumpeslaget i en variabel fortrængnings-pumpe, hvorved det bliver muligt at fastholde et forholdsvis 20 konstant trykfald over den styrende reguleringsventil eller en del af denne, selv om der sker ændringer i den styrede belastning. Ved betegnelsen en styrende belastning skal forstâs et fluidumtryk, der inde i servomotoren udever en sâ stor kraft, at de pâ de styrende hjul virkende jordkræfter 25 overvindes.

Dette kendte System er beskrevet i US patentskrift 3 915 253 og omfatter en styrende reguleringsventil, der danner en forste variabel âbning, der er indrettet til at fastlægge den fluidummængde, som pr. tidsenhed strommer 30 gennem den styrende reguleringsventil, en anden âbning, der fastlægger stromningsretningen (hojre stilling eller venstre stilling), et stromningsmâleapparat, en tredje âbning, der i stremningsretningen er anordnet efter stremningsmâleappa-ratet, en fjerde variabel âbning, servomotoren og en femte 35 variabel âbning pâ servomotorens returside. Et tryksignal udtages i stromningsretningen netop efter den tredje âbning 3

DK 157183 E

og ledes tilbage til den variable fortrængningspumpes meka-nisme til regulering af pumpeslaget, der ligeledes styres af et tryksignal, som udtages i stromningsretningen netop efter pumpens bortferselsàbning. Pumpen styres saledes ved '5 et belastningssignal, der udtages over seriekombinationen af den forste og den anden âbning, fluidummotoren samt den tredje âbning. Det i USA patentskrift 3 915 253 beskrevne anlæg tilvejebringer et forholdsvis stort trykfald over seriekombinationen af de nævnte âbninger. Om onsket kan 10 dette trykfald pâ ganske kendt mâde reduceres ved pâ enkel màde at erstatte de i sérié anordnede âbninger med den forste variable âbning.

En væsentlig ulempe ved det i USA patentskrift 3 915 253 beskrevne anlæg bestâr i, at der ikke er tilveje-15 bragt en tilstrækkelig mulighed for at overf0re h0je tryk, og at systemet kun kan anvendes i forbindelse med den art variable fortrængningspumper og trykkompenserende ventiler, der er beskrevet i patentskriftet. I de senere âr er der imidlertid blevet væsentlig st0rre behov for anlæg, der er 20 i stand til at overfore hoje tryk i tilstrækkelig grad, idet man har erkendt, at det er n0dvendigt at udnytte de tilgængelige drivmidler bedre. Et hydrostatisk servoanlæg, der er i stand til at overfore h0je tryk i tilstrækkelig grad, gor det muligt bâde at betjene servomotoren og et 25 hjælpeaggregat, f.eks. en graveindretning eller en kranud-ligger, ved blot at anvende én pumpe, hvorved en st0rre procentdel af den til pumpen tilforte energi omdannes til nyttigt arbejde.

Det er umiddelbart forstâeligt, at et servoanlæg, 30 hvori der kan vendes et antal forskellige pumpesammenstil-linger, har storre kommerciel værdi alene som folge af sy-stemets storre alsidighed. Det er sâledes muligt at anvende et System med en lukket centerstilling, et System med en âben centerstilling eller et belastningsaffolende System.

35 Et sâdant alsidigt servoanlæg er desuden nemmere at afsætte, idet det problemfrit kan ombyttes med de idag almindeligt 4

DK 157183 B

anvendte anlæg i eksisterende udstyr.

I konventionelle hydrostatiske servoanlæg af den art, hvori opfindelsens ideer kan anvendes, er den styrende reguleringsventil indrettet til at arbejde i afhængighed af 5 en forudbestemt trykforskel over den variable âbning i den styrende reguleringsventil, der styrer stromningsmængden pr. tidsenhed gennem den styrende reguleringsventil og derfor tillige den styrende cylinders aktiveringshastighed. Den variable âbning i den styrende reguleringsventil varierer 10 fra et mindste âbningsareal til et storste âbningsareal i afhængighed af drejningen af det styrende hjul, og nâr âb-ningsarealet oges, oges stromningen gennem âbningen. Et særligt styrende réguleringssystem er indrettet til at arbejde ved en forudbestemt stromningshastighed gennem den 15 styrende reguleringsventil ved en forudbestemt st0rste ven-tilafbojning, f.eks. ved en ventildrejning pâ 10e. Den forud-bestemte stromningshastighed vil ved en storste ventilaf-bojning kun optræde i afhængighed af et bestemt trykfald over âbningen, og hvis trykfaldet over den variable âbning 20 er storre end det, hvortil den styrende reguleringsventil er konstrueret, vil den forudbestemte stromningshastighed indtræde ved en mindre ventilafbojning end den forudbestemte maksimale. Hvis den storste aktiveringshastighed, der er bestemt ved den styrende réguleringsventils udformning, 25 opnâs ved en mindre ventilafboj ning end forudsat, bibringes reguleringssystemet en uonsket stor f0lsomhed.

