FI20185181A1 - Voimayksikkö kuormanohjaukseen tarkoitetun paineväliaineen ohjaamiseksi - Google Patents

Voimayksikkö kuormanohjaukseen tarkoitetun paineväliaineen ohjaamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI20185181A1
FI20185181A1 FI20185181A FI20185181A FI20185181A1 FI 20185181 A1 FI20185181 A1 FI 20185181A1 FI 20185181 A FI20185181 A FI 20185181A FI 20185181 A FI20185181 A FI 20185181A FI 20185181 A1 FI20185181 A1 FI 20185181A1
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
power unit
pressure
pressure medium
circuit
cylinders
Prior art date
Application number
FI20185181A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Inventor
Juha Elonen
Original Assignee
Fiellberg Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fiellberg Oy filed Critical Fiellberg Oy
Priority to FI20185181A priority Critical patent/FI20185181A1/fi
Priority to PCT/FI2019/050153 priority patent/WO2019166695A1/en
Publication of FI20185181A1 publication Critical patent/FI20185181A1/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/027—Installations or systems with accumulators having accumulator charging devices
    • F15B1/0275—Installations or systems with accumulators having accumulator charging devices with two or more pilot valves, e.g. for independent setting of the cut-in and cut-out pressures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/027—Installations or systems with accumulators having accumulator charging devices
    • F15B1/033—Installations or systems with accumulators having accumulator charging devices with electrical control means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/0858—Arrangement of component parts installed on superstructures not otherwise provided for, e.g. electric components, fenders, air-conditioning units
    • E02F9/0875—Arrangement of valve arrangements on superstructures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217—Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/027—Installations or systems with accumulators having accumulator charging devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14—Energy-recuperation means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00—Accumulators
    • F15B2201/30—Accumulator separating means
    • F15B2201/31—Accumulator separating means having rigid separating means, e.g. pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00—Accumulators
    • F15B2201/50—Monitoring, detection and testing means for accumulators
    • F15B2201/51—Pressure detection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/21—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
    • F15B2211/212—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/21—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
    • F15B2211/214—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being hydrotransformers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F15B2211/30575—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve in a Wheatstone Bridge arrangement (also half bridges)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40576—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/40592—Assemblies of multiple valves with multiple valves in parallel flow paths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/61—Secondary circuits
    • F15B2211/611—Diverting circuits, e.g. for cooling or filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/625—Accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6309—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pressure source supply pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6313—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a load pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/632—Electronic controllers using input signals representing a flow rate
    • F15B2211/6323—Electronic controllers using input signals representing a flow rate the flow rate being a pressure source flow rate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/88—Control measures for saving energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B3/00—Intensifiers or fluid-pressure converters, e.g. pressure exchangers; Conveying pressure from one fluid system to another, without contact between the fluids

Abstract

Keksinnön kohteena on voimayksikkö (10) kuormanohjaukseen tarkoitetun paineväliaineen ohjaamiseksi. Sen yhteyteen on järjestetty syöttöpiiri (50) paineväliaineen syöttämiseksi paineistettuna voimayksikköön (10) ja käyttöpiiri (60), jonka yhteyteen järjestetylle toimilaitteelle (100) paineväliaine on syötettävissä mainitun toimilaitteen (100) kuormitusta varten. Kuormitus on saatu aikaan voimayksikköön (10) järjestettyjen ohjausvälineiden (12, 14, 15, 16, 16’) avulla. Voimayksikön (10) yhteyteen on järjestetty poistopiiri (70) paineväliaineen poistamiseksi käyttöpiiristä (60). Moduulirungon (11) suhteen liikkumattomaksi on järjestetty ohjausvälineet (12, 14, 15, 16), joihin kuuluu ainakin: paineakku (12), johon paineväliaine on syötettävissä syöttöpiiriltä (50); ainakin kaksi rinnan kytkettyä sylinteriä (14), joihin paineväliaine on syötettävissä syöttöpiiriltä (50), paineakulta (12) ja/tai käyttöpiiriltä (60); sylinterien (14) yhteyteen järjestetyt suuntaventtiilit (15, 16, 16’), joiden kautta syöttöpiiriltä (50) ja/tai sylinteriltä (14) syötetty paineväliaine on ohjattavissa voimayksikön (10) ulkopuoliselle käyttöpiirille (60) ja edelleen käyttölaitteelle (100), tai joiden mainittujen suuntaventtiilien (15, 16,16’) kautta käyttöpiiriltä (60) palaava paineväliaine on ohjattavissa sylintereille (14) paineakun (12) lataamiseksi ja/tai poistopiirille (70); yhteydet paineväliainetta varten on muodostettu moduulirunkoon (11), jolloin ohjainyksikkö (10) on sijoitettavissa yhtenä kappaleena syöttöpiirin (50) ja käyttöpiirin (60) väliin.

