DK172121B1 - Regulator til regulering af væskestrømmen fra en trykkilde til et hydraulisk styret apparat - Google Patents

Description

o DK 172121 B1 i

Opfindelsen angår en regulator af den art, som anvendes til at styre strømmen af væske fra en trykkilde til et væsketrykstyret apparat, såsom en styrecylinder.

‘ En typisk væskeregulator af denne art har et hus 5 med forskellige væskeporte og indbefatter desuden en væskemåler, en ventilanordning og et arrangement til at bibringe ventilanordningen en opfølgningsbevægelse i overensstemmelse med væskestrømmen gennem væskemåleren. Væskestrømmen gennem regulatorens ventilsystem er direkte pro-10 portional med gennemstrømningsarealet i en variabel hovedreguleringsdyse, som atter er proportional med den hastighed, hvormed styrehjulet eller rattet drejes.

Væskeregulatorer af den omhandlede art benyttes ofte i store, tunge køretøjer. Specielt anvendes disse re-15 gulatorer ofte i sættekøretøjer, hvor der virker meget store inertikræfter på den bort fra hjulene vendende side af drejeleddet. Vægten af disse køretøjer og inertikræfterne har gjort det vanskeligt at opnå en jævn styrevirkning, og det er derfor blevet almindeligt at forsyne så-20 danne køretøjer med en stødpude- eller udligningsventil i ledningerne, der forbinder væskeregulatoren og styrecylinderen, selv om der også i stedet kan anvendes en akkumulator.

Brug af en akkumulator i kredsløbet har normalt 25 givet en tilfredsstillende virkning, men akkumulatoren forøger udgifterne til systemet væsentligt og kræver en betydelig ekstra vedligeholdelse. På den anden side giver en udligningsventil, f.eks. af den i US-patentskrift nr. 4.040.439 beskrevne art, sædvanligvis en tilfredsstil-30 lende dæmpning af den første trykspids, men ikke af umiddelbart efterfølgende trykspidser. Endvidere forøger en sædvanlig stødpude- eller udligningsventil i høj grad udgifterne til systemet.

Det er derfor formålet med opfindelsen at tilveje-35 bringe et styresystem med væskeregulator og styrecylinder, o 2 DK 172121 B1 som er i stand til at afsvække eller dæmpe trykimpulser og trykspidser i ledningen mellem regulatoren og styrecylinderen, uden at det er nødvendigt at anvende særskilte komponenter, såsom akkumulatorer og stødpudeventiler.

5 Et mere specifikt formål med opfindelsen er at tilvejebringe et sådant forbedret system, hvor dæmpningsevnen er indbygget i væskeregulatorens ventilaggregat.

Det er endvidere formålet med opfindelsen at an-10 vise en forbedret væskeregulator til brug i et styre-r system, hvor regulatorens ventilsystem fastlægger en væskedæmpningsbane med et afhængighedsforhold mellem strømning og ventiludslag, som er tilpasset til at modsvare kurven, der angiver afhængighedsforholdet mellem 15 strømning og ventiludslag i regulatorens hovedstrømningsbane.

De ovenstående og andre formål opnås i en regulator, der indbefatter et hus med en indløbsport til forbindelse med en trykkilde for væske, en returport til for-20 bindelse med et reservoir, og en første og en anden væskestyreport til forbindelse med styrecylinderen. Ventilorganer er anbragt i huset og kan fastlægge en neutral stilling og en første arbejdsstilling. Huset og ventilorganerne samvirker til fastlæggelse af en hovedstrømnings-25 bane, der danner forbindelse mellem indløbsporten og den første væskestyreport og mellem den anden væskestyreport og returporten, når ventilorganerne står i den første arbejdsstilling. Regulatoren har væskeaktiverede organer til at bibringe ventilorganerne en opfølgningsbevægelse 30 proportional med volumenet af væskestrømmen gennem hovedstrømningsbanen, hvilke organer indbefatter en første, variabel styre-dvseåbning mellem indløbsporten og den første væskestyreport. Den første variable dyseåbning har sit minimale gennemstrømningsareal, når ventilorganerne står i 35 neutral stilling, og et voksende gennemstrømningsareal, DK 172121 B1 3

O

når ventilorganerne forskydes mod den første arbejdsstilling, og et maksimalt gennemstrømningsareal, når ventilorganerne bevæges maksimalt ud fra den neutrale stilling.

5 Regulatoren ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at huset og ventilorganerne er indrettet til at samvirke til fastlæggelse af en væskedæmpningsbane parallelt med hovedstrømningsbanen, hvilken væskedæmpningsbane er i væskeforbindelse med hovedstrømningsbanen 10 på et første sted beliggende mellem den første, variable styre-dyseåbning og den første væskestyreport, og på et andet sted beliggende mellem den anden væskestyreport og returporten. Væskedæmpningsbanen indbefatter en variabel dæmpnings-dyseåbning, der kan dæmpe strømmen af væske 15 under tryk i hovedstrømningsbanen til den første væskestyreport og derved udjævne virkningen af regulatoren.

Den variable dæmpnings-dyseåbning begynder at åbne, efter at den første, variable styredyseåbning begynder at åbne, når ventilorganet bevæger sig fra sin neutrale stilling 20 til sin maksimalt forskudte stilling.