Der er sâledes behov for at tilvejebringe et konstant trykfald over den styrende reguleringsventils variable âbning, hvorved der tillige tilvejebringes et konstant til-30 forselstryk til den styrende reguleringsventil ved en bestemt styrende belastning, men dette giver anledning til alvorlige vanskeligheder i en række koromercielt tilgængelige servoanlæg af den art, hvor der i str0mningsretningen efter pumpen er anordnet en prioritetsventil, men hvor den ledning, som 35 forbinder pumpen og prioritetsventilen, er afgrenet pâ en sâdan mâde, at den tilf0rer fluidum til den styrende regu-

DK 157183 E

5 leringsventil. I et sâdant arrangement er prioritetsventilen ingen egentlig prioritetsventil, idet den snarest tjener som en trykkompenserende ventil, der leder en del af pumpens bortf0rselsmængde til hjælpekredsen uden samtidig at kon-5 trollere trykket i det til den styrende reguleringsventil tilforte fluidum.

Anvendelsen af belastningsaffolende servoanlæg har endvidere været begrænset som f0lge af ledningstab, dvs. virkningen af sâdanne trykfald i den ledning, der leder 10 fluidumet til den styrende reguleringsventil, nàr den styrende reguleringsventil er anbragt fjernt fra den mekanisme, der regulerer trykket i det fluidum, der f0res til den styrende reguleringsventil i afhængighed af tryksignaler, der udtages hhv. f0r og efter hovedkontrolâbningen i den styrende 15 reguleringsventil.

Opfindelsen har til formai at tilvejebringe et hydro-statisk servoanlæg af den art, der styres i afhængighed af et styrende tryksignal fra belastningen.

Opfindelsen har endvidere til formai at tilvejebringe 20 et servoanlæg, der muliggor en tilf0rsel af et fluidum til en hjælpekreds pâ en sâdan mâde, at det styrende kredsl0b har prioritetet i afhængighed af det styrende tryksignal fra belastningen.

Ved betegnelsen prioritetsventil skal forstâs den 25 art ventiler, der regulerer str0mningen fra en fluidumkilde til en primær belastningskreds og en sekundær belastnings-kreds i afhængighed af behovene i den primære kreds, idet behovene i den primære kreds har "prioritet".

Opfindelsen har yderligere til formai at tilvejebringe 30 et servoanlæg, hvor hjælpekredsen kan være lukket i den midterste shilling, âben i den midterste stilling eller belastningsaff0lende, sâ at det i anlægget anvendte pumpe-arrangement kan være indstillet til hhv. konstant fortræng-ning, variabel fortrængning eller belastningsaffelning.

35 Opfindelsen har desuden til formai at tilvejebringe et servoanlæg, hvor den styrende reguleringsventil kan være 6

DK 157183 B

anbragt fjernt fra pumpen og prioritetsventilen, samtidig med virkningen af ledningstab ved de tryksignaler, der sty-rer stillingen af det trykkompenserende ventilelement og som fdlge heraf stromningsretningen gennem ventilen, fjemes.

5 Disse formai opnâs ved et i overensstemmelse med opfindelsen udformet servoanlæg. Anlægget regulerer fluidum-stremningen fra kilden, der enten er en pumpe med konstant fortrængning, en trykkompenseret pumpe med variabel fortræng-ning eller en stromnings- og trykkompenseret pumpe med be-10 lastningsaffoling. Fluidumet anvendes til selektivt at ak-tivere en servomotor og et hjælpeaggregat, og anlægget om-fatter en styrende reguleringsventil, der er anbragt i sérié mellem pumpen og styremotoren, og som omfater en ventil-indretning, der kan bevæges fra en neutral stilling til 15 enten en hojre eller en venstre stilling. Den styrende reguleringsventil omfatter ogsâ et stromningsmâleapparat med et mâlende element, der er sâledes bevægeligt anordnet, at det er egnet til at mâle den gennemstremmende fluidummængdes volumen, og midler, der er indrettet til at sammenkoble det 20 mâlende element og ventilindretningen for at overfore en folgebevægelse til denne i afhængighed af det mâlende éléments bevægelse. Den styrende reguleringsventil omfatter et ventillegeme, der danner en tilferselsâbning for fluidumet og bortfdrselsâbninger for samme samt et par motorâbninger, 25 der er forbundet med modstâende sider af servomotoren. Ven-tillegemet og ventilindretningen afgrænser en fluidumpassage, der indbefatter en ferste variabel âbning, som er anbragt i sérié mellem tilferselsâbningen for fluidumet og stremnings-mâleapparatet. Ventilindretningen er opbygget pâ en sâdan 30 mâde, at der ved den forudbestemte strdmningshastighed er taie om et forudbestemt trykfald over den forste variable âbning, nâr ventilindretningen er i den ene af sine yder-stillinger.