Description

Voimayksikkö kuorma noh ja ukseen tarkoitetun paineväliaineen ohjaamiseksi
Esillä olevan keksinnön kohteena on voimayksikkö kuormanohjaukseen tarkoitetun paineväliaineen ohjaamiseksi, jonka voimayksikön yhteyteen on järjestetty käytössä sekä syöttöpiiri paineväliaineen syöttämiseksi paineistettuna voimayksikköön että käyttöpiiri, jonka yhteyteen järjestetylle toimilaitteelle paineväliaine on syötettävissä mainitun toimilaitteen kuormitusta varten, joka paine on saatu aikaan voimayksikköön järjestettyjen ohjausvälineiden avulla, ja jonka voimayksikön yhteyteen on järjestetty poistopiiri paineväliaineen poistamiseksi käyttöpiiristä.
Edellä esitetyn mukaisia voimayksikköjä käytetään erityisesti työkoneiden, kuten trukkien nosturien, kaivinkoneiden kauhojen ja niiden varsien liikuttamiseen tarkoitettujen toimilaitteiden ohjaukseen. Tällaisten järjestelyjen energiantarve, toisin sanoen polttoaineen kulutus, kuormanohjauksessa tarvittavan paineväliaineen ohjaamisessa on verrattain suuri ja niiden sijoittaminen, erityisesti voimayksiköiden sijoittaminen toimilaitteiden yhteyteen on usein haastavaa. Usein voimayksikön toimintaan liittyvät laitteistot, kuten venttiilit ja niiden väliset yhteydet paineväliaineen syöttämiseksi joudutaan sijoittamaan hajalleen toisistaan, mikä on puolestaan lisää epäedullisesti energiantarvetta ja niin muodoin polttoaineen kulutusta tällaisissa voimayksiköissä.
Tällaisia hydraulisia ohjauslaitteita on esitetty esimerkiksi patenttijulkaisussa EP 1253327, jossa kullekin toimilaitteelle on järjestetty yksi suuntaventtiili eikä sen sää25 töominaisuudet ole kovinkaan tarkat.
Säätöominaisuuksiltaan tarkempi järjestelmä on esitetty patenttijulkaisussa Fl 125918, jossa on suoraan toimilaitteeseen sen useisiin työkammioihin liitetty järjestelmä. Tässä toimilaite generoi kuormaan vaikuttavan kokonaisvoiman. Tässä toimi30 laitteen rakenne on kuitenkin hyvin rajoitettu ainakin tarkan kuormaan vaikuttavan kokonaisvoiman saavuttamiseksi.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tai ainakin olennaisesti vähentää edellä mainittuja haittakohtia, jotka koskevat siis voimayksikön säädettävyyttä ja rakenteen energiatehokkuutta.
Edellä mainitun tarkoituksen saavuttamiseksi esillä olevalle keksinnölle on tunnusomaista se, mitä on esitetty itsenäisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
Keksinnöllä saavutetaan ennestään tunnettuihin järjestelyihin se etu, että kuormanohjaukseen tarvittavia paineväNaineen ohjausvälineet ja siirtokanavat voidaan 10 integroida hyvin pieneen tilaan moduulirunkoon ja siten, että erillisiä ohjausvälineiden painehäviöitä aiheuttavia kanavia tai putkituksia ei tarvita. Lisäksi ohjausvälineisiin kuuluvia suuntaventtiilejä, sylintereitä ja paineakku voidaan sovittaa moduulirunkoon sellainen tarvittava määrä, mikä mahdollistaa toimilaitteen kuormitusta varten paineväliaineen erittäin tarkan ja energiaa säästävän ohjauksen toimilaitteen 15 ja moduulirungon yhteyteen järjestettyjen ohjausvälineiden välillä. Tämä edellä esitetty siis mahdollistaa syöttö- ja käyttöpiirin välisen plug-and play -tyyppisen voimayksikön, joka on aiempaa energiatehokkaampi ja säädöiltään tarkempi kuin ennestään tunnetuissa ratkaisuissa.
Keksinnön edullisia suoritusmuotoja on esitetty oheisissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.
Seuraavaksi keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, jois sa:
20185181 prh 27-02- 2018
Kuvio 1
Kuvio 2 esittää kaaviokuvana keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mu kaista voimayksikköä sekä sen yhteyteen järjestettyjä syöttö- ja käyttöpi iriä esittää aksonometristä kuvantoa kuvion 1 mukaisesta voimayksiköstä, ja