I en udførelsesform for opfindelsen begynder den variable dæmpnings-dyseåbning at lukke, inden den første, variable styre-dyseåbning opnår sit maksimale gennemstrømningsareal, og den er fortrinsvis fuldstændig lukket, 25 inden den første, variable styre-dyseåbning når op på sit maksimale gennemstrømningsareal.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et hydraulisk skema til et belast-30 ningspåvirkeligt hydrostatisk kraftstyresystem af den art, hvori opfindelsen kan anvendes, fig. 2 et aksialt tværsnit gennem en væskeregulator ifølge opfindelsen, fig. 3 en overlejrende udfoldning af ventilsyste-35 met i regulatoren i fig. 2, vist i neutral stilling, men 4

O

DK 172121 B1 i større målestok end i fig. 2, fig. 4 en overlejrende udfoldning svarende til fig. 3, men visende ventilen anbragt i arbejdsstilling, fig. 5 endnu en forstørret overlejrende udfold-5 ning svarende til fig. 3, men med ventilen i neutral stilling, fig. 6-8 og 11 fragmentariske, forstørrede overle jrede udfoldninger af ventilen, svarende til fig. 5, men med ventilen forskudt fra neutral stilling over hen-10 holdsvis 3°, 6°, 10° og 18°, fig. 9 i forstørret målestok og i aksialt snit et delbillede svarende til fig. 2 og visende væskedæmpningsbanen i regulatoren ifølge opfindelsen, fig. 10 et snit efter linien 10-10 i fig. 9 i 15 samme målestok, og fig. 12 en graf, der viser afhængighedsforholdet mellem ventilforskydning og forskellige værdier af væskegennemstrømningsmængden i regulatoren ifølge opfindelsen.

Fig. 1 viser et eksempel på et hydraulisk skema 20 for et hydrostatisk styresystem til et køretøj med en væskeregulator ifølge opfindelsen. Systemet har en væskepumpe 11, der her er vist som en stationær fortrængningspumpe, hvis indløb er forbundet med et systemreservoir 13. Systemet indbefatter også en pilotstyret belastningspåvir-25 kelig hjælpeventil til strømningsprioritering, der som en helhed er betegnet med henvisningstallet 15. Hjælpeventilen 15 fordeler væskestrømmen fra pumpen 11 mellem (1) et primært kredsløb med en væskeregulator, der generelt er betegnet med henvisningstallet 17, og en væskestyret styre-30 cylinder 19, og (2) et åbent hjælpekredsløb, der er vist som en variabel dyseåbning 21.

Væskeregulatoren 17 i fig. 1 har en indløbsport 23, en returport 25 og et par styreporte 27 og 29 (cylindre) , som er forbundet til hver sin ende af styrecylinde-35 ren 19. Væskeregulatoren 17 har endvidere en belastnings-

O

5 DK 172121 B1 signalport 31, der er forbundet med en belastningssignalledning 33, der atter er forbundet med en belastningssignalport 35 i den strømningsprioriterende hjælpeventil 15, således som det er velkendt ved denne teknik.

5 Den strømningsprioriterende hjælpeventil 15 kan være af den type, der er vist og beskrevet i US-patent-skrift nr. 3.455.210, hvortil der her refereres. Hjælpeventilen 15 har en fortrins-udløbsport 37, som er forbundet med indløbsporten 23 i regulatoren 17,og en overløbs-10 port 39, som er forbundet med hjælpekredsløbet 21. H.jæl-peventilen 15 har også en ventilglider 41, der af en fjeder 43 presses mod en stilling, som tillader i hovedsagen hele væsken at strømme til fortrins-udløbsporten 37. Fjederen 43 får hjælp fra trykket i en signalledning 15 45, der forbinder belastningssignalporten 35 med enden af ventilglideren 41. Mod virkningen af disse trykkræfter virker trykket, som udøves af et pilotsignal 47,. der sendes opstrøms for fortrins-udløbsporten til den modsatte ende af ventilglideren 41. Den generelle opbygning og 20 virkemåde af den strømningsprioriterende hjælpeventil 15 er velkendt inden for denne teknik, og da de ikke udgør nogen direkte dele af opfindelsen, beskrives de ikke nærmere her.

Væskeregulatoren 17, som beskrives mere detalje-25 ret i forbindelse med fig. 2, kan være af den almindelige type, som er omhandlet i US-patentskrift nr. Re. 25.126, og i den her omhandlede udførelsesform er den mere specielt af den type, der er vist og beskrevet i US-patentskrif t nr. 4.109.679, til hvilke patentskrifter der her 30 refereres. I væskeregulatoren 17 er anbragt et ventilaggregat, der som en helhed er betegnet med henvisningstallet 49, og som kan bevæges fra sin i fig. 1 viste, neutrale stilling enten til en til højre drejet stilling R eller til en til venstre drejet stilling L.

35 Når ventilaggregatet 49 står i en af de drejede 6

O

DK 172121 B1 stillinger, strømmer trykvæsken, der passerer gennem ventilaggregatet, gennem en væskemåler 41. En af væskemålerens funktioner er at måle den korrekte mængde væske, der skal sendes til den pågældende styreport 27 eller 29.

5 Som det er velkendt for fagfolk, er væskemåleren 51's anden funktion at bibringe ventilaggregatet 49 en opfølgningsbevægelse, således at ventilen vender tilbage til sin neutrale stilling, efter at den ønskede mængde væske er blevet sendt til styrecylinderen 19. I fig. 1 opnås 10 denne opfølgningsbevægelse ved hjælp af en mekanisk opfølgningsforbindelse, der skematisk er antydet ved henvisningstallet 53.