Anlægget omfatter yderligere en prioritetsventil, 35 der er anbragt i sérié mellem pumpen og den styrende reguleringsventil. Prioritetsventilen indbefatter en tilfdrsels- 7

DK 157183 E

âbning, der er i fluidumforbindelse med pumpen og modtager hele anlæggets fluidumstrom, en styrende bortforselsâbning, der er i fluidumforbindelse med tilforselsâbningen i den styrende reguleringsventil, og en ekstra bortforselsâbning, '5 der er i fluidumforbindelse med det ekstra aggregat. Pri-oritetsventilen omfatter et ventillegeme, der er sâledes anbragt, at det styrer fluidumstrommen fra ti 1 forselsâbningen til bortforselsâbningerne, medens en fjeder forspænder ven-tilelementet i retning mod en stilling, hvor det tillader i 10 det væsentlige hele anlæggets stromningsmængde at passere fra tilf0rselsâbningen til den styrende bortforselsâbning. Fjederen ud0ver en forspændingskraft, der i det væsentlige svarer til et forudbestemt trykfald over den f0rste variable âbning i den styrende reguleringsventil, hvorved der er 15 dannet en styrende str0mning gennem den styrende bortforsels-âbning og den forste variable âbning. Et tryksignal fra belastningen ledes fra den f0rste variable âbnings foran i stromningsretningen liggende side for at udove en forspændingskraft pâ prioritetsventilens ventillegeme i samme ret-20 ning som fjederen, og et pilottryksignal, der udtages fra den forste variable âbnings bagved i str0mningsretningen liggende side, ledes frem pâ en sâdan mâde, at det udover en forspændingskraft pâ prioritetsventilens ventillegeme i modsat retning af fjederens forspændingskraft.

25 Hvis den styrende reguleringsventil er anbragt fjernt fra pumpen og prioritetsventilen, f.eks. to meter eller længere borte fra prioritetsventilen, udtages pilottryksig-nalet umiddelbart efter den forste variable âbning, f.eks. ved den styrende reguleringsventils tilforselsâbnings, sâ 30 at tryksignalet fra belastningen og pilottryksignalet viser n0jagtig samme trykfald over den forste variable âbning uafhængigt af sâdanne ledningstab, der ville opstâ, hvis pilottryksignalet blot var et indre pilotsignal inde i prioritetsventilen .

35 Opfindelsen skal i det f0lgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, pâ hvilken 8

DK 157183 B

fig. 1, 2 og 3 viser hydrauliske koblingsdiagrammer if0lge opfindelsen, hvor der er anvendt tre forskellige arter af ekstra kredsl0b og pumpearrangementer, fig. 4 set fra oven en del af en ventilindretning, 5 som anvendes ved en i overensstemmelse med opf indelsen ud-formet styrende reguleringsventil, fig. 5 skematisk et tværsnit efter linien 5-5 i fig.

4, fig. 6 den i fig. 4 vis te ventilindretning, nâr denne 10 indtager sin h0jre stilling, fig. 7 skematisk et tværsnit efter linien 7-7 i fig.

6, fig. 8 skematisk en del af det i fig. 1 viste servo-anlæg samt et tværsnit gennem den heri anvendte prioritets-15 ventil, og fig. 9 en grafisk afbildning, der viser sammenhængen mellem âbningsarealet og ventilafb0jningen.

I fig. 1 er der skematisk vist et hydrostatisk servo-anlæg, der omfatter en pumpe 11 med konstant fortrængning, 20 der leverer en hydraulisk væske med en konstant strdmnings-mængde pr. tidsenhed og med et variabelt tryk til en styrende reguleringsventil, der er betegnet ved henvisningstallet 13. Den styrende reguleringsventil 13 styrer stromningen og retningen af det trykfluidum, der tilf0res en styrende cy-25 linder 15, der er indrettet til at betjene et ikke vist par jordkontaktende hjul.

Den styrende reguleringsventil 13, der kan være af i og for sig kendt art og f.eks. den fra USA patentskrift Re. 25 126 kendte ventil, omfatter en venstre fluidumâbning 30 L og en hojre fluidumâbning R, der er forbundet med mod-stâende ender i den styrende cylinder 15 ved hjælp af et par fluidumledninger 17 hhv. 19. Den styrende reguleringsventil 13 indeholder yderligere en fluidumtilfdrselsâbning 21, en fluidumtilbageforingsâbning 23, en belastningsaf-35 f0lende âbning 25, og en pilotsignalâbning 27. Inde i den styrende reguleringsventil 13, er der anordnet en ventilind-

DK 157183 B

9 retning, der under ét er betegnet ved 29 og som fra s in i fig. 1 viste, neutrale stilling er indrettet til at blive bevæget til enten en hojre stilling R eller en venstre stilling L. Selv om den viste ventilindretning 29 omfatter en 5 spole og en bosning, som ved indbyrdes drejning aktiverer ventilindretningen, indses det, at der indenfor opfindelsens ramme kan anvendes andre ventilindretninger. I stedet for at anvende en spole og en bosning til at danne de forskellige nodvendige styreâbninger, kan styreâbningerne dannes ved et 10 hus og en ventilglider, idet âbningens storrelse og dermed den styrende stromningsmængde pr. tidsenhed varierer med gliderens drejnings i forhold til huset eller ved glideren aksiale bevægelse i forhold til huset eller ved en kombina-tion af disse bevægelser.

