FI84292C - Styrsystem i hydrauliskt manoeverorgan. - Google Patents

Description

8429?

Hydraulisen toimilaitteen ohjausjärjestelmä c. s c.

Esillä olevan keksinnön kohteena on hydraulisen toimilaitteen, esimerkiksi hyd-raulisylinterin ohjausjärjestelmä, jossa hydraulisen toimilaitteen liikesuuntaa ohjaavan hydrauliventtiilin kytkentäasentoa muutetaan tasavirtaohjausjännitteil-lä. Näillä jännitteillä aktivoidaan venttiilin sähkömagneetteja ja saadaan hydraulinen toimilaite liikkumaan vastakkaisiin suuntiin sekä pysäytetyksi sen liike halutussa kohdassa.

Tällainen ohjausjärjestelmä on kuvattu suomalaisessa patenttihakemuksessa 880lh2. Mainitun hakemuksen mukaisessa ohjausjärjestelmässä tasajännite johdetaan sähkömagneeteille kahden johtimen kautta siten, että halutun liikesuunnan mukaisesti kulloinkin toinen sähkömagneeteista aktivoituu. Johtimen polariteetti määrää tällöin hydraulisen toimilaitteen liikesuunnan ja liike pysäytetään tekemällä molemmat johtimet jännitteettömiksi.

Edelleen voi mainitun FI-hakemuksen mukaisessa ohjausjärjestelmässä olla hydrauliventtiilin yhteyteen sovitettu vertailulogiikka, joka vertaa sylinterin asemanmittauksesta saatua jännitettä potentiometreillä esivalittuihin jännite-arvoihin. Vertailun tuloksena puolijohdekytkinelimet joko yhdistävät tasajän-nitteen sähkömagneeteille tai katkaisevat tasajännitteen sähkömagneeteilta. Potentiometreillä määrätään tällöin hydraulisen toimilaitteen pysähtymispisteet ja tasavirtajohtimien polariteetti määrää toimilaitteen liikesuunnan.

Eräissä sylinteriohjaussovellutuksissa voi olla tarpeen tiedottaa ohjauskeskukselle, johon toimilaiteyksikkö on yhteydessä kaksijohtimi sella kaapelilla, onko tiettyyn liikesuuntaan tapahtuva liike suoritettu loppuun vai jatkuuko liike edelleen. Tämä ohjauskeskukselle annettu tieto mahdollistaa toimilaitteen luotettavamman ja monipuolisemman ohjauksen.

Esillä olevalla keksinnöllä on siten tehtävänään aikaansaada hydraulisen toimilaitteen ohjausjärjestelmä, jossa toimilaitteen liikesuunnan määräävä ohjaus-keskus saa tiedon toimilaitteen kulloisestakin asemasta halutun pääteaseman suhteen. Tämä päämäärä saavutetaan keksinnön mukaisesti järjestelmällä, jolle tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksessa 1.

Keksinnön etuina nykyisiin ohjausjärjestelmiin on se, että ohuella, kolme johdinta käsittävällä kaapelilla, joka yhdistää ohjauskeskuksen hydrauliventtiiliin, saadaan aikaan monipuolinen ja automatisointiin soveltuva toimilaitteen ohjaus nykyisiä järjestelmiä halvemmalla laitteiston suunnittelun, asennuksen 2 84292 ja huollon kannalta.

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti oheiseen piirustukseen viitaten, joka esittää keksinnön erästä edullista suoritusmuotoa.

Kuviossa on viitenumeroilla 1 ja 2 merkitty liittimiä, joihin ohjauskeskuksesta johdetaan tasavirtaohjausjännitteet, esimerkiksi +2k V ja 0 V. Näillä jännitteillä aktivoidaan hydrauliventtiilin (ei esitetty) sähkömagneetteja U, 5» jolloin hydraulisylinterin (ei esitetty) liikesuunta määräytyy liittimiin 1 ja 2 syötettyjen jännitteiden polariteetilla. Liittimen 1 jännitteen ollessa + 2h V ja liittimen 2 jännitteen 0 V aktivoituu sähkömagneetti H ja venttiili ohjaa sylinterin liikkumaan eteenpäin. Polariteetin vaihtuessa aktivoituu sähkömagneetti 5 ja venttiili ohjaa sylinterin liikkumaan taaksepäin.

Sylinterin asemaa mittaavalta anturilta saatu asemaan verrannollinen jännite U johdetaan vahvistinten IC1, IC2 vertailutuloihin. Vahvistinten toiset vertailu-tulot on yhdistetty potentiometreihin 6, 7, joilla esivalitaan sylinterin py-sähtymiskohdat. Kun sylinteri liikkuu eteenpäin eikä se ole vielä saavuttanut pääteasemaansa, on liittimessä 1 positiivinen jännite ja sähkömagneetti U aktivoituneena. Anturin jännite U on tällöin potentiometriltä 6 saatua jännitettä

V

pienempi ja vahvistin IC1 päästää virran kulkemaan sähkömagneetin H kautta vahvistimen lähdön kytkeytyessä maapotentiaaliin. Sylinterin saavuttaessa pääteasemansa jännite U ylittää vertailujännitteen ja vahvistimen IC1 lähtöjännite w muuttuu positiiviseksi, jolloin sähkömagneetin i* yli ei enää vaikuta jännitettä ja sylinterin liike pysähtyy. Samalla havaitaan jännitteen kohoaminen johti-messa 3, jonka avulla tieto liikkeen pysähtymisestä välittyy ohjauskeskukselle.