Som det bedst fremgår af fig. 1, danner ventilaggregatet 49 et antal variable åbninger, når ventilen 15 bevæges fra sin neutrale stilling til en af sine arbejdsstillinger, enten til højredrejet stilling R eller til venstredrejet stilling L. Disse variable åbninger beskrives mere detaljeret i det følgende i forbindelse med beskrivelsen af fig. 4, 7, 8 og 11.

20* Væskeregulatoren 17

Idet der refereres til fig. 2, beskrives opbygningen af væskeregulatoren 17 nærmere. Væskeregulatoren 25 17 består af flere sektioner, indbefattende en hussek tion 55, en portplade 57, en sektion indeholdende væskemåleren 51 og en endeplade 59. Disse sektioner holdes sammen i tætsluttende berøring med hinanden ved hjælp af et antal bolte 61, som er indskruet i hussektionen 55. .

30 i hussektionen 55 er udformet indløbsporten 23 og returporten 25 (ikke vist i fig. 2) samt styreportene 27 og 29. I en ventilboring 63 i hussektionen 55 er det i fig.

1 skematisk viste ventilaggregat 49 lejret drejeligt. Ventilaggregatet indbefatter et primært, roterbart ven-35 tillegeme 65, som i det følgende betegnes ventilglide-

O

7 DK 172121 B1 ren 65, og et hermed samvirkende og i forhold til ventilglideren roterbart opfølgnings-ventilorgan, som i det følgende betegnes som bøsningen 67. Ved sin forreste ende har ventilglideren 65 et parti med reduceret diame-5 ter, i hvilket der er udformet et sæt indvendige mangenoter 69, der danner en direkte mekanisk forbindelse mellem ventilglideren 65 og et ikke vist rat. Ventilglideren 65 og bøsningen 67 beskrives mere detaljeret i det følgende.

10 Væskemåleren 51 kan være af velkendt type og- har en indvendigt fortandet ring 71 og et udvendigt fortandet planethjul 73. Planethjulet 73 har et sæt indvendige mangenoter 75, som er i indgreb med et sæt udvendige mangenoter 77, der er dannet på den bageste ende af en 15 drivaksel 79. Drivakselen 79 har en gaffelformet, forreste ende 81, der muliggør drivforbindelse mellem akselen 79 og bøsningen 67, idet en tap 83 er ført gennem et par åbninger 85 i ventilglideren 65 (se fig. 3 og 4).

Trykvæske, der strømmer gennem ventilaggregatet 49 som 20 følge af drejning af ventilglideren 65, strømmer således gennem væskemåleren 51 og fremkalder en kredsende og roterende bevægelse af planethjulet 73 i ringen 71. Denne bevægelse af planethjulet 73 fremkalder opfølgningsbevægelse af bøsningen 67 ved hjælp af drivakselen 79 og tap-25 pen 83, som udgør opfølgningsforbindelsen 53 i fig. 1, hvorved der opretholdes en bestemt relativ forskydning mellem ventilglideren 65 og bøsningen 67 proportional med drejningshastigheden af rattet. Et antal bladfjedre 86 strækker sig gennem en åbning i ventilglideren 65 og 30 trykker bøsningen 67 hen mod den neutrale stilling i forhold til glideren 65.

Idet der stadig henvises til fig. 2, ses det, at hussektionen 55 danner fire ringformede kamre rundt om ventilaggregatet 49 og derved tilvejebringer væskeforbin-35 delse mellem ventilaggregatet 49 og de forskellige porte.

O

8 DK 172121 B1

Et ringformet kammer 87 modtager trykvæske fra indløbsporten 23, medens et ringformet kammer 89 sender returvæske til returporten 25. Desuden tilvejebringer et ringformet kammer 91 forbindelse mellem ventilaggregatet 49 5 og styreporten 27, medens et ringformet kammer 93 tilvejebringer forbindelse mellem ventilaggregatet 49 og styreporten 29.

Ved tandhjulsfunktionen af planethjulet 73, som kredser og roterer i ringen 71, dannes et antal ekspan-10 derende og kontrakterende arbejdskamre 95 for væsken, og nær hvert kammer 95 findes der i portpladen 57 en væskeport 97. Huset 55 har et antal aksiale boringer 99 (hvoraf kun én er vist i fig. 2), og hver af disse boringer er i åben forbindelse med en af væskeportene 97. Hussek-15 tionen 55 har endvidere et par radiale boringer 101 L og 101 R, der tilvejebringer forbindelse mellem hver af de aksiale boringer 99 og ventilboringen 63, således som det vil blive beskrevet nærmere nedenfor.