15 Nâr ventilindretningen 29 er i en af sine yderstil- linger, strommer det gennem ventilen 29 fremf0rte trykfluidum gennem et strflmningsmâleapparat 31, der tjener til at mâle den korrekte fluidummængde, der efter behov skal tilf0res enten âbningen L eller R. Str0mningsmâleapparatet 31 er pâ 20 ganske kendt mâde forbundet med ventilindretningen 29 ved hjælp af en mekanisk opfyldningsindretning 33.

I begge yderstillingerne danner ventilindretningen 29 en variabel âbning 35, hvis stromningsareal fortrinsvis er proportionalt med ventilen 29*s afb0jning (se fig. 9), 25 dvs. proportionalt med den forholdsvise drejning mellem spolen og bosningen. Drejningshastigheden for det styrende hjul W bestemmer sâledes ventilens afbojning og stromnings-hastigheden for fluidumet gennem den variable âbning 35 og eventuelt frem til den styrende cylinder 15.

30 Bortforselsmængden fra pumpen 11 med den konstante fortrængning f0res ved hjælp af en fluidumledning 37 til en pilotbetjent str0mningsregulerende ventil, der under et er betegnet ved henvisningstallet 39, og det er et væsentligt træk ved opfindelsen, at i det væsentlige hele den fra pumpen 35 11 strommende fluidummængde passerer gennem stromningsregu- leringsventilen 39. Nâr ventilen 39 er i sin midterstilling, 10

DK 157183 B

danner den ved en fluidumledning 41 en stromningsbane med pâ variabel mâde begrænset stromning frem til tilforsels-âbningen 21 i den styrende reguleringsventil 13 og tilveje-bringer ved hjælp af fluidumledningen 43 ligeledes en str0m-'5 ningsbane med en pâ variabel mâde begrænset stromning til en ekstra fluidumkreds der under et betegnes ved henvis-ningstallet 45. Den ekstra kreds 45 kan omfatte hydrauliske komponenter af forskellig art af mere eller mindre kompli-ceret udformning, men for nemheds skyld er pâ tegningen 10 vist en kreds 45, som indeholder en fluidumcylinder 47, der styres ved hjælp af en konventionel trestillings, firvejs-ventil 51, der i fig. 1 er vist som en ventil med en âben midterstilling, der er indrettet til at samvirke med pumpen 11 med den konstante fortrængning. Stromningsregulerings-15 ventilen 39 er vist mere detaljeret i fig. 8 og omfatter et ventillegeme 53, der ved hjælp af en fjeder 55 er forspændt i retning mod en stilling, hvor i det væsentlige hele den i fluidumledningen 37 str0mmende fluidummængde tillades at passere frem til fluidumledningen 41. Umiddelbart efter den 20 variable âbning 35 fores et fluidumtryksignal til belast-ningssignalâbningen 25, hvorfra den ved hjælp af en belast-ningssignalledning 57 fores gennem en dæmpende âbning pâ en sâdan mâde, at ventilelementet 53 forspændes i samme retning som af fjederen 55. Belastningssignalledningen 57 stâr lige-25 ledes i forbindelse med en udtomningsventil 59, hvis bort-forselsâbning er fort tilbage til tanken via fluidumledningen 61. üdtomningsventilen 59 beskytter det styrende anlæg, idet den hindrer en uonsket trykopbygning i dette anlæg, medens en hovedudtomningsventil 63, der er anbragt parailelt 30 mellem fluidumledningerne 37 og 61, beskytter det samlede reguleringsanlæg mod for store trykopbygninger.

Ved den i fig. 1 viste udformning er det antaget, at den styrende reguleringsventil 13 er anbragt fjernt fra pumpen 11 med den konstante fortrængning og stromningsregu-35 leringsventilen 39. Ved et punkt 65, der ligger mellem flui-dumtilforselsâbningen 21 og den variable âbning 35, fores 11

DK 157183 E

et tryksignal til tryksignalâbningen 27, og fra âbningen 27 tilbage til stromningsreguleringsventilen 39 ved hjælp af en pilotsignalledning 67 for pâ ventilelementet 53 at udove en forspændingskraft, der er rettet imod den ved fjederen 5 55 tilvejebragte kraft. Det indses, at anvendelsen af sig- nalledningerne 57 og 67 til at fore tryksignaler fra punkter hhv. umiddelbart for og efter den variable âbning 35 til-vejebringer modsat rettede tryksignaler over enderne af ventillegemet 53, som nojagtig repræsenterer trykfaldet 10 over den variable âbning 35. Betegnelsen "fjernt fra” anven-des derfor til at angive anbringelsen af den styrende regule-ringsventil 13 adskilt fra stromningsreguleringsventilen 39, hvilket under de særlige driftsbetingelser er tilstræk-kelig til, at ledningstabene i fluidumledningen 41 kan udgore 15 en væsentlig del af trykfaldet over den variable âbning 35 set fra ventillegemet 53.

