FI94662C - Sovitelma kallioporakoneen puomin toimisylintereiden ohjaamiseksi - Google Patents

Description

94662

Sovitelma kallioporakoneen puomin toimisylintereidOn ohjaamiseksi

Keksinnön kohteena on sovitelma kallioporakoneen 5 puomin toimisylintereiden ohjaamiseksi, jossa puomissa on useita toimilaitteita puomin eri toimintoja varten, käyt-töventtiili kutakin toimilaitetta varten, kaksi painenes-tekanavaa, joihin käyttöventtiilit on kytketty rinnakkain, jolloin tiettyä toimilaitetta käytettäessä kyseisen toimi-10 laitteen käyttöventtiilillä yhdistetään mainitut painenes-tekanavat yhteyteen toimilaitteen kanssa, mainittuihin painenestekanaviin kytketty sähköohjattu proportionaali-venttiili, jolla ohjataan painenesteen virtausta mainituissa painenestekanavissa, sähköinen ohjausyksikkö pror 15 portionaaliventtiilin ohjaamiseksi ja ohjaimia kunkin toimilaitteen käyttämiseksi.

Kallioporakoneessa käytetään puomin toimisylintereiden tai toimilaitteiden ohjaamiseksi nykyään tyypillisesti ratkaisua, jossa on yksi meno- ja paluuletkupari 20 hydraulinesteelle ja eri toimilaitteet on kytketty omalla käyttöventtiilillään rinnakkain näiden hydrauliletkujen suhteen. Edelleen tunnetuissa ratkaisuissa on yksi propor-tionaaliventtiili, jolla säädetään painenesteen virtausta . näissä toimilaitteille yhteisissä hydrauliletkuissa. Kuta- 25 kin toimilaitetta käytetään tällöin muiden ollessa toimimattomina ja käyttöventtiileillä valitaan, mikä toimilaite on ohjauksen kohteena ja proportionaaliventtiilillä säädetään toimilaitteeseen virtaavan ja vastaavasti tietenkin siitä poisvirtaavan painenesteen määrää.

·; 30 Ongelmana tunnetuissa ratkaisuissa on, että propor- tionaaliventtiilin säätöalue on mitoitettava aina suurimman tilavuusvirran vaatiman toimilaitteen tai sylinterin mukaan, jolloin pieniä sylintereitä ohjattaessa niiden liikenopeus olisi koko ohjauselimen eli joystickin tai 35 vastaavan liikealueella aivan liian suuri ja niiden säätö 94662 2 voidaan tehdä vain hyvin pienillä joystickin toiminta-alueilla. Tämä vaikeuttaa ohjaamista, koska hyvin helposti tulee liian suuri ohjaus ja näin ollen tämä hidastaa toimintaa ja laitteen käyttöä merkittävästi. Samoin se aihe-5 uttaa riskejä laitteen vaurioitumisesta varsinkin ahtaissa ja tarkoissa paikoissa toimittaessa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen menetelmä ja sovitelma, jolla vältetään tunnettujen ratkaisujen epäkohtia ja joilla voidaan mahdollisimman 10 hyvin käyttää hyväksi ohjauselimen kuten joystickin koko ohjausaluetta. Keksinnön mukaiselle sovitelmalle on ominaista se, että sovitelmassa on ohjausyksikköön kutakin toimilaitetta varten ennalta asetetut asetusarvot, joilla ohjataan proportionaaliventtiiliä niin, että tiettyä toi- .

15 milaitetta käytettäessä ohjausyksikkö kytkee vastaavan käyttöventtiilin käyttöasentoon ja vastaavasti kytkeytyy ohjaamaan proportionaaliventtiiliä kyseistä toimilaitetta varten asetettujen toimintaparametrien mukaisesti.

Keksinnön olennainen ajatus on, että proportionaa-20 liventtiilille asetetaan kutakin sen ohjaamaa toimilaitetta varten erilaiset toimilaitteen mukaan asetetut toimin-taparametrit, jolloin käyttöventtiilin aukaiseminen toimilaitteelle ja tätä toimilaitetta vastaavien ohjausparamet-rien tai käyttöparametrien käyttöönotto proportionaali-25 venttiilille tapahtuvat samanaikaisesti. Tällöin propor-tionaaliventtiilin toimintaa voidaan ohjata niin, että esimerkiksi pienen hydraulisylinterin kyseessä ollen pro-portionaaliventtiilin ohjaus on erilailla verrannollinen ohjauselimen säätöarvoon kuin suuren sylinterin ohjauksen 30 yhteydessä ja pienen sylinterin yhteydessä ohjauselimen maksimi-/minimiarvo aukaisee proportionaaliventtiiliä vain vähän, kun suuren sylinterin ollessa kyseessä se aukaisee proportionaaliventtiilin täysin. Näin kullekin toimilaitteelle saadaan haluttaessa erilaiset säätöalueet. Samoin 35 proportionaaliventtiilin toiminta ja sen aukeaminen voi-

II

3 94662 daan asettaa epälineaarisesta seuraamaan ohjaimen liikettä, jolloin toiminnan kannalta halutut toiminta-arvot saadaan sopiviksi.

Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon mukaan 5 voidaan ohjaus toteuttaa niin, että tietyn toimilaitteen maksimi nopeusarvo voidaan asettaa seuraamaan dynaamisesti ohjaimen liikenopeuksia niin, että mitä nopeammin ohjainta, kuten ohjausvipua, siirretään sitä suurempi maksimino-peusarvo ennalta määrätyissä nopeusrajoissa voidaan saada 10 aikaan. Vastaavasti, kun ohjausvipua siirretään hitaasti, maksiminopeuden arvo pienenee tietyssä suhteessa tämän liikenopeuteen verrannollisesti, jolloin suurilla siirroilla saadaan liikenopeus tapahtumaan nopeammin siirtämällä ohjausvipua nopeasti ja tarkoissa asetuksissa oh-15 jausvipua hitaasti siirtämällä voidaan saada hidas maksimiarvo tarkan paikoituksen aikaansaamiseksi.

Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä kallioporako-20 neen puomia toimilaitteineen ja kuvio 2 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen sovitelman hydraulista ja sähköistä kytkentää.

Kuviossa 1 on esitetty puomi 1, joka on sinänsä .. tunnetulla tavalla nivelöidysti kytketty ei tarkemmin esi- 25 tettyyn alustaan 2. Puomin 1 ja alustan 2 välillä näkyy vaakasuuntainen nivelakseli 3, jonka suhteen puomi 1 pystyy kääntymään korkeussuunnassa. Edelleen kuviossa näkyy puominnostosylinteri 4, joka on toisesta päästään kytketty nivelöidysti alustaan 2 ja toisesta päästään puomiin 1 ·; 30 niin, että pidennettäessä sylinteriä kuviossa esitetystä puomi 1 kääntyy ylöspäin nivelakselin 3 ympäri ja vastaavasti lyhennettäessä nostosylinterin 4 pituutta puomi 1 kääntyy nivelakselin 3 ympäri alaspäin. Kuviossa näkyy edelleen osaksi esitettynä syöttöpalkki 5, joka on kytket-35 ty puomin 1 päähän katkoviivalla esitetyn nivelakselin 6 94662 4 ympäri kääntyvästä. Tätä varten laitteessa on kääntösylin-teri 7, joka on kytketty niin, että pidennettäessä sylinterin 7 pituutta syöttöpalkki kääntyy toiseen suuntaan ja vastaavasti lyhennettäessä mainittua pituutta syöttöpalkki 5 kääntyy vastakkaiseen suuntaan. Edelleen kuviossa näkyy pyöritysmoottori 8, joka on kytketty pyörittämään syöttö-palkkia ja siihen liittyviä komponentteja kuvioon toisella katkoviivalla merkityn pyöritysakselin 9 ympäri. Sylinteri 4 ja 7 sekä pyöritysmoottori 8 ovat eräitä tyypillisiä 10 kallioporakoneen puomin toimilaitteita ja niiden käyttämiseen tarkoitettu hydraulikytkentä esitetään tarkemmin kuviossa 2.

Kuviossa 2 on esitetty kaavamaisesti keksinnönmu-kainen sovitelma, jossa on kytketty ohjaimia 11a - lld 15 ohjaamaan ohjausyksikön 12 avulla proportionaaliventtiiliä 13. Proportionaaliventtiiliin 13 tulee hydraulipumpulta 14 ja säiliöstä 15 painenesteletkut 16 ja 17, joiden kautta painenestettä ohjataan proportionaaliventtiilin 13 avulla toimilaitteille 18a - 18d sekä vastaavasti takaisin niis-20 tä. Kutakin toimilaitetta 18a - 18d kohden on vastaavasti käyttöventtiilit 19a - 19d, jotka on kytketty kumpaankin painenesteletkuun ja vastaavasti toimilaitteeseen ja joilla valitaan, mikä toimilaite kerrallaan on ohjattavana. Ohjausyksikössä 12 on vastaavasti kutakin toimilaitetta 25 varten asetetut ohjausparametrit, joilla proportionaaliventtiiliä 13 ohjataan. Kun ohjaimelta valitaan sitä esimerkiksi tiettyyn suuntaan kääntämällä tietty toimilaite, esimerkiksi 18a, jota ohjataan, ohjausyksikkö 12 kytkee tämän toimilaitteen käyttöventtiilin 19a haluttuun asemaan 30 joko niin, että painenestekanavat kytkeytyvät suoraan toi-milaitteen sylintereihin tai keskenään ristiin niin, että toimilaite liikkuu vastakkaiseen suuntaan. Samalla ohjausyksikkö 12 kytkee proportionaaliventtiilille ohjausparametrit niin, että ohjaimen ohjausvivun tietynsuuntaista 35 liikettä vastaa ennalta määrätty ohjausliike toimilait-