20 Ventilaggregatet 49

Idetdernu især refereres til fig. 3, beskrives ventilglideren 65 og bøsningen 67 nærmere. I forbindelse med den efterfølgende beskrivelse bemærkes det, at mange 25 af portene og kanalerne er anbragt symmetrisk i forhold til et centralt referenceplan RP, og disse elementer vil blive omtalt med et henvisningstal efterfulgt af enten et R eller et L, for at angive, om elementet er anbragt på højre eller venstre side af referenceplanet RP. På 30 den anden side har nogle af elementerne ikke et tilsvarende element anbragt overfor på den anden side af referenceplanet RP, og de vil derfor blive betegnet alene med henvisningstallet. Det vil endvidere forstås, at de overlejrende udfoldninger i fig. 3 og 4 kun skal illustrere 35 grænsefladen mellem ventilglideren 65 og bøsningen 67 og

O

9 DK 172121 B1 derfor ikke viser de forskellige ringformede kamre 87-93, som er dannet i hussektionen 55.

Bøsningen 67 danner et antal trykporte 103, som er indrettet således, at de er i kontinuerlig væskefor-5 bindelse med indløbsporten 23 gennem det ringformede kammer 87. Anbragt på samme måde og over for hinanden på hver side af referenceplanet RP findes et antal måleporte 105 L og et antal måleporte 105 R. Måleportene 105 L er indrettet til væskeforbindelse med de radiale 10 boringer 101 L, medens måleportene 105 R er indrettet til væskeforbindelse med de radiale boringer 101 R. Anbragt ensartet på hver side af referenceplanet RP og længere borte fra dette end måleportene 105 L og 105 R findes et antal arbejdsporte 107 L og et antal arbejdsporte 15 107 R.

Idet der stadig henvises til fig. 3, bemærkes det, at ventilglideren 65 danner et part rundtgående måleriller 111 L og 111 R anbragt med samme afstand på hver side af referenceplanet RP og indrettet til at kunne flug-20 te i aksial retning med måleportene 105 L henholdsvis 105 R. I væskeforbindelse med målerillen 111 L findes et antal trykkanaler 113 L, og i væskeforbindelse med målerillen 111 R findes et antal trykkanaler 113 R. I væske-forbindelse med målerillen 111 L er også et antal arbejds-25 kanaler 115 L, og i væskeforbindelse med målerillen 111 R er et antal arbejdskanaler 115 R. Udover de foran beskrevne riller og kanaler, som er dannet i ydersiden af ventilglideren 65, har ventilglideren også et antal tankporte 117 L anbragt vekslende med arbejdskanalerne 115 L og 30 et antal tankporte 117 R anbragt vekslende med arbejdska-nalerne 115 R. Tankportene 117 L og 117 R er i væskeforbindelse med det indre af ventilglideren 65, således at returvæske passerer gennem det indre af ventilglideren og radialt ud gennem fjederåbninger i det ringformede kammer 35 89, der står i forbindelse med returporten 25.

10 DK 172121 B1 o

Ventilfunktion

Det antages, at den grundlæggende virkemåde af væskeregulatoren 17 og ventilaggregatet 19, som er be-5 skrevet foran, let vil kunne forstås i betragtning af, hvad der er angivet i den foran nævnte reference US-patentskrift nr. 4.109.679. Virkemåden af regulatoren og ventilaggregatet vil imidlertid blive beskrevet kort i det følgende, til dels for at tilknytte den i fig. 2-4 10 viste konstruktion til det hydrauliske skema i fig. 4.

Idet der stadig refereres til fig. 3, ses det, at når ventilaggregatet 49 står i neutral stilling (ingen drejning af rattet), kommunikeres trykvæske fra indløbsporten til det ringformede kammer 87 og derfra til tryk-15 portene 103. Når ventilen står i neutral stilling, er strømning gennem trykportene 103 imidlertid spærret af ydersiden af ventilglideren 65, og der er ingen væskestrømning gennem ventilaggregatet 49 og væskemåleren 51.

Den viste udføreIsesform af ventilaggregatet 49 er der-20 for af den type, der benævnes "lukket midte" ("closed- center"), selv om det vil forstås, at opfindelsen ikke er begrænset til et ventilsystem af denne type. Endvidere er væskeregulatoren 17 i det foregående under henvisning til fig. 1 beskrevet som værende trykpåvirkelig, selv om den 25 specielle konstruktion, med hvilken ventilaggregatet 49 er i stand til at tilslutte en belastningssignalport 31, ikke udgør nogen del af den foreliggende opfindelse, og ikke er vist eller beskrevet her.

I det følgende refereres primært til fig. 4. Når 30 rattet drejes med en bestemt omdrejningshastighed, forskydes ventilglideren 65 i forhold til bøsningen 67 over en bestemt drejningsvinkel, som svarer til omdrejningshastigheden af rattet. Ved fortsat drejning af rattet vil væsken, der strømmer gennem væskemåleren 51, bevirke opfølgnings-35 bevægelse af bøsningen 67 til opretholdelse af den bestem- o 11 DK 172121 B1 te rotationsforskydning.

Fig. 4 viser ventilglideren 65 forskudt i forhold til bøsningen 67 svarende til bevægelsen af ventilaggregatet 49 i fig. 1 til højredrejningsstillingen R.

5 Når ventilglideren 65 er forskudt som vist i fig. 4, kan trykvæske strømme fra trykportene 103 ind i de respektive trykkanaler 113 L, og overlapningsarealet mellem dem vil kumulativt udgøre en variabel styre-dyseåbning 121 (se fig. 1), der sædvanligvis betegnes som A^ dysen.