I fig. 2, hvor tilsvarende elementer er betegnet ved samme henvisningstal plus 100, er det i overensstemmelse med opfindelsen udformede servoanlæg forsynet med en pumpe 20 171 med en variabel fortrængning. Pumpen 171's slag ændres ved hjælp af en slagstyremekanisme 173 og en trykkompense-rende ventil 175. Mellem fluidumledningen 137 og den tryk-kompenserende ventil 175's tilforselsâbning er der anordnet en fluidumledning 177, medens bortforselsâbningen fra den 25 trykkompenserende ventil 175 er forbundet med den slagregu-lerende mekanisme 173 via en fluidumledning 179. Den trykkompenserende ventil 175 er normalt forspændt til den i fig. 2 viste stilling ved hjælp af en fjeder 181. Hvis der i pilotledningen 183 er opbygget et sâdant tryk, at fjeder-30 kraften fra fjederen 181 kan overvindes, omskiftes den trykkompenserende ventil 175 til en stilling, hvor fluidum kan stromme fra fluidumledningen 177 gennem fluidumledningen 179 frem til den slagregulerende mekanisme 173, hvorved pumpen 171's slag nedsættes. Hvis der som vist i fig. 2 35 anvendes en pumpe med en slagvariabel fortrængningsmængde, som leverer fluidum under konstant tryk og med en variabel 12

DK 157183 B

stroinningshastighed, kan den ekstra fluidumkreds 145 være af den art, hvor der er anvendt en ventil med lukket mid-terstilling. Den viste firvejsventil 151 med tre stillinger er derfor en ventil med en lukket midterstilling. Ved det i 5 fig. 2 viste anlæg er det som senere ved det i fig. 3 viste anlæg antaget, at den styrende reguleringsventil 113 ikke er anbragt "fjemt fra" stromnings r egul er ings vent i 1 en 139, der ved det i fig. 2 viste anlæg ogsâ betegnes prioritets-ventilen. Ved det i fig. 2 viste anlæg er signalledningen 10 167 derfor i fluidumforbindelse med fluidumledningen 141 ved et punkt 165, der ligger foran fluidumtilforselsâbningen 121 regnet i stromningsretningen og altsâ ikke mellem flui-dumtilforselsâbningen og den variable âbning 135. Den i fig. 2 viste anordning af punktet 162 og signalledningen 15 167 repræsenterer typisk et tryksignal, der er affolt inde i prioritetsventilen 139 pâ den i USA patentskrift 3 455 210 beskrevne mâde.

I fig. 3, hvor tilsvarende elementer er betegnet ved samme henvisningstal med tillæg af endnu 100, er der ved 20 servoanlægget ifolge opfindelsen anvendt en pumpe 271 med en variabel fortrængningsmængde. Pumpen 271's slag ændres ved en slagregulerende mekanisme 273 og en trykkompenserende ventil 275 pâ den i forbindelse med fig. 2 beskrevne mâde.

En stremningskompenserende ventil 285 er yderligere i flui-25 dumforbindelse med fluidumledningen 277, og ventilen 285's bortforselsâbning stâr i fluidumforbindelse med fluidumledningen 279. Til den stremningskompenserende ventil er der yderligere forbundet en ledning 287, der stâr i forbindelse med tanken, og den stromningskompenserende ventil 285 er i 30 regelen forspændt ved en fjeder 289 i retning mod en stil-ling, hvor der kan stremme fluidum fra ledningen 279 til ledningen 287, hvorved den slagregulerende mekanisme 273 er forbundet med tanken. En signalledning 291 stâr i fluidumforbindelse med belastningssignalledningen 257, og det i 35 ledningen 291 opbyggede fluidumtryk forspænder den strom-ningskompenserende ventil 285 i samme retning som fjederen

DK 157183 B

13 289. hvis der i pilotledningen 293 er opbygget et sâdant tryk, at forspændingskraften fra fjederen 289 og trykket i signalledningen 291 kan overvindes, omskiftes den stromnings-kompenserende ventil 285 til den i fig. 3 viste stilling 5 for at tillade en passage af fluidum fra ledningen 277 til ledningen 279 og derved frem til den slagregulerende meka-nisme 273, som nedsætter pumpeslagene. Det beinærkes, at den ekstra fluidumkreds 245 er af den sâkaldte belastnings-affolende art, hvorved kredsen 245 passer sammen med den 10 belastningsaffolende pumpe, og det beinærkes, at pumpen arbejder i afhængighed af det hojeste af de to belastnings-signaler, dvs. fra enten den styrende reguleringsventil 213 eller fluidumkredsen 245.