Kuvio 3 esittää kaaviollisesti kuvion 2 mukaisen voimayksikön sovellusta hydraulisylinterin kuorman ohjaamiseksi.
20185181 prh 27-02- 2018
Kuviossa 1 on siis havainnollistettu kaavallisesti esillä olevan keksinnön mukaista voimayksikköä, jota on merkitty viitenumerolla 10. Voimayksikköön kuuluvat ohjausvälineet on merkitty katkoviivalla esitetyn moduulirunkoa esittävän viitenumerolla 5 10a merkityn laatikon sisään.
Voimayksikön 10 yhteyteen on järjestetty syöttöpiiri 50, joiden avulla paineväliaine syötetään paineistettuna voimayksikköön 10. Edullisesti syöttöpiiriin 50 kuuluu tankki 51, josta paineväliaine pumpataan pumpun 53 (moottori 53a) avulla virtaustietä 10 52 pitkin voimayksikköön 10. Esitetyssä suoritusmuodossa paineväliaine on hydraulinen paineväliaine, mutta paineväliaine voi olla myös esimerkiksi ilmaa tai muuta fluidia paineväliainetta. Syöttöpiiri 50 voidaan muodostaa muullakin tavoin paineväliaineen syöttämiseksi paineistettuna voimayksikköön 10. Toisin sanoen esitetty suoritusmuoto on vain yksi monista edullisista esimerkeistä paineväliaineen syöttämi15 seksi.
Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukainen voimayksikkö 10, joka käsittää viitenumerolla 11 merkityn moduulirungon sekä moduulirungon 11 suhteen liikkumattomaksi järjestetyt ohjausvälineet, joita esitetään lähemmin seuraavassa.
Ohjausvälineisiin kuuluu ainakin yksi paineakku 12, joka on esimerkiksi mäntäpaineakku. Syöttövälineiltä 50 on järjestetty moduulirunkoon 11 liitännän 12a välityksellä ensimmäinen virtaustie 20, joka on suoraan yhteydessä paineakkuun 12 paineväliaineen syöttämiseksi siihen. Kuviossa 1 esitetyltä ensimmäiseltä virtaustiel25 tä 20 haarautuu myös virtaustie 20a tai virtaustiet 20a, joka on yhteydessä ohjausvälineisiin kuuluviin sylintereihin 14. Sylintereitä 14 on tässä neljä kappaletta ja niitä on merkitty viitenumeroilla 14a, 14b 14c ja 14d. Sylintereiden määrä voi yleisesti ottaen vaihdella käyttökohteesta riippuen. Niitä on kuitenkin ainakin kaksi, edullisesti kuitenkin 3-5 kappaletta. Kuviossa 2 ne ovat koteloitu suojakotelon 10a rajaa30 maan tilaan. Sylintereihin johtavat virtaustiet 20a johtavat niiden männänvarren puoleisiin tiloihin. Kukin sylinteri on edullisesti kooltaan erilainen. Tässä tapauksessa männän varren halkaisijat ovat erilaiset, jolloin kultakin sylinteriltä saadaan erilaiset paineet jäljempänä esitettyjen suuntaventtiilien kautta toimilaitteelle 100.
20185181 prh 27-02- 2018
Sylintereiden 14a, 14b 14c ja 14d männänpuoleiset tilat ovat puolestaan yhteydessä toisten virtausteiden 21a, 21b, 21c ja 21d välityksellä moduulirunkoon 11 liikkumattomasti järjestettyihin suuntaventtiileihin. Suuntaventtiilien joukkoa on merkitty viitenumeroilla 15 ja 16 ja niiden määrä voi vaihdella riippuen sylintereiden määräs5 tä ja/tai venttiilien koosta ollen edullisesti 9-30 kappaletta. Ensimmäiset suuntaventtiilit 15, joita on neljän sylinterin tapauksessa kuusitoista kappaletta, on jaettu tässä neljän suuntaventtiilin ryhmiin, joista kukin venttiiliryhmä on sellaisessa yhteydessä yhteen vastaavaan sylinteriin siten, että vastaavalta sylinteriltä ohjattu paineväliaine voidaan ohjata ryhmän kunkin suuntaventtiilin kautta voimayksikön 10 ul10 kopuoliselle käyttöpiirille 60 ja sen yhteydessä olevalle toimilaitteelle 100. Vastaavasti paineväliaine voidaan ohjata ensimmäisten suuntaventtiilien 15 kautta toimilaitteelta 100 takaisin sylintereille 14a 14b, 14c ja 14d. Näin ollen ainakin osa toimilaitteelta 100 poistettavasta paineenalaisesta paineväliaineesta voidaan käyttää edelleen paineakun 12 lataamiseksi. Paineväliaineen siirto tapahtuu siis voimayksik15 köön integroitujen yhteyksien (kanavien) kautta.