10 Trykvæske strømmer fra hver af trykkanalerne 113 L ind i den ringformede målerille 111 L og derfra radialt udad gennem måleportene 105 L, som er i kommuterende væskeforbindelse med de radiale boringer 101 L som foran beskrevet. Denne umålte trykvæske sendes så til væskemåle-15 ren 51 gennem nogle af de aksiale boringer 99 og returnerer fra væskemåleren 51 gennem nogle andre af de aksiale boringer 99 som målt trykvæske. Den målte væske strømmer så gennem de radiale boringer 101 R, der er i kommuterende væskeforbindelse med måleportene 105 R. Målt væs-20 ke strømmer gennem måleportene 105 R og ind i den ringformede målerille 111 R og strømmer så ind i arbejdskana-lerne 115 R og derfra gennem de respektive arbejdsporte 107 R. Overlapningen mellem disse danner kumulativt en variabel styre-dyseåbning 123 (se fig. 1), der i reglen 25 betegnes som A^ dyseåbningen.

Væsken, som strømmer gennem arbejdsportene 107 R, træder ind i det ringformede kammer 93 og strømmer så til styreporten 29 og derpå til den højre ende af styrecylinderen 19. Væsken, som udstødes fra den venstre ende af 30 styrecylinderen 19, sendes gennem styreporten 27 til det ringformede kammer 91 og derefter gennem styreåbningerne 107 L og gennem tankportene 117 L, og det mellemliggende overlapningsareal danner kumulativt en variabel styre-dyseåbning 125 (se fig. 1), der sædvanligvis betegnes som 35 A,, dysen. Som tidligere beskrevet strømmer returvæsken,

O

12 DK 172121 B1 som passerer gennem tankportene 117 L, derefter gennem det indre af ventilglideren 65 og radialt ud gennem tapåbningerne 85 til det ringformede kammer 89, hvorfra væsken strømmer til returporten 25 og derefter til system-5 reservoiret 13. Den foran beskrevne strømningsbane vil i det følgende blive betegnet "hovedstrømningsbanen", og det bemærkes under henvisning til fig. 1, at belastningssignalporten 31 står i forbindelse med hovedstrømningsbanen på et sted umiddelbart nedstrøms for den variable 10 hoved-styredyseåbning 121. Det ses, at hvis ventilglideren forskydes relativt i forhold til bøsningen i den modsatte retning, således at ventilaggregatet 49 befinder sig i sin venstredrejede stilling L, så vil strømmen gennem ventilaggregatet 49 forløbe i den "modsatte" retning, 15 idet denne terminologi vil forstås fra læsning og forståelse af det ovenfor refererede US-patentskrift nr.

4.109.679.

Væskedæmpningsbanen 20

Idet der nu primært refereres til fig. 5 beskrives de tilføjede elementer, som fastlægger væskedæmpningsbanen ifølge opfindelsen. Det bemærkes, at alle de hidtil beskrevne elementer er allerede kendte elementer, som er 25 vist og beskrevet i det ovenfor anførte US-patentskrift nr. 4.109.679. I overfladen af ventilglideren 65 og i forbindelse med en af tankportene 117 L findes en dæmpningsslids 127 L. På tilsvarende måde anbragt på oversiden af ventilglideren 65 og i forbindelse med en af tank-30 portene 117 R findes en dæmpningsslids 127 R. I den her omhandlede udførelsesform er der, som det bedst ses i fig. 3 og 4, to dæmpningsslidser 127 L og to dæmpningsslidser 127 R, selv om kun én af hver af disse slidser er vist i det forstørrede delbillede i fig. 5. Det vil for-35 stås, at antallet af dæmpningsslidser 127 L og 127 R kan o 13 DK 172121 B1 variere, og at gennemstrømningsarealet gennem hver kan varieres med henblik på at opnå den ønskede størrelse af dæmpningsstrømmen.

Bøsningen 67 har en dæmpningsboring 127 L, der 5 er anbragt nær dæmpningsslidsen 127 L, og endnu en dæmpningsboring 129 R, der er anbragt nær dæmpningsslidsen 127 R, når ventilglideren og bøsningen står i deres neutrale stilling som vist i fig. 5. Som det bedst ses i fig. 9, er hver af dæmpningsboringerne 129 L og 129 R i 10 forbindelse med det indre af bøsningen 67. Bøsningen.67 er også udformet med en udvidet udboring 131 L i forbindelse med dæmpningsboringen 129 L, og en udvidet udboring 131 R i forbindelse med dæmpningsboringen 129 R.

Som det også bedst ses af fig. 9, er den aksiale stil-15 ling af udboringen 131 R valgt således, at den er i kontinuerlig strømningsforbindelse med det ringformede kammer 93, og den indbyrdes stilling af udboringen 131 L og det ringformede kammer 91 er i hovedsagen den samme. Det bemærkes, at fig. 9 og 10 ikke er tilknyttet den neutra-20 le stilling, der er vist i fig. 5, og at der kun her er refereret til disse figurer som en hjælp til forståelse af konstruktionen. Fig. 9 og 10 vil blive omtalt i det følgende i forbindelse med beskrivelsen af fig. 8. Idet der stadig refereres til fig. 5, bemærkes det, at når 25 ventilglideren 85 og bøsningen 67 står i neutralstillingen, er der ingen strømning gennem trykportene 103. På tilsvarende måde er der ingen strømning gennem dæmpningsboringerne 129 L eller 129 R, fordi forbindelsen er spærret af ydersiden af ventilglideren 65.