I fig. 4 og 5 er ventilindretningen 29 vist i storre 15 mâlestok, og ventilindretningen 29 er i fig. 4 og 5 i sin neutrale stilling. Ventilindretningen 29 omfatter en ven-tilglider 30, der er drejeligt anordnet inde i den styrende reguleringsventil 13's hus, og en ventilspole 32, der er drejeligt anordnet i forhold til ventilglideren 30. Opbyg-20 ningen og virkemâden af denne ventilindretning er tydeligere forklaret i det ovennævnte USA patentskrift Re. 25 126. Ventilspolen 32 omfatter en rundtgâende not 34 og en rundt-gâende not 36, idet et antal i aksialretningen forlobende slidser 38 stâr i forbindelse med noten 34, medens et antal 25 i aksialretningen forlobende slidser 40 stâr i forbindelse med noten 36. Ventilspolen 32 omfatter ligeledes et antal i aksialretningen forlebende slidser 42, hvorigennem cylinderen f0rer fluidum tilbage til tanken i retning mod hojre (fig.

4).

30 Ventilglideren 30 danner et antal forsyningsâbninger 44, der kontinuerligt er i fluidumforbindelse med fluidum-tilforselsâbningen 21, og ved den i fig. 4 og 5 viste neutrale stilling er stromningen ind i forsyningsâbningerne 39 blokeret ved ventilspolen 32's ydre flade, hvorved ventilind-35 retningen 29 er af den art, der har en lukket midterstilling.

Til hojre for forsyningsâbningerne 44 er der anordnet et 14

DK 157183 B

antal mâlepassager 46, der skiftevis er forbundet med mâle-apparatet 31's kamre med et voksende volumen hhv. med et faldende volumen, sâledes som det i og for sig er kendt. Ventilglideren 30 danner ligeledes et antal cylinderâbninger 5 48, der er i fluidumforbindelse med den venstre fluidumâbning L, samt et antal cylinderâbninger 50, der er i fluidumforbindelse med den hejre fluidumâbning R. Ventilglideren 30 omfatter ogsâ én eller flere belastningsaffolende âbninger 52, der er i fluidumforbindelse mellem nærliggende aksiale 10 slidser 38 og belastningssignalâbningen 25.

I fig. 6 og 7 er ventilindretningen 29 vist i sin hojre stilling med en ventilaibejning pâ i det væsentlige 5e, dvs. ventilspolen 32 er drejet 5° i forhold til ventilglideren 30 bort fra den neutrale stilling. Af fig. 6 15 fremgâr det, at i denne stilling er aile andre forsynings-âbninger 44 i delvis fluidumforbindelse med en nærliggende slids 38 og danner derved mellem sig den forste variable âbning 35. Nâr tilforselsfluidum passerer gennem den variable âbning 35, stremmer det gennem slidsen 38 mod hejre i fig.

20 6 og derpâ gennem et antal variable âbninger 54, der er dannet ved slidserne 38 og de skiftende mâleàbninger, der her er betegnet ved henvisningstallet 46a. Det fra væskemâle-apparatet 31 tilbagevendende, mâlte fluidum strommer ind i de skif tende mâleâbninger, der her er betegnet ved 46b og 25 som samvirker med nærliggende slidser 40 for at danne et antal variable âbninger 56. Det gennem âbningerne 56 pas-serende, mâlte fluidum strommer gennem slidserne 40 mod h0jre i fig. 6 og derpâ gennem et antal variable âbninger 58, der er dannet ved slidserne 40 og cylinderâbningerne 30 50. Dette mâlte fluidum stremmer derpâ gennem den hojre fluidumâbning R til den h0jre ende af den styrende cylinder 15, og det fortrængte fluidum i den venstre ende af cylin-deren 15 vender tilbage gennem den venstre fluidumâbning L og stremmer ind i cylinderâbningerne 48. Det fortrængte 35 fluidum strommer gennem et antal variable âbninger 60, der er dannet ved cylinderâbningerne 48 og de aksiale slidser 15

DK 157183 B

42, hvorfra fluidumet fores tilbage til tanken. For fagfolk vil det være klart, at med ventilen i den venstre stilling vil stromningsbanen svare til forholdene, nâr ventilen er i sin hojre stilling, idet andre âbninger i visse tilfælde '5 vil stâ i forbindelse med deres respektive slidser.

I den viste udforelsesform er den belastningsaffolende âbning 52 indrettet til at stâ i forbindelse med fluidumet i den aksiale slids 38 mellem den forste variable âbning 35 og den anden variable âbning 54, men det indses, at det er 10 inden for opfindelsens ramme at affole et styrende belast-ningssignal efter en af de efterfolgende variable âbninger.

Det er sâledes muligt at anbringe en belastningsaffolende âbning, sont stâr i fluidumforbindelse med de aksiale slidser 40 pâ en sâdan mâde, at den til styring bstemte belastning 15 affoles umiddelbart efter den tredje variable âbning 56 regnet i stromningsretningen. I aile tilfælde fores det statiske tryksignal, der affoles i den belastningsaffolende âbning 52, frem til belastningssignalâbningen 25 og derpâ til den trykkompenserende ventil 39, sâledes asora det er be-20 skrevet i det foregâende.