Tämän lisäksi ohjausvälineisiin kuuluu toiset suuntaventtiilit eli lisäventtiilit 16, joiden kautta paineväliaine voidaan ohjata syöttöpiiriitä 50 suoraan voimayksikön 10 läpi käyttöpiirille 60 ja edelleen toimilaitteelle 100. Vastaavasti Iisäventtiileihin kuu20 luu käyttöpiirin 60 ja ensimmäisten suuntaventtiilien 15 väliset suuntaventtiilit 16', joiden kautta toimilaitteelta poistettava paineväliaine voidaan ohjata suoraan voimayksikön 10 (12b) läpi tankkiin 51 yhteydessä olevalle poistopiirille 70.
Kuviossa 2 toimilaiteena 100 on esitetty kaksitoiminen mäntäsylinteri. Suuntaventtii25 lit on 15 ja 16 on jaettu vielä edullisesti kahteen sellaiseen ryhmään siten, että paineväliaine voidaan ohjata käyttöpiirin 60 syöttökanavien 61 ja 62 kautta mäntäsylinterin männän molemmille puolille. Tällaista järjestelyä voidaan soveltaa esimerkiksi kuvion 3 mukaisessa järjestelyssä, jossa toimilaitetta 100 on sovellettu kauhakuormaajan kauhanvarren tai nosturin varren 80 varsiosien 81 kääntämisessä. Toinen 30 esimerkki keksinnön mukaisen voimayksikön monista sovelluskohteista on esimerkiksi tavaroiden nostoon tarkoitettujen laitteiden, kuten trukkien nostohaarukat.
Toimilaite 100 on varustettu edullisesti havaintovälineillä 110, joiden havaitseman tiedon perusteella ohjausvälineet on ohjattavissa toimilaitteen 100 tarvitseman pai
20185181 prh 27-02- 2018 neen aikaan saamiseksi. Tässä havaintovälineet 110 voivat olla esimerkiksi toimilaitteen 100 painetiloihin järjestetyt paineanturit, joiden havainnot voidaan lähettää sähköisesti tiedonsiirtovälineitä lilja 112 pitkin ohjausyksikölle 17, joka on osa voimayksikön ohjausvälineitä. Havaintovälineillä voidaan havaita suoraan tai välilli5 sesti käyttökohteesta riippuen muitakin ohjaamiseen tarvittavia parametreja, kuten voimaa, asentoa ja/tai asemaa. Näin ollen ohjausyksiköltä 17 voidaan lähettää havaintojen perusteella sähköiset ohjauskäskyt ohjausvälineiden ohjaamiseksi.
Tällaisessa järjestelyssä yhdistyy toimilaitteen kuormittamiseksi tunnettuun tekniikan tasoon nähden erittäin tarkka ohjaus ja sekä kompakti rakenne, jonka uudenlaisella yhdistelmällä saavutetaan huomattava energian säästö. Ohjausvälineillä, joihin kuuluu edullisesti esimerkiksi edellä selostetut paineakku 12, neljä sylinteriä 14a, 14b, 14c ja 14d ja kaksikymmentäneljä kappaletta ryhmiteltyä suuntaventtiiliä 15, 16, 16', saavutetaan sellaisenaan jo hyvin tarkka kuormituksen ohjaus esitetyissä sovel15 luksissa. Mainitaan kuitenkin, että keksintö ei rajoitu näihin sylinteri- ja suuntaventtiilimääriin, kuten aiemmin on jo esitetty. Tähän on yhdistetty vielä se, että tarkan ohjauksen aikaan saavat ohjausvälineet on järjestetty liikkumattomaksi voimayksikön 10 moduulirungon 11 yhteyteen. Tämän seurauksena suuri määrä ohjausvälineitä yhdistäviä virtausteitä, myös pituuden osalta saadaan kompaktiin yhtenä mo20 duulina siirrettävän voimayksikön yhteyteen. Tämä rakenne lyhentää merkittävästi ohjausvälineitä yhdistävien virtausteiden pituutta. Tällä, yhdistettynä tarkkaan kuormituksen säätöön, on suora vähentävä vaikutus toimilaitteen kuormituksen tarvitsemaan energiantarpeeseen, esimerkiksi työkoneen polttoaineen kulutukseen. Tämä mahdollistaa myös plug-and- play-tyyppisen ohjausyksikön, jonka asennus ja huolto on aiempaa huomattavasti yksinkertaisempaa.
Esillä oleva keksintö ei ajoitu ainoastaan esitettyihin suoritusmuotoihin vaan sitä voidaan soveltaa monin tavoin patenttivaatimusten määrittämän suoja-alan piirissä.