30 Virkemåden af ventilaggregatet 49 og væskedæmp ningsbanen ifølge opfindelsen beskrives nu nærmere i forbindelse med fig. 6-11. Efter behov vil der også blive refereret til hydraulikskemaet for ventilaggregatet 49 i fig. 1, og som hjælp til forståelse af virkemåden vil der 35 også blive refereret til grafen (fig. 12), der viser

O

14 DK 172121 B1 strømning (i volumen pr. minut) som funktion af ventilforskydningen (i grader). Det bemærkes, at i hver af figurerne 6, 7, 8 og 11 er der ved den højre ende angivet antal af grader for den relative drejning mellem 5 ventilglideren 65 og bøsningen 67. Det vil forstås, at de viste særlige forskydninger eller vinkeldrejninger i de beskrevne figurer såvel som formen af hver af "ydelses"-kurverne i fig. 12 kun skal betragtes som eksempler, og at opfindelsen ikke er begrænset til nogen be-10 stemt form for kurven og ikke er begrænset til noget, bestemt afhængighedsforhold mellem ventildrejningen og åbning og lukning af de forskellige åbninger.

I fig. 6 er ventilglideren 65 drejet ca. tre grader i forhold til bøsningen 67, og hver af trykportene 15 103 er netop begyndt at stå i forbindelse med deres respektive trykkanal 113 L. Hoved-styredyseåbningen 121 er derfor lige begyndt at åbne, således som det kan ses af grafen i fig. 12 (se strømningskurven mærket 121). Ved denne bestemte ventildrejning er forbindelsen mellem 20 dæmpningsboringen 129 R og dæmpningsslidsen 127 R stadig blokeret, således at der ikke sker nogen strømning gennem væskedæmpningsbanen ifølge opfindelsen.

1 fig. 7 er ventilglideren 65 nu blevet drejet ca. seks grader i forhold til bøsningen 67. Ved denne be-25 stemte ventildrejning er der nu en betydelig væskeforbindelse mellem trykportene 103 og trykkanalerne 113 L (dvs. gennem hoved-styredyseåbningen 121), og der er også en væsentlig forbindelse mellem styrekanalerne 115 R og styreportene 107 R (dvs. gennem den variable styredyse-30 åbning 123). Ved denne bestemte ventildrejning er dæmpningsboringen 129 R også netop begyndt at kommunikere med dæmpningsslidsen 127 R, hvor overlapningen mellem dem udgør en variabel dæmpningsdyseåbning 133 (se fig. 1). Når den variable dæmpningsdyseåbning 133 begynder at åbne 35 sig, danner den udvidede udboring 131 R dæmpningsboringen

O

DK 172121 B1 15 129 R, dæmpningsslidsen 127 R og den pågældende tankport 117 R tilsammen en væskedæmpningsbane, som indbefatter dæmpningsdyseåbningen 133. Væskedæmpningsbanen kommunikerer med hovedstrømningsbanen på det sted, hvor udborin-5 gen 131 R er i åben forbindelse med det ringformede kammer (se fig. 9), hvilket punkt er nedstrøms for den variable styredyseåbning 133. Det er et vigtigt træk ved opfindelsen, at væskedæmpningsbanen forløber parallelt med hovedstrømningsbanen, dvs. at en vis mængde af væsken kan 10 afgrenes fra hovedstrømningsbanen i stedet for at strømme til styreporten 29 og til styrecylinderen 19. Væske, som fra hovedstrømningsbanen strømmer gennem væskedæmpningsbanen, strømmer til det indre af ventilglideren 65 og genforenes med returvæske fra styrecylinderen 19, som 15 strømmer gennem tankportene 117 L til det indre af glideren. Det vil imidlertid forstås, at når væskedæmpningsbanen er beskrevet som "parallel" med hovedstrømningsbanen, betyder det ikke nødvendigvis, at strømningsbanerne skal genforenes i væskeregulatoren 17, selv om dette ar-20 rangement foretrækkes for simpelheds skyld. Som det bedst ses i fig. 1, genforenes væskedæmpningsbanen med hoved-strømningsbanen på et sted, der skematisk er vist nedstrøms for den variable styredyseåbning 125.

I det følgende refereres til fig. 8, hvor ventil-25 glideren 65 er blevet drejet ca. ti grader i forhold til bøsningen 67. Ved denne bestemte vinkeldrejning er der en endnu større forbindelse gennem hoved-styredyseåbningen 121 og gennem de variable styredvseåbninger 123 og 125.

Som resultat heraf er ifølge fig. 12 strømmen gennem hoved-30 -styredyseåbningen 21 op til 30 1 (otte gallons) pr. minut ved en vinkeldrejning på ti grader. I den omhandlede udførelsesform er denne bestemte vinkeldrejning illustreret delvis, fordi dæmpningsboringen 129 R nu er i fuld væskeforbindelse med dæmpningsslidsen 127 R, således at strøm-35 men gennem den variable dæmpningsdyseåbning 133 nu har

O

16 DK 172121 B1 nået sit maksimum. I grafen i fig. 12 er kurven 133 ved en ventildrejning på ti grader nået op på en strømning på 7,61 (to gallons) pr. minut. I fig. 12 er også vist en strømningskurve 29, som repræsenterer strømningen gennem 5 den variable hoved-styredyseåbning 121 minus strømningen gennem dæmpningsdyseåbningen 133 eller med andre ord nettostrømningen gennem styreporten 29. Ved sammenligning af kurverne 121 og 133 i fig. 12 ses det, at strømningen gennem væskedæmpningsbanen fortrinsvis ikke er 10 større end ca. 25 procent af strømningen gennem den variable hoved-styredyseåbning 121, når ventilen er drejet ca. ti grader. Derefter fortsætter strømningen gennem den variable hoved-styredyseåbning 121 med at vokse, og strømningen gennem den variable dæmpningsstyreåbning 133 15 forbliver i hovedsagen konstant, idet dæmpningsstrømmen i procent af strømmen gennem hovedstrømningsbanen i virkeligheden aftager.

