FI57170C

FI57170C - STROEMDELNINGSSYSTEM FOER TRYCKMEDIUM

Info

Publication number: FI57170C
Application number: FI782018A
Authority: FI
Inventors: Martti Jussila
Original assignee: Rauma Repola Oy
Priority date: 1978-06-22
Filing date: 1978-06-22
Publication date: 1980-06-10
Also published as: CA1159747A; SE7905493L; FI782018A; SU1114350A3; FI57170B

Description

fSHrTl M im KUULUTUSJULKAISU C71 ΠΛ JK lBJ (11) UTLÄGGNINOSSICIUFT ^ ' 1 ' 0 • Sxv C /4« i a tent Li rayjn.'.. ; Γ) !:b 1120fSHrTl M im AD C71 ΠΛ JK lBJ (11) UTLÄGGININOSSICIUFT ^ '1' 0 • Sxv C / 4 «i a tent Li rayjn. '..; Γ)!: B 1120

Patent meddelit ^ ^ (51) K».ik.»/int.a.· B 13/09 SUOM I—>FI N LAN D (21) Pw*nttlhik«mu· —P»t*i**n*6knlni 782018 (22) H»k*mi»pllvl—AiwMtnlngtdig 22.06.78 * f ' (23) AlkupUvi — GlM|h«t*d«i 22.06.78 (41) Tullut lulklMlui — Bllvlt offanUlg 23.12.79 ~ ' (44) Nlhtlvikslpanon jt kuuLiulkaJsun pvm. —Patent meddelit ^ ^ (51) K ».ik.» / Int.a. · B 13/09 ENGLISH I—> FI N LAN D (21) Pw * nttlhik «mu · —P» t * i ** n * 6knlni 782018 (22) H »k * mi» pllvl — AiwMtnlngtdig 22.06.78 * f '(23) AlkupUvi - GlM | h «t * d« i 22.06.78 (41) Tullut lulklMlui - Bllvlt offanUlg 23.12.79 ~' (44) Date of initial publication and other listings. -

Patent- och registerstyrelsen ' Ansakin utitjd och utUki-Ktan puWcend 29.02.80 (32)(33)(31) Pnr4««y ituolknii—Begird priorttw (71) Rauma-Repola Oy, Helsinki, FI; Lokomon Tehtaat, PL 306-307, 33101 Tampere 10, Suomi-Finland(FI) " (72) Martti Jussila, Tampere, Suomi-Finland(FI) (7M Ruska & Co (5*0 Painevällaineen virtauksenjakojärjestelma - Strömdelningssystem för tryck-medium Tämän keksinnön kohteena on paineväliaineen virtauksenjakojärjestelmä kaksi tai useampi pumppuisten koneiden ohjaushydrauliikkaa varten, jossa virtaukseniakoventtilin avulla säädetään kuinka monta pumppua tämän kautta syöttää paineväliainetta . ohjausventtiilin läpi valitulle toimilaitteelle ja toisaalta missä määrin pumppujen tuottoa ohjataan tankkikanavaan ja että virtauksen-jakoventtiilin virtauksensältökaran toiseen päähän on sovitettu vaiku-tamaan kierrejousi, joka painaa karaa sen toiseen ääriasentoon, jossa kaikki järjestelmän pumput syöttävät virtaukseniakoventtiilin läpi paineväliainetta ohjausventtiilin kautta toimilaitteeseen.Patent and registration authorities Ansakin utitjd och utUki-Ktan puWcend 29.02.80 (32) (33) (31) Pnr4 «« y ituolknii — Begird priorttw (71) Rauma-Repola Oy, Helsinki, FI; Lokomon Tehtaat, PO Box 306-307, 33101 Tampere 10, Finland-Finland (FI) "(72) Martti Jussila, Tampere, Finland-Finland (FI)" 7M Ruska & Co (5 * 0 Pressure distribution system - Strömdelningssystem för tryck-medium The present invention relates to a pressure medium flow distribution system for control hydraulics of two or more pumped machines, in which the flow actuator controls how many pumps supply pressure medium therethrough to the selected actuator and on the other hand the to provide a coil spring that pushes the mandrel to its second extreme position, where all pumps in the system supply pressure medium through the flow valve through the control valve to the actuator.