Claims (9)

1. Voimayksikkö (10) kuormanohjaukseen tarkoitetun paineväliaineen ohjaamiseksi,
5 jonka voimayksikön (10) yhteyteen on järjestetty käytössä sekä syöttöpiiri (50) paineväliaineen syöttämiseksi paineistettuna voimayksikköön (10) että käyttöpiiri (60), jonka yhteyteen järjestetylle toimilaitteelle (100) paineväliaine on syötettävissä mainitun toimilaitteen (100) kuormitusta varten, joka kuormitus on saatu aikaan voimayksikköön (10) järjestettyjen ohjausvälineiden (12, 14, 15, 16,16') avulla, ja
10 jonka voimayksikön (10) yhteyteen on järjestetty poistopiiri (70) paineväliaineen poistamiseksi käyttöpii ristä (60), tunnettu siitä, että voimayksikköön (10) kuuluvat moduulirunko (11), johon kuuluu moduulirungon (11) suhteen liikkumattomaksi järjestetyt ohjausvälineet (12,14, 15, 16), joihin kuuluu ainakin:
15 - paineakku (12), johon paineväliaine on syötettävissä syöttöpiiriItä (50),
- ainakin kaksi rinnan kytkettyä sylinteriä (14), joihin paineväliaine on syötettävissä syöttöpiiriltä (50), paineakulta (12) ja/tai käyttöpiiriItä (60),
20 - sylinterien (14) yhteyteen järjestetyt suuntaventtiilit (15, 16, 16'), joiden kautta syöttöpiiriltä (50) ja/tai sylinteriltä (14) syötetty paineväliaine on ohjattavissa voimayksikön (10) ulkopuoliselle käyttöpiirille (60) ja edelleen käyttölaitteelle (100), tai joiden mainittujen suuntaventtiilien (15, 16,167) kautta käyttöpiiriitä (60) palaava paineväliaine on ohjattavissa sylintereille (14) paineakun (12) lataamiseksi ja/tai
25 poistopiirille (70), ja että paineakun (12), sylintereiden (14) ja suuntaventtiilien (15) yhteydet paineväliainetta varten on muodostettu moduulirunkoon (11), jolloin täten muodostettu ohjainyksikkö (10) on sijoitettavissa yhtenä kappaleena syöttöpiirin (50) ja käyttöpii30 rin (60) väliin.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen voimayksikkö, tunnettu siitä, että toimilaite (100) on varustettu havaintovälineillä (110), joiden havaitseman tiedon perusteella ohjausvälineet (12, 14, 15, 16) on ohjattavissa toimilaitteen (100) tarvitseman pai-
35 neen aikaan saamiseksi.
20185181 prh 27-02- 2018
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen voimayksikkö, tunnettu siitä, että suuntaventtiileitä (15, 16, 16') on 9 - 30 kappaletta ja vastaavasti sylintereitä (14) on 3 5 kappaletta.
5 4. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1-3 mukainen voimayksikkö, tunnettu siitä, että suuntaventtiileitä (15, 16, 16') on vähintään kaksikymmentäneljä kappaletta, jotka mahdollistavat ainakin neljän sylinterin (14a, 14b, 14c, 14d) käyttämisen toimilaitteen (100) tarvitseman paineen aikaansaamiseksi.