Ved at betragte fig. 1 i sammenhæng med fig. 4 til 7 indses det. at det tryksignal, der affoles i den belastningsaffolende âbning, fores fuldt ud frem til stromningsregule-ringsventilen 39, idet ingen del af belastningens signaltryk 25 fores til tanken eller frigives under omstillingen af ventilen. Herved vil enhver ændring i den styrende belastning give anledning til, at stromningsreguleringsventilen 39 fuldt ud indstiller det fluidumtryk, der fores frem til den styrende reguleringsventil 13 via fluidumledningen 41, pâ 30 en sâdan mâde, at det forudbestemte trykfald over den variable âbning 35 opretholdes, hvorved arealet .af âbningen 35 ændres, hvis der sker en midlertidig ændring af ventilafboj-ningen, sâ at en tilbageforing til det forudbestemte trykfald over âbningen 35 vil tillade ventilindretnïngen at vende 35 tilbage til sin udgangsstilling. Hvis f.eks. den styrende reguleringsventil 13 er konstrueret til at arbejde i afhæn- 16

DK 157183 B

gighed af et trykfald over den variable âbning 35 pâ i det væsentlige 7 kp pr. cm2, og den styrende belastning er i det væsentlige 35 kp pr. cm2, vil stromningsreguleringsven-tilen 39 opretholde et trykfald pâ i det væsentlige 42 kp 5 pr. cm2, idet der ses bort fra ledningstab og andre tab, i fluidumledningen 41, selv om det for ventillegemet 53 er nodvendigt at neddrovle trykket ved tilforselsâbningen til ventilen 39, sâledes som det er tilfældet, hvis den ekstra fluidumkreds 45 kræver et tryk over 42 kp pr. cm2 i fluidum-10 ledningen 14. Det antages, at den styrende belastning 0ges til 49 kp pr. cm2, hvorved belastningssignalledningen 57 er under et tryk pâ 49 kp pr. cm2 og ikke et lavere tryk, sâledes som det er tilfældet, hvis belastningssignalet delvis ledes til tanken. Hvis trykket i belastningssignalledningen 15 57 oges til 49 kp pr. cm2 vil ventillegemet 53 blive for- spændt pâ en sâdan mâde, at mere fluidum kan stromme til fluidumledningen 41, indtil trykket i ledningen 41 0ges til 56 kp pr. cm2, hvorved der igen er taie om et trykfald pâ 7 kp pr. cm2 over âbningen 35. Anlægget if0lge opfindelsen er 20 derfor "belastningsf0lsomtM, dvs. det vil opretholde i det væsentlige samme ventilafbojning, âbningsareal, stremnings-hastighed og aktiveringshastighed uafhængigt af ændringer i den styrende belastning. Anlægget ifolge opfindelsen til-vejebringer yderligere en "adskillelse" af anlæggets vari-25 able, dvs. stromning og tryk, idet anlægget tilvejebringer en styret stromning gennem âbningen 35 i det væsentlige afhængigt uafhængigt af styreanlæggets tryk, og prioritets-ventilen 39 neddr0vler styreanlæggets tryk i det væsentlige uafhængigt af stromningen gennem styreanlægget.

Claims (8)

1. Fluidumbaseret reguleringsanlæg til at regulere stremningen af fluidum fra en fluidumkilde,, der. selektivt er enten en pumpe (11) med en konstant fortrængningsmængde, 5 en trykkompenseret pumpe (171) med variabel fortrængnings-mængde eller en stromnings- og trykkompenserende pumpe (271) med belastningsaff0ling og indrettet til selektivt at til-vejebringe en aktivering af en servomotor (15) og et hjælpe-aggregat, der kan være hhv. et aggregat med en âben midter-10 stilling (45), en lukket midterstilling (145) eller være af den belastningsaffolende art (245), kendetegnet ved a) en styrende reguleringsventil (13), der er anbragt i serieforbindelse mellem fluidumkilden ©g servomotoren 15 (15), hvorhos den styrende reguleringsventil omfatter en ventilindretning (29), der er bevægelig fra en neutral stilling til en h0jre eller en venstre yderstilling, et strom-ningsmâleapparat (31), der omfatter et mâlende element, som er sâledes bevægeligt anordnet, at det kan mâle voluminet 20 af det fluidum, der passerer gennem apparatet, og organer (33), der tilvejebringer en sammenkobling af det mâlende element og ventilindretningen (29) pâ en sàdan mâde, at der til ventilindretningen overfores en opf0lgende bevægelse i afhængighed af det mâlende éléments bevægelse, 25 b) hvorhos den styrnde reguleringsventil (13) omfatter et ventillegeme, der danner en tilfbrselsâbndng for fluidumet og returâbninger (21 hhv. 23) for samme samt et par motor-âbninger (L, R), der er indrettet til at blive forbundet med servomotoren (15), hvorhos ventillegemet og ventilind-30 retningen (29) danner en fluidumpassage som omfatter en f0rste variabel âbning (35), der er anordnet i sérié mellem fluidumtilferselsâbningen (21) og fluidummâleapparatet (31), hvorhos ventilindretningen (29) er udformet pâ en sâdan mâde, at der dannes et forudbestemt trykfald over den forste 35 âbning (35), nâr ventilindretningen er i enten den venstre eller den hojre yderstilling, DK 157183 B 1S c) en prioritetsventil (39), der er anbragt i sérié mellem fluidumkilden og den styrende reguleringsventil (13), hvilken prioritetsventil indbefatter en tilforselsâbning (ved 37), der er i fluidumforbindelse med fluidumkilden, en '5 styrende bortforselsâbning (ved 41), der er i fluidumforbin-delse med fluidumtilforselsâbningen (21) i den styrende reguleringsventil (13), og en ekstra bortforselsâbning (ved 43), der er i fluidumforbindelse med hjælpeaggregatet, d) hvorhos prioritetsventilen (39) indbefatter et 10 ventillegeme, der er sâledes anordnet, at det regulerer fluidumstromningen fra tilforselsâbningen (37) til bortfor-selsâbningerne (41,43) og organer (55), der er indrettet til at forspænde ventillegemet (53) i retning mod en stil-ling, hvor i det væsentlige hele den strOmmende fluiduiranængde 15 passerer fra tilforselsâbningen (37) til den styrende bort-f0rselsâbning (41), hvorhos forspændingsorganeme (55) ud0ver en forspændingskraft, der i det væsentlige svarer til det forudbestemte trykfald over den forste variable âbning (35), hvorved der fremkommer en styrende stromning gennem dens 20 styrende bortforselsâbning (41) og den f0rste variable âbning, e) organer, der er indrettet til at fore et belast-ningstryksignal (57) fra den forste variable âbnings foran i stromningsretningen liggende side pâ en sâdan mâde, at 25 det udover en forspændingskraft, der virker pâ ventillegemet (53) i samme retning som forspændingsorganeme (55), og f) organer, der er indrettet til at lede et pilot-tryksignal (67) fra et punkt mellem ventillegemet (53) og den forste variable âbning (35) pâ en sâdan mâde, at det 30 udover en forspændingskraft pâ ventillegemet i retning modsat forspændingsorganernes (55) forspændingskraft.