Työkoneissa on yleisesti käytössä ohjausjärjestelmät, joissa melko suurien hydraulisylinterien avulla käännetään konetta joko runko-ohjauksella tai akselisto-ohjauksella. Varsinkin sellaiset työkoneet, jotka liikkuvat vaikeissa maasto-olosuhteissa ja talvella vahvassa lumessa, tarvitsevat hyvin voimakkaan ohjausjärjestelmän. Ohjaussylintereistä joudutaan konstruoimaan täten suuriläpimittaisia. Työpumpuilta tuleva öljy ohjataan erilaisilla ohjausventtiileillä ohjaussylinterilie. Hydraulisissa mobiletyökoneissa voidaan käyttää esim. Orbitrol-t.yyopis-tä ohjausventtiiliä.Work machines generally use steering systems in which rather large hydraulic cylinders turn the machine with either frame control or axle control. Especially implements that move in difficult terrain and in heavy snow in winter need a very powerful steering system. The control cylinders thus have to be constructed with large diameters. The oil coming from the work pumps is controlled by various control valves in the steering cylinder. Orbitrol-t.yyopis control valve, for example, can be used in hydraulic mobile machines.

2 571702 57170

Erityisesti metsäkoneissa vaihtelevat ohjausjärjestelmän vaatimukset käytön eri vaiheissa. Välillä ajetaan normaalia maantieajoa suurella nopeudella ja sitten taas vaikeissa maasto-oloissa vahvassa lumessa.Especially in forest machines, the requirements of the control system vary at different stages of operation. At times, normal road driving is driven at high speed and then again in difficult off-road conditions in strong snow.

Tunnetuilla käytössä olevilla järjestelmillä pystytään täyttämään hyvin ohjauksen asettamat vaatimukset voimien suhteen eri käyttötilanteissa. Kuitenkin useimmiten koneen muu samanaikainen toiminta häiriintyy ja käy puutteelliseksi nykyisillä ohjausjärjestelyillä. Varsinkin koneen energia- ja lämpötalous aiheuttavat harmia. Suurilla moottorikierrok-silla kaikkien puirppujen pumppukapasiteetti joudutaan nostamaan ohjauksen vaatimalle painetasolle, vaikka tuotosta ohjataan ohjaussylintereille vain pieni murto-osa. Valtaosa paine-energiasta muuttuu lämmöksi. Mikäli suurella moottorin kierrosluvulla pyritään pahoissa maasto-olosuhteissa kääntämään liian kovaa vastinta tai rajoitinta vasten, ottaa ohjaus valtaosan koko moottoritehosta ja kone tuntuu "hyytyvän”. Ajoliikkee-seen jäävä teho on tällöin niin pieni, että kone käy voimattomaksi.The known systems in use are able to meet the requirements of the control in terms of forces in different operating situations. However, in most cases, other simultaneous operation of the machine is disrupted and deficient by current control arrangements. Especially the energy and temperature savings of the machine cause annoyance. At high engine speeds, the pump capacity of all puffs has to be increased to the pressure level required by the steering, even if only a small fraction of the output is directed to the steering cylinders. Most of the pressure energy is converted into heat. If high engine speeds are used to turn against too hard a counter or limiter in bad terrain conditions, the steering will take over most of the engine power and the machine will feel “coagulated.” The power left in the drive is so low that the machine becomes powerless.

1- pumppujärjestelmässä on vaikeaa välttää ohjausjärjestelmän isoa tehohukkaa. Säätöpumppujärjestelmällä onnistutaan tilanetta parantamaan. Säätöpumppu on kuitenkin varsin kallis ja soveltuu nykyisiin metsäkoneiden hydraulijärjefetelmiin muutoinkin epätaloudellisesti.In a 1-pump system, it is difficult to avoid a large power loss in the control system. The control pump system succeeds in improving the situation. However, the control pump is quite expensive and is otherwise uneconomical for current hydraulic system systems for forest machines.

2- tai usearapipumppuisten työkoneiden ohjausjärjestelmän energiatalous on' järjestettävissä paremmaksi tämän keksinnön mukaisella virtauksen-jakojärjestelmällä, jolle on pääasia]]!se&ti tunnusomaista se, että virtauksensäätökaraan on mainitun kierrejousen jousivoimaa vastaan sovitettu vaikuttamaan ohjaus vent tiilirr-menopuolen painehäviön suuruuden määräämä voima, jolloin virtauksenjakoventtiililtä ohjausventtiilille tulevan paineväliaineen paineen ja ohjausventtiiliin yhteydessä olevan työsylinterin paineväliaineen paineen välisen paine-eron avulla määrätään virtauksen säätökaran asema.2- or usearapipumppuisten implements control of energy economy is' arranged in the better of the present invention, the flow-division system, which is the main]]! The & ti characterized in that virtauksensäätökaraan is against the coil spring a spring force adapted to act on the control vent tiilirr-out side of the magnitude of the pressure drop imposed by the force, wherein the virtauksenjakoventtiililtä control valve the pressure difference between the pressure of the incoming pressure medium and the pressure of the pressure medium of the working cylinder connected to the control valve determines the position of the flow control spindle.