10 5. Patenttivaatimuksen 1-4 mukainen voimayksikkö, tunnettu siitä, että kukin sylintereistä (14; 14a, 14b, 14c, 14d) on yhteydessä kulloinkin neljään suuntaventtiiliin (15), joiden tilasta riippuen paineväliaine on syötettävissä ainakin vastaavalta sylinteriltä käyttöpiiriin (60) toimilaitteen (100) tarvitseman paineen aikaansaamiseksi tai vaihtoehtoisesti käyttöpiiriitä (60) vastaavaan sylinteriin paineakun (12)
15 lataamiseksi ja/tai poistopiirille (70).
6. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1-5 mukainen voimayksikkö, tunnettu siitä, että voimayksikköön (10) kuuluu suuntaventtiileihin (15, 16, 16') kuuluvat Iisäventtiilit (16, 16'), joiden kautta paineväliaine on syötettävissä suoraan syöt-
20 töpiiriltä (50) käyttöpiirille (60) ja käyttöpiiriitä (60) poistopiirille (70).
7. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 2-6 mukainen voimayksikkö, tunnettu siitä, että sylinterit (14) ja suuntaventtiilit (15, 16,16') ovat sähköisesti ohjattavia, ja että näiden sähköinen ohjaus saadaan havaintovälineiltä (110) saadun säh-
25 köisen havaitun tiedon perusteella.
8. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 2-7 mukainen voimayksikkö, tunnettu siitä, että havaintovälineet (110) ovat toimilaitteen (100) kuormantunteva anturi ja/tai toimilaitteessa vallitsevan paineväliaineen paineen tunteva anturi.
9. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1-8 mukainen voimayksikkö, tunnettu siitä, että toimilaite (100) on hydraulisylinteri, ja että osa suuntaventtiileistä (15,16) on järjestetty ohjaamaan hydraulinen painevälaine hydraulisylinterin (100) männän varren puoleiseen tilaan ja osa suuntaventtiileistä (15, 16) on järjestetty
35 ohjaamaan paineväliaine hydraulisylinterin (100) männän puoleiseen tilaan.
10. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1-7 mukainen voimayksikkö, tunnettu siitä, että sylinterit (14) ovat toisiinsa nähden eri kokoisia.
FI20185181A 2018-02-27 2018-02-27 Voimayksikkö kuormanohjaukseen tarkoitetun paineväliaineen ohjaamiseksi FI20185181A1 (fi)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20185181A FI20185181A1 (fi) 2018-02-27 2018-02-27 Voimayksikkö kuormanohjaukseen tarkoitetun paineväliaineen ohjaamiseksi
PCT/FI2019/050153 WO2019166695A1 (en) 2018-02-27 2019-02-26 Power unit for controlling a pressure medium for load control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20185181A FI20185181A1 (fi) 2018-02-27 2018-02-27 Voimayksikkö kuormanohjaukseen tarkoitetun paineväliaineen ohjaamiseksi