2. Réguleringsanlæg ifolge krav 1, kendeteg-n e t ved, at ventillegemet (53) har modsat vendende flader, der udsættes for hhv. belastningstryksignalet og pilottryk-35 signalet. DK 157183 B

3. Reguleringsanlæg ifelge krav X eller 2, k e n-detegnet ved, at ventillegemet (53.·) er anbragt i overensstemmelse med den hydrauliske trykforskel mellem belastningstryksignalet og pilottryksignalet for at regulere 5 stromningen af fluidum fra tilforselsâbningen (37) til den ekstra âbning og de styrende bortfdrselsâbninger (41,43) uafhængigt af fluidumtrykket ved den ekstra bortforselsâbning (43) .

4. Reguleringsanlæg ifolge krav 1-3, kendeteg-10 net ved, at ventillegemet (53) i prioritetsventilen er indrettet til at tilvejebringe en neddrovling af fluidumtrykket ved den styrende bortforselsâbning (41), hvis fluidumtrykket ved prioritetsventilens tilforselsâbning (37) overstiger det tryk, der ved den styrende bortforselsâbning 15 er nodvendig for at fastholde det forudbestemte trykfald over den fdrste variable âbning.

5. Reguleringsanlæg ifolge krav 1-4, kendeteg-n e t ved, at de til fremforing af pilottryksignalet (67) indrettede organer omfatter den styrende reguleringsventils 20 (13) ventillegeme, der danner en pilotâbning, som star i fluidumforbindelse med tilforselsâbningen (21) for fluidumet i den styrende reguleringsventil.

6. Reguleringsanlæg if0lge krav 1, kendeteg-n e t ved, at den styrende reguleringsventil (13) omfatter 25 et ventillegeme, der danner et ventilborehul, og ventilind-retningen (29) indbefatter et primært, drejeligt anordnet ventillegeme og et samvirkende, relativ drejeligt, opfolgende ventillegeme, hvorhos det primære og det opfolgende ventillegeme bestemmer den neutrale stilling og er indbyrdes dre je-30 ligt anordnet i modsatte retninger bort fra den neutrale stilling for at danne den venstre yderstilling og den hojre yderstilling.

7. Reguleringsanlæg if0lge krav 6, kendeteg-n e t ved, at det primære eller det opfOlgende ventillegeme 35 afgrænser et antal forsyningsâbninger, der kontinuerligt er i fluidumforbindelse med den styrende reguleringsventils DK 157183 B (13) tilforselsâbning (2), samt et antal mâleâbninger, der er i fluidumforbindelse med stromningsmâleapparatet (31), hvorhos det andet af ventillegemerne afgrænser et antal fluidumpassager, der er indrettet til at muliggorè en flui-'5 dumforbindelse mellem forsyningsâbningerne og mâleâbningeme, nâr ventillegemerne danner den ene af de nævnte yderstil-linger.

8. Reguleringsanlæg ifdlge krav 7, kendeteg-n e t ved, at hver af det nævnte antal forsyningsâbninger 10 og de tilhorende fluidumpassager samvirker til dannelse af den forste variable âbning (35) .