Keksinnön mukaisessa virtauksenjakoj^rjestelmässä ohjauksen ollessa vapaalla virtauksenjakoventtiilin kautta tapahtuva vapaakiertovastus on erittäin pieni ylimääräisen vapaakierto-ohjauspainekytkennän ansiosta, jolloin estetään koneen hydrauliikan kuumeneminen.In the flow distribution system according to the invention, when the control is free, the free circulation resistance through the flow distribution valve is very small due to the additional free circulation control pressure connection, whereby the heating of the machine hydraulics is prevented.

Ohjaustoiminnan aikana ottaa virtauksenjakoventtiili käyttöön ensin vain toisen ohjaukseen varatuista pumpuista. Vain silloin, kun ohjaukseen tarvitaan enemmän kuin yhden pumpun kapasiteetti, kytkee vent -tiili automaattisesti käyttöön myös toisen pumpun. Normaalissa käytös- 3 57170 sä lähes 90 £:ssa ohjaustilanteista riittää yhden pumpun kapasiteetti. Tällöin on toinen pumppu täysin vapaalla, jolloin säästetään moottorin tehoa ohjauksen aikana muuhun toimintaan ja estetään koneen hydrauliikan kuumeneminen.During control operation, the flow distribution valve first activates only one of the pumps reserved for control. Only when more than one pump capacity is required for control does the vent valve automatically switch on the other pump as well. In normal operation, in almost 3,50070 control situations, the capacity of one pump is sufficient. In this case, the second pump is completely idle, which saves motor power during control for other operations and prevents the machine's hydraulics from overheating.

Keksintö käy lähemmin selville seuraavasta selityksestä ja oheisista piirustuksista, joissa kuva 1 esittää keksinnön mukaista ohjauteen virtauksenjakojärjestelmää hydraulikaaviona ja· kuva 2 esittää kuvion 1 virtauksen jakojärjestelmän virtauksenjako-venttiiliä leikkauskuvana.The invention will become more apparent from the following description and the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a flow distribution system for control according to the invention in a hydraulic diagram and Figure 2 shows a flow distribution valve of the flow distribution system of Figure 1 in a sectional view.

Kuvion 2 esittämässä virtauksenjakoventtiilissä 3 on virtauksensäätö-kara 12, jota karan 12 oikeaan päähän sovitettu kierrejousi 13 painaa vasemmalla olevaan ääriasentoon. Kuviosta 2 esille käyvällä tavalla venttiilissä 3 on virtauksensäätökaran ympärillä painekanavatilat 5 ja 7 ja niiden välillä kanavatila 6, joka on yhteydessä tankkilinjaan T. Hydraulipumppu 1 on painelinjan kautta yhteydessä virtauksen-jakoventtiilin 3 kanavaan 8, josta vastaventtiilin 9 läpi on yhteys kanavaan 10 ja siitä edelleen Orbitrol-tyyppisen ohjausventtiilin ä liitäntäkanavaan P. Kanava 8 on lisäksi kanavan lä välityksellä yhteydessä painekanavatilaan 5· Kanavasta 10 taas johtaa aukosta 11 ohjaus-painekanava 16 virtauksensäätökaran 12 vasemmanpuoleiseen päätytilaan 17-Hydraulipumppu 2 on . painelinjan P2 kautta yhteydessä painekanavatilaan 7 ja siitä edelleen vastaventtiilin 18 läpi kanavaan 10.The flow distribution valve 3 shown in Fig. 2 has a flow control spindle 12, which is pressed to the leftmost position by a coil spring 13 arranged at the right end of the spindle 12. As shown in Fig. 2, the valve 3 has pressure channel spaces 5 and 7 around the flow control spindle and between them a channel space 6 communicating with the tank line T. The hydraulic pump 1 communicates via the pressure line with the flow distribution valve 3 duct 8. An orbitrol-type control valve is connected to the connection channel P. The channel 8 is further connected via a channel to the pressure channel space 5 · From the channel 10 the control pressure channel 16 leads from the opening 11 to the left end space 17 of the flow control spindle 12. via the pressure line P2 in connection with the pressure channel space 7 and further through the non-return valve 18 to the channel 10.