Johdin 3 on liitetty vahvistimien IC1, IC2 lähtöjen ja sähkömagneettien U, 5 välisiin johtoihin diodien 8, 9 avulla. Johtimeen 3 on sovitettu niin suuri resistanssi, että sen kautta saadaan tieto vahvistimien IC1, IC2 lähdöissä olevista jännitteistä, mutta siinä kulkeva virta on hyvin vähäinen sähkömagneettien U, 5*kautta kulkevaan virtaan verrattuna.

Vastaavasti sylinterin liikkuessa taaksepäin on liittimessä 2 positiivinen jännite ja sähkömagneetti 5 aktivoituneena. Anturin jännitteen U ollessa potentio- w metriltä 7 saatua jännitettä suurempi päästää vahvistin IC2 virran kulkemaan sähkömagneetin 5 kautta vahvistimen IC2 lähdön ollessa kytketty maapotentiaaliin. Sylinterin saavuttaessa pääteasemansa vahvistimen IC2 lähtöjännite muuttuu positiiviseksi ja sylinterin liike pysähtyy. Myös tämä jännitemuutos välittyy johtimen 3 kautta ohjauskeskukselle.

Il 84292 Käyttöjännite vertailulogiikalle ja asemanr.ittaukselle saadaan diodisillan 10 kautta, jolloin muuttuvan polaarisuuden vaikutus jännite syöttöön eliminoituu.

Johdin 3 sovitetaan edullisesti samaan hydrauliventtiilin ja ohjauskeskuksen väliseen kaapeliin, jonka kautta tapahtuu jännitesyöttö sähkömagneeteille 1+, 5 ja ohjauslogiikalle.

Johdinta 3 voidaan käyttää myös varaohjausjohtona hydraulisen toimilaitteen oh- 1 jauselektroniikan vikaantuessa. Sovittamalla johtimeen 3 kytkin, jolla se yhdistetään maahan tai johtimen vastus ohitetaan, saadaan sen kautta kulkemaan säh- j kömagneettien 1+, 5 aktivointiin tarvittava virtamäärä ja toimilaitetta voidaan ! siten pakko-ohjata haluttuun liikesuuntaan.

Kuvatussa suoritusmuodossa voivat vahvistimet IC1, IC2 olla tyyppiä UDN 28^+2, valmistaja Texas Instruments tai tyyppiä LM 675, valmistaja National Semiconductor, jolloin vahvistimet toimivat sekä jännitevertailijoina että virtakytki-minä. Vaihtoehtoisesti voidaan kytkentään sovittaa erilliset puolijohdekytki-met, joiden ohjaustuloihin kytketään komparaattorit, joiden tulot puolestaan kytketään asemanmittauksesta saatavaan jännitteeseen U ja vertailujännittei-

V

siin. Johdin 3 liitetään tällöin puolijohdekytkimien ohjaustuloihin.

Keksintöä ei siten haluta rajoittaa vain edellä kuvattua suoritusesimerkkiä koskevaksi vaan monet muunnokset ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (3)

84292

1. Hydraulisen toimilaitteen ohjausjärjestelmä, jossa hydraulisen toimilaitteen liikettä vastakkaisiin suuntiin ja liikkeen pysähtymistä ohjaavan hydrauliventtiilin kytkentäasentoa muutetaan tasavirtaohjausjännitteillä, joilla aktivoidaan hydrauliventtiilin kahta erillistä sähkömagneettia (4, 5), ja jossa tasajännite johdetaan sähkömagneeteille (4, 5) kahden johtimen (1, 2) kautta, joiden polariteetti määrää hydraulisen toimilaitteen liikesuunnan, jotka johtimet on kytketty sähkömagneettien ja niiden kanssa sarjassa olevien kytkimien kautta maapotentiaaliin ja joista johtimista kulloinkin toinen on jännitteellinen toisen ollessa jännitteetön tai molemmat ovat yhtäaikaa jännitteettömiä, jolloin kulloinkin vain toinen sähkömagneeteista aktivoituu tai molemmat ovat aktivoitumattomia, tunnettu siitä, että hydrauliventtiilin toimintaa ohjaaviksi kytkimiksi ohjausjärjestelmään on sovitettu vertailu- ja kytkinelimet (IC1, IC2), joiden lähdöt on kytketty ohjaamiensa sähkömagneettien (4 tai 5) kautta johtimiin (1 tai vast. 2) ja joiden toiset vertailutulot on liitetty hydraulisen toimilaitteen asemanmittausanturin lähtöön ja toiset vertailu-tulot vertailujännitteen antaviin potentiometreihin (6, 7), joilla asetetaan toimilaitteen pysähtymispisteet, ja että vertailu- ja kytkinelimien (IC1, IC2) lähdöt on kytketty lisäksi tasasuuntauselimien (8, 9) kautta johtimeen (3), jonka kautta välitetään tasajännitettä syöttävälle ohjaus-keskukselle tieto vertailu- ja kytkinelimien lähdöissä olevasta jännitteestä. -

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmän komponenteille syötetään käyttöjännite joh-timilta (1, 2) diodisillan (10) kautta, jolloin muuttuvan polaarisuuden vaikutus jännitesyöttöön eliminoituu.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ohjausjärjestelmä, tunnet-t u siitä, että johtimeen (3) on sovitettu kytkin, jonka sulkemalla saadaan johtimen (3) kautta kulkemaan sähkömagneettien (4, 5) aktivointiin tarvittava virta hydraulisen toimilaitteen pakko-ohjaaraiseksi haluttuun suuntaan. Il 5 84292