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FI20185181A1 true FI20185181A1 (fi) 2019-08-28

Family

ID=67805183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20185181A FI20185181A1 (fi) 2018-02-27 2018-02-27 Voimayksikkö kuormanohjaukseen tarkoitetun paineväliaineen ohjaamiseksi

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI20185181A1 (fi)
WO (1) WO2019166695A1 (fi)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9057389B2 (en) * 2011-09-30 2015-06-16 Caterpillar Inc. Meterless hydraulic system having multi-actuator circuit
CN104728329A (zh) * 2013-12-24 2015-06-24 大连浦州航空科技有限公司 水陆两栖车车轮液压收放减震系统
CN103807239B (zh) * 2014-03-12 2015-09-16 南通恒力重工机械有限公司 一种基于双输出轴电机的剪切板同步控制液压系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019166695A1 (en) 2019-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10125750B2 (en) Radial piston pump assemblies and use thereof in hydraulic circuits
KR101617609B1 (ko) 유압 작업 기계용 흐름 관리 시스템
JP5668259B2 (ja) 液圧駆動回路
EP2842905B1 (en) Energy regeneration type forklift hydraulic system
EP2652341B1 (en) Hydraulic system with return pressure control
US10179987B2 (en) Control system for hybrid construction machine
CN108083116B (zh) 一种用于起重机的液压控制系统
CN102416940A (zh) 液压控制系统及工程机械
US9702118B2 (en) Hydraulic regenerative and recovery parasitic mitigation system
CN102226453A (zh) 一种双余度电液伺服执行器
CN108626186B (zh) 一种用于举升与支撑的纯水液压系统
CN115076162B (zh) 阀口独立控制的双泵双回路电液负载敏感系统及控制方法
WO2012129042A1 (en) Regeneration circuit
Linjama et al. Hydraulic hybrid actuator: theoretical aspects and solution alternatives
CN108180348B (zh) 一种电液驱动管道机器人、液压驱动系统及其控制方法
CN103303801A (zh) 汽车起重机液压合流控制系统
JP4446822B2 (ja) 作業車両の油圧駆動装置
CN113323930B (zh) 一种多级压力控制和压力调速液压系统及作业机械
US20090304528A1 (en) Electrical Signal Input Type Displacement Control Device and Hydraulic Equipment
US20200256353A1 (en) Logic-Controlled Flow Compensation Circuit for Operating Single-Rod Hydrostatic Actuators
FI20185181A1 (fi) Voimayksikkö kuormanohjaukseen tarkoitetun paineväliaineen ohjaamiseksi
FI12788Y1 (fi) Voimayksikkö kuormanohjaukseen tarkoitetun paineväliaineen ohjaamiseksi
CN110107561B (zh) 散热系统、散热方法以及工程机械
CN106351887A (zh) 一种液压驱动装置
CN203214470U (zh) 重型装载车车斗液压集成举升控制阀组

Legal Events

Date Code Title Description
FD Application lapsed