Virtauksensäätökaran 12 oikeanpuoleisen pään 15 luo rajautuu painetila 19, joka on linjan LS välityksellä yhteydessä ohjausventtiiliin 4. Toisaalta painetilasta 19 johtaa virtauksensäätökaran 12 sisällä pituussuuntainen kanava 20 karan 12 sisälle sovitetun paineenrajoitus-venttiilin 21 ja edelleen tästä sivulle avautuvan yhdyskanavan 22 kautta kanavatilaan 6.Adjacent to the right end 15 of the flow control mandrel 12 is a pressure space 19 which communicates via a line LS with the control valve 4. On the other hand, a longitudinal passage 20

Kun/virtauksensäätökara 12 on vasemmassa ääriasennossa(kuvion 2 esittämä asento) on yhteys painekanavatilasta 5 kanavatilaan 6 ja vastaavasti painekanavatilasta 7 kanavatilaan 6 suljettu. Kun karaa 12 em. asemasta siirretään oikealle, avautuu ensimmäisessä vaiheessa yhteys painekanavatilasta 7 kanavatilaan 6 ja karaa 12 edelleen oikealle siirrettäessä myös painekanavatilasta 5 kanavatilaan 6.When the / flow control spindle 12 is in the leftmost position (the position shown in Fig. 2), the connection from the pressure channel space 5 to the channel space 6 and from the pressure channel space 7 to the channel space 6, respectively, is closed. When the spindle 12 is moved to the right from the above-mentioned position, in the first step the connection opens from the pressure channel space 7 to the channel space 6, and when the spindle 12 is further moved to the right also from the pressure channel space 5 to the channel space 6.

4 571 704,571 70

Keksinnön mukainen virtauksenjakojärjestelmä toimii seuraavasti.The flow distribution system according to the invention operates as follows.

Kun ohjaus on vapaalla eikä siis ohjausliikettä suoriteta , on linja LS ohjausventtiilissä 4 yhteydessä tankkilinjaan T ja ohjaus-venttiilin 4 kanava P on tällöin suljettu. Virtauksensäätökaran 12 oikeanpuoleisen pään tila 19 on linjan LS kautta yhteydessä tankki-linjaan T ja karan 12 vasempaan päähän 17 vaikuttaa ohjauspainelinjan OP ja ohjauspainekanavan 16 kautta ohjauspaine. Virtauksensäätökaran 12 päätytilojen 17 ja 19 välinen paine-ero voittaa jousen 13 jousivoiman ja työntää karan 12 oikealle, jolloin pumpun 1 painelinjafeta P1 aukeaa vapaa virtausreitti kanavien 8 ja 14 kautta painekanavatilaan 5 ja edelleen kanavatilan 6 kautta tankkilinjaan T ja pumpun 2 paine-linjasta Pj aukeaa painekanavatilan 7 kautta yhteys kanavatilaan 6 ja edelleen tankkilinjaan T. Tässä asennossa siis molemmat pumput 1 » ja 2 ovat vapaakiemolla.When the control is free and thus no control movement is performed, the line LS in the control valve 4 is connected to the tank line T and the channel P of the control valve 4 is then closed. The space 19 of the right end of the flow control spindle 12 is connected via the line LS to the tank line T and the left end 17 of the spindle 12 is affected by the control pressure via the control pressure line OP and the control pressure channel 16. The pressure difference between the end spaces 17 and 19 of the flow control spindle 12 overcomes the spring force of the spring 13 and pushes the spindle 12 to the right, opening a free flow path P1 through the channels 8 and 14 to the pressure channel space 5 and further through the channel space 6 to the tank line T and via the pressure duct space 7, the connection to the duct space 6 and further to the tank line T. Thus, in this position both pumps 1 »and 2 are on free winding.

Ohjausventtiilin 4 ollessa neutraäliasennossaan voidaan vapaakierto-vastusta pienentää ulkoisella ohjauspaineella, joka kytketään OP-liitäntään.When the control valve 4 is in its neutral position, the free-running resistance can be reduced by an external control pressure which is connected to the OP connection.