Der henvises nu til fig. 9 og 10 i forbindelse med fig. 8, idet, som det bedst ses af fig. 10, stillin-20 gen af dæmpningsboringen 129 R og udboringen 131 R i forhold til dæmpningsslidsen 127 R, som vist i fig. 9 og 10, svarer til stillingen i fig. 8.

I fig. 11 er ventilglideren 65 drejet ca. atten grader i forhold til bøsningen 67. Ved denne bestemt vin-25 keldrejning har den variable hoved-dyseåbning 121 nået sit maksimale gennemstrømningsareal, og de variable sty-redyseåbninger 123 og 125 nærmer sig også til deres maksimale gennemstrømningsarealer, sådan at strømningskurven 121 i fig. 12 nærmer sig den maksimale gennemstrømnings-30 mængde på 132 1 (35 gallons) pr. minut. Da strømningskurven 121 imidlertid har været voksende under ventildrejningen fra ti grader i fig. 8 til atten grader i fig. 11, er den variable dæmpningsåbning 133 blevet stående ved sin maksimale strømningsmængde på 7,6 1 (2 gallons) pr. minut 35 under den forøgede ventildrejning fra ti grader til ca.

DK 172121 B1 17

O

fjorten grader (se fig. 12) svarende til den periode af ventildrejningen, hvorunder dæmpningsboringen 129 R var i fuldt åben forbindelse med dæmpningssiidsen 127 R. Ved ventildrejningen på ca. fjorten grader begyndte dæmp-5 ningsboringen 129 R at bevæge sig ud af forbindelse med dæmpningsslidsen 127 R, indtil den variable dæmpningsdyseåbning 133 ved ventildrejning på atten grader som vist i fig. 11, nu er lukket, fordi dæmpning med den maksimale ventildrejning sandsynligvis ikke er nødvendig, 10 medens det er ønskeligt, at man er i stand til at sende hele væskemængden, som strømmer gennem den variable hoved-styredyseåbning 121 til styreporten 29 og stvre-cylinderen 19. Det er desuden ønskeligt, at den variable dæmpningsdyseåbning 133 lukkes, når den variable hoved-15 styredyseåbning 121 er maksimalt åben,for at hindre, at der optræder slip i bevægelsens yderstillinger (travel limit slip).

Af den foranstående beskrivelse vil det fremgå, at der ved opfindelsen er tilvejebragt en forbedret 20 væskestrømningsregulator, der er i stand til i alt væsentligt at reducere eller eliminere rykvise styrebevægelser, især når regulatoren anvendes til styring af store og tunge køretøjer eller sættekøretøjer. De rykvise bevægelser i styresystemet reduceres væsentligt ved 25 hjælp af en væskedæmpningsbane parallel med hovedstrømningsbanen i regulatoren, hvorved væskedæmpningsbanen er i stand til at dæmpe eller udligne trykspidser og trykimpulser, der optræder i hovedstrømningsbanen i regulatoren og mellem regulatoren og styrecylinderen.

30 I foranstående beskrivelse er opfindelsen beskre vet detaljeret, og det antages, at forskellige ændringer og modifikationer vedrørende opfindelsen vil være nærliggende for fagfolk ved læsning og forståelse af beskrivelsen .

35

Claims (11)

18 DK 172121 B1 o

1. Regulator (17) til regulering af væskestrømmen fra en trykkilde (11) til et hydraulisk styret apparat (19) og af den art, der har et hus (55) med en indløbs-5 port (23) til tilslutning af væsketrykkilden, en returport (25) til tilslutning til et reservoir, og en første (27) og en anden (29) styreport til tilslutning til det hydraulisk styrede apparat, et i huset anbragt ventilaggregat (49), der kan fastlægge en neutral stilling 10 (fig. 3) og en første arbejdsstilling (fig. 11), hvilket hus og ventilaggregat er indrettet til at samvirke til fastlæggelse af en hovedstrømningsbane (103, 113L, 111L, 105L, 101L, 99, 51, 99, 101R, 105R, 111R, 115R, 107R, 27, 29, 107L, 117L, 89), der danner forbindelse mellem 15 indløbsporten og den første styreport og mellem den anden styreport og returporten, når ventilaggregatet står i den nævnte første arbejdsstilling, et væskestyret organ (51) til at bibringe ventilaggregatet en opfølgningsbevægelse proportional med volumenet af væskestrømmen gennem 20 hovedstrømningsbanen, som indbefatter en første variabel styredyseåbning anbragt mellem indløbsporten og den første styreport og med sit minimale gennemstrømningsareal, når ventilaggregatet står i den neutrale stilling, og et voksende gennemstrømningsareal, når ventilaggregatet forsky-25 des fra den neutrale stilling mod den første arbejdsstilling, hvilken varible styredyseåbning har sit maksimale gennemstrømningsareal, når ventilaggregatet er forskudt maksimalt ud fra sin neutrale stilling, kendetegnet ved: 30 a) at huset og ventilaggregatet samvirker til fastlæggelse af en væskedæmpningsbane (93, 131R, 129R, 127R, 117R) parallelt med hovedstrømningsbanen, hvilken væskedæmpningsbane er i væskeforbindelse med hovedstrømningsbanen på et første sted, der er beliggende mellem 35 den første variable styredyseåbning og den første styre- 19 DK 172121 B1 O port, og ved et andet sted, der er beliggende nedstrøms for den anden styreport, b) at væskedæmpningsbanen indbefatter en variabel dæmpningsdyse (133), der er indrettet til at kunne dæm- 5 pe strømmen af trykvæske i hovedstrømningsbanen til den første styreport for derved at udjævne regulatorens virkemåde , og c) at den variable dæmpningsdyse begynder at åbne, efter at den første variable stvredyseåbning begynder at 10 åbne, når ventilaggregatet bevæger sig fra sin neutrale stilling til sin maksimalt forskudte stilling.