II

94662 5 teessä ja ohjaimen liikkeen asento vastaavasti säätää kyseisen toimilaitteen liikenopeutta proportionaaliventtii-lin avulla. Kun esimerkiksi ohjainta 11a käännetään, antaa se ohjaussignaalin ohjausyksikköön 12, joka puolestaan 5 kytkee käyttöventtiilin 19a haluttuun asentoon ja päästää painenestettä virtaamaan toimilaitteelle 18a. Proportio-naaliventtiilin 13 liike ja hydraulinesteen ohjaus on asetettu ohjausyksikköön 12 etukäteen toimilaitteen 18a ominaisuuksien ja halutun nopeuden mukaisella tavalla samoin 10 kuin vastaavasti kaikkia muita toimilaitteita 18b - 18d varten on tallennettu ohjausyksikköön 12 toimilaitekohtai-set ohjausparametrit. Näin saadaan asetetuksi ohjaus niin, että ohjattaessa esimerkiksi ohjaimella 11a toimilaitetta 18a, proportionaaliventtiili 13 päästää painenestettä vir-15 taamaan ohjaimen 11a vivun asentoon verrannollisesti niin, että koko vivun liikealue saadaan käytetyksi hyväksi toimilaitteen 18a tarvitseman nestevirran määrästä riippumatta. Näin saadaan esimerkiksi halkaisijaltaan eri suuruisten sylintereiden liike säädetyksi niin, että ohjaimen 20 vivun asento määrää nopeuden ja proportionaaliventtiilin 13 nestevirran maksimimäärä on mitoitettu ohjausparametri-en avulla niin, että ohjaimen vivun suurin kulma vastaa juuri sen toimilaitteen tarvitsemaan maksiminestevirtaus- .. ta.

• < 25 Keksintöä edellä selityksessä ja piirustuksissa on esitetty vain esimerkinomaisesti, eikä sitä ole millään tavalla rajoitettu siihen. Ohjainten kytkentä ohjausyksikköön ja toimintaparametrien tallennus ohjausyksikköön voidaan tehdä eri tavoin käyttämällä sinänsä tunnettuja tek-·· 30 nisiä ratkaisuja. Samoin toimintaparametrit voidaan aset taa joko lineaarisiksi tai eri tavoin logaritmisiksi tai muulla tavoin niin, että ohjaimen vivun kääntökulmaa vastaa halutulla tavalla tietynlainen painenestevirtaus.

Claims (4)

1. Sovitelma sellaisen kallioporakoneen puomin ohjaamiseksi, jossa puomissa (1) on useita toimilaitteita 5 (18a - 18d) puomin eri toimintoja varten, käyttöventtiili (19a - 19d) kutakin toimilaitetta (18a - I8d) varten, kaksi painenestekanavaa (16, 17), joihin käyttöventtiilit (19a - 19d) on kytketty rinnakkain, jolloin tiettyä toimilaitetta käytettäessä kyseisen toimilaitteen (18a - 18d) 10 käyttöventtiilillä (19a - 19d) yhdistetään mainitut pai-nenestekanavat (16, 17) yhteyteen toimilaitteen (18a - 18d) kanssa, mainittuihin painenestekanaviin (16, 17) kytketty sähköohjattu proportionaaliventtiili (13), jolla ohjataan painenesteen virtausta mainituissa pai-15 nenestekanavissa (16, 17), sähköinen ohjausyksikkö (12) proportionaaliventtiilin (13) ohjaamiseksi ja ohjaimia (11a - lld) kunkin toimilaitteen (18a - 18d) käyttämiseksi, tunnettu siitä, että sovitelmassa on ohjausyksikköön (12) kutakin toimilaitetta (18a - 18d) varten en-20 naita asetetut asetusarvot, joilla ohjataan proportionaa-liventtiiliä (13) niin, että tiettyä toimilaitetta (18a -18d) käytettäessä ohjausyksikkö (12) kytkee vastaavan käyttöventtiilin (19a - 19d) käyttöasentoon ja vastaavasti kytkeytyy ohjaamaan proportionaaliventtiiliä (13) kyseistä . 25 toimilaitetta (18a - 18d) varten asetettujen toimintapara- metrien mukaisesti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että kullekin toimilaitteelle (18a -18d) on toimintaparametrit asetettu siten, että painenes- 30 teen virtaus proportionaaliventtiilin (13) läpi on verran-nollinen vastaavan ohjaimen (11a - lld) ohjausvivun kään-tökulmaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että toimintaparametrien määräämä pai- 35 nenesteen maksimivirtausmäärä proportionaaliventtiilin 7 94662 (13) läpi on mitoitettu kunkin toimilaitteen (18a - 18d) halutun maksimitoimintanopeuden mukaisesti niin, että ohjaimen (11a - lld) ohjausvivun ollessa äärimmäisessä kään-töasennossaan toimilaitteeseen (18a - 18d) virtaa mainittu 5 maksimimäärä painenestettä.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sovi-telma, tunnettu siitä, että kunkin toimilaitteen (18a - 18d) maksiminopeusarvo on asetettu dynaamisesti vastaamaan ohjaimen (11a - lld) ohjausvivun nopeutta si-10 ten, että maksimiarvo asettuu sitä suuremmaksi, mitä suuremmalla nopeudella ohjausvipu liikkuu. • · • | • · < • < 8 94662