Kun ohjauspyörää käännetään esimerkiksi vasemmalle vaikuttaa kääntö-liike ohjausventtiilissä 4 sen, että siinä painekanava P yhdistyy L-kanavaan ja R-kanava .yhdistyy tankkilinjaan T. Lisäksi yhdistyy LS kanava ohjausventtiilissä 4 L-kanavaan. Virtauksensäätökaran 12 vasempaan päähän vaikuttaa ohjausventtiilille tulevan painekanavan 10 paine ja virtauksensäätökaran 12 oikeaan päähän vaikuttaa jousivoiman lisäksi työlinjan eli tässä tapauksessa kanavan L paine linjan LS kautta. Tällöin virtauksensäätökaran päätytilojen 17 ja 19 välinen paine-ero oh ohjausventtiilin 4 menopuolen painehäviö. Virtauksensäätö-venttiilin 3 jousi 13 on mitoitettu sellaiseksi, että se ohjaa sopivan suuruisella menopuolen painehäviöllä loput pumppujen tuotosta tankkilinjaan T.When the steering wheel is turned to the left, for example, the turning movement in the control valve 4 causes the pressure channel P to connect to the L-channel and the R-channel to connect to the tank line T. In addition, the LS channel in the control valve 4 connects to the L-channel. The left end of the flow control mandrel 12 is affected by the pressure of the pressure channel 10 coming to the control valve and the right end of the flow control mandrel 12 is affected not only by the spring force but also by the pressure of the channel L via the line LS. In this case, the flow control end positions of the mandrel 17 and 19 of the differential pressure control valve 4 OH flow between the side pressure drop. The flow control valve 3, the spring 13 is dimensioned such that it guides the flow to a size suitable side pressure drop of the remaining pump output to the tank line T.

Virtauksensäätökaraa 12 ohjataan siis siten, että ohjauksen aikana otetaan pumppujen tilavuusvirrasta vain tarvittava määrä ohjausventtiilille 4. Jos pumpun 1 tuotto riittää antamaan tarpeeksi tuotosta ohjaus-venttiilille 4 niin virtauksensäätökara 12 pysyy pääasiassa keskiasen-nossaan,jossa se pitää auki yhteyden painekanavatilasta 7 kanavatilaan 6 jaThe flow control spindle 12 is thus controlled so that during control only the required amount of pump volume flow is taken to the control valve 4. If the output of the pump 1 is sufficient to provide enough output to the control valve 4, the flow control spindle 12 remains mainly in its central position.

Claims

571 70 further to the tank line T so that the pump circuit of the pump 2 is completely free. Only at low motor speeds, if necessary, a high control speed is shifted to the left by the spindle 12 so that it also closes the connection, from the pressure duct space 7 to the duct space 6, whereby the pump line P2 and the pump 2 are loaded. When controlling against too hard a counter or limiter, the possibility of controlling the power take-off is limited to one pump capacity by means of a pressure-limiting valve 21. This is done so that when the pressure of the working pressure chamber 19 exceeds the pressure value of the pressure relief valve 21, the pressure relief valve 21 opens a connection from the working pressure chamber 19 via ducts 20 and 22 to the drifting space 6 and further to the tank line T, so that the spindle 12 does not reach the leftmost position.

A pressure medium flow distribution system for the control hydraulics of two or more pump-driven machines, wherein the flow distribution valve (3) controls how many pumps (1, 2) thereby supply pressure medium through the control valve (4) to the selected actuator and the extent to which the pumps (1, 2) ) is directed to the tank channel (T) and that the coil spring (13) is adapted to act on one end of the flow control spindle (12) of the flow distribution valve (3), which pushes the spindle (12) to its second extreme position where all pumps (1, 2) in the system supply crossover valve (3) through a pressure medium via a control valve (4) to the actuator, characterized in that the virtauksensäätökaraan (12) disposed against the spring force vaikito- of said coil spring (13) ^ A guide valve (4) expenditure magnitude of the pressure drop imposed by the force, wherein the virtauksenjakoventtiililtä (3) the control valve ( 4) incoming pressure medium pressure and control valve connection The position of the flow control spindle (12) is determined by the pressure difference between the pressure of the pressure medium in the working cylinder.

Flow distribution system according to Claim 1, characterized in that a pressure relief valve (21) is arranged in the flow control stem (12) of the flow distribution valve (3), which on the one hand communicates with the working pressure space (19) acting on the other end of the flow control stem (12) and on the tank line (T) when the pressure in the working pressure chamber (19) exceeds the pressure relief valve1 in (21), the pressure relief valve (21) opens the connection to the working pressure