2. Regulator ifølge krav 1, kendetegnet ved, at ventilaggregatet indbefatter en primær, roterbar ventilglider (65) og et dermed samvirkende, i forhold til 15 glideren roterbart opfølgningsventilorgan (67), hvorhos den indbyrdes stilling af det primære ventilorgan og opfølgningsventilorganet bestemmer den neutrale stilling.

3. Regulator ifølge krav 2, kendetegnet ved, at det primære ventilorgan og opfølgningsventilorga- 20 net samvirker til at danne den første variable stvredyse-åbning og den variable dæmpningsdyse, idet gennemstrømningsarealerne af åbningen og dysen varierer i afhængighed af drejningen af det primære ventilorgan og opfølgningsventilorganet i forhold til hinanden.

4. Regulator ifølge krav 2, kendetegnet ved, at det primære ventilorgan og opfølgningsventilorganet samvirker til at danne en anden variabel stvredyse-åbning (123) , der er anbragt i hovedstrømningsbanen på et sted mellem den første variable styredyseåbning og den 30 første styreport.

5. Regulator ifølge krav 4, kendetegnet ved, at væskedæmpningsbanen er i væskeforbindeIse med hovedstrømningsbanen på et første sted, der er beliggende mellem den anden variable styredyseåbning og den første 35 styreport. 20 DK 172121 B1 o

6. Regulator ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den variable dæmpningsdyse (133) begynder at lukke, inden den første variable styredyseåbning har nået sit maksimale gennemstrømningsareal, når ventilaggrega- 5 tet bevæger sig fra sin neutrale stilling til sin maksimalt forskudte stilling.

7. Regulator ifølge krav 6, kendetegnet ved, at den variable dæmpningsdyse er lukket, inden den første variable styredyseåbning har nået sit maksimale 10 gennemstrømningsareal.

8. Regulator ifølge krav 1, kendetegnet ved, at dæmpningsvæskestrømmen gennem den variable dæmpningsdyse ikke andrager mere end ca. 25 procent af væskegennemstrømningen gennem den første variable styredyse- 15 åbning, når ventilaggregatet bevæger sig fra sin neutrale stilling til sin maksimalt forskudte stilling.

9. Regulator ifølge krav 8, kendetegnet ved, at væskegennemstrømningen gennem den variable dæmpningsdyse aftager som en procentdel af væskegennemstrøm- 20 ningen gennem den første variable styredyseåbning, efter at den variable dæmpningsdyse har opnået sit maksimale gennemstrømningsareal, når ventilaggregatet bevæger sig fra sin neutrale stilling til sin maksimalt forskudte stilling.

10. Regulator ifølge krav 1, kendetegnet ved, at væsketrvkkilden indbefatter en væskepumpe (11) og et trykstyret organ (15) til at variere tilførselen af væske til regulatoren i afhængighed af variationer i behovet for væske til regulatoren, og at huset (55) har en 30 belastningssignalport (31) til tilslutning til det trykstyrede organ (15), hvilken belastningssignalport er i væskeforbindelse med hovedstrømningsbanen på et sted, der er beliggende nedstrøms for den første variable styredyseåbning. 35 DK 172121 B1 21 O

11. Regulator Ifølge krav 10, kendetegnet ved, at det trykstyrede organ indbefatter en strømningsprioriterende ventil (15) , der er anbragt i serieforbindelse mellem pumpen og regulatoren, hvilken 5 ventil har en indløbsport i væskeforbindelse med pumpen, en fortrins-udløbsport (37) i væskeforbindelse med regulatorens indløbsport, en overløbsport (39), der er indrettet til væskeforbindelse med et hjælpebelastningskredsløb, og et strømningsprioriterende ventilorgan 10 (41) , som er bevægeligt mellem en stilling, der tillader i hovedsagen ubegrænset væskestrømning fra indløbsporten i den strømningsprioriterende ventil til fortrinsudløbsporten, og en anden stilling, der tillader i hovedsagen ubegrænset væskestrømning fra indløbsporten til 15 overløbsporten, hvorhos organer (43, 45) er indrettet til at tvinge det strømningsprioriterende ventilorgan i retning mod den nævnte ene stilling, hvilke organer indbefatter et organ (45) , som tilvejebringer væskeforbindelse med regulatorens belastningssignalport. 20 25 30 35