NO152410B - Ventilbetjeningssystem. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en innretning for bruk i et ventilbetjeningsorgan ifølge kravenes innledning.

Hydraulisk styrte kraner og løfteinnretninger har vanligvis én eller flere manuelt styrte ventiler for styring av tilførselen av trykkfluidum til styresylindre for å styre bom-funksjoner, som f.eks. dreining, forlengelse og løfting. Ventilene er vanligvis anordnet i en fast stilling på kranen eller lasteinnretningen, eller på en truck eller annet kjøretøy på hvilket kranen eller lasteinnretningen er montert, og betjeningshåndtakene eller -spakene for ventilene er i alminde-lighet anordnet i en gruppe nær ventilene. Tidligere har det vært gjort forsøk på å tilveiebringe fjernstyring for slike ventiler slik at operatøren kan bevege seg omkring og oppholde seg nær lasten, fremfor å forbli ved ventilene. Slike systemer har vært forholdsvis kompliserte og har vanligvis krevet en separat motor eller aktivator for hver ventil.

No 140 000 omhandler et system for fjernstyring av et ventilaktiveringssystem . Her foreligger en kobling mellom drivmotoren og ventilhåndtaket med roterende koblinger som har bolter eller tapper som beveges av spoler for innsetting i radiale boringer i en drivaksel. Koblingen for hver drivaksel har kun en tapp og den radiale boring og koblingen kan kun gå

i inngrep i en stilling. Dersom ikke tappen og boringen flukter når spolen aktiveres, vil det foreligge en forsinkelse inntil akselen roteres til den stilling hvor de flukter. Denne forsinkelse kan ikke fastlegges på forhånd da den avhenger av den stilling akselen har når spolen aktiveres og denne vil naturlig nok ikke være kjent på forhånd. Således gir systemet meget upresis styring av ventilen. Videre utsettes tappen for skjær-krefter og dette kan lett føre til driftstans. Videre er et faremoment innebygget ved at tappen av egen tyngde kan falle i inngrep med akselen dersom fjæren som holder tappen, skulle være skadet.

I GB 1 078 618 omtales to teleskoplegemer 21,22 som

er låst ved påvirkning av det med trykkfluid bevegede legeme 21 mot venstre mot fjæren 39. Når trykket faller, frigjør fjæren

39 kulene 33 og returnerer ventilen til en "nøytral

stilling". Anordningen er kun en utløseranordning som i utgangs-stilling settes i en fastlagt stilling (ved plassering av kulene 23 i et av sporene 24) og deretter avvventer en hendelse (fluid-trykkfall) for å aktivere en frigøringsanordning for kulene 23 for å tillate at fjæren 39 presser et av legemene til dets nøytrale stilling. Det foreligger intet middel for å frigjøre teleskopelementene 21, 22 for aksial bevegelse i forhold til hverandre når disse ikke er låst til hverandre ved hjelp av låseanordningen. Når holdeelementet 25 er tilbaketrukket kan de to elementer 21, 22 beveges manuelt til en fastlagt stilling i forhold til hverandre. Etter innstilling presses imidlertid holdeelementet 25 mot venstre av fluidtrykket og systemet er klargjort for en etterfølgende frigjøringsfase. Således omhandler patentet en type låsemekanisme som aktiveres slik at når ventilens spole først er skjøvet til en aktiv stilling, vil spolen holdes låst i denne stilling inntil motoren som herved styres, når enden av sitt slag. I spalte 4, linjer 60-63 foreslås at halvautomatiske anordninger i form av en sentrerings-fjær 44 kan benyttes for å returnere spolen til dens nøytrale stilling etter frigjøring av sammenlåsingen. Denne manuelle eller halvautomatiske plassering av de to elementer frembringer en aktiveringsanordning med to stabile stillinger, hvorav den ene er en driftsstilling og den andre en nøytral stilling. Når den nøytrale stilling er nådd, dvs. når aktiveringsfluidtrykket faller under et bestemt nivå og fjæren frigjør kulene, vil denne nøytrale stilling være en fast stilling som ikke tillater fri aksial bevegelse.

Generelt er det en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe et nytt og forbedret ventilbetjeningssystem.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et system av den ovenfor nevnte type, som er spesielt egnet for bruk ved fjernstyring av ventiler, som f.eks. funksjons-styre-ventilene for en kran eller en lasteinnretning. Disse mål oppnås ved de i kravenes karakteriserende deler anførte trekk.

Ytterligere hensikter og trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse av en foretrukken utførelse under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er et'perspektivriss i utsnitt av en utførelse av en kran eller en lasteinnretning som er montert på en lastebil, og som har et fjernstyringssystem ifølge oppfinnelsen, fig. 2 er et delgrunnriss av ventilbetjeningssystemet ved innretningen på fig. 1, fig. 3 er et tverrsnitt etter linjen 3 - 3 på fig. 2, fig. 4 er et tverrsnitt etter linjen 4 - 4 på fig. 3, fig. 5 er et tverrsnitt etter linjen 5 - 5 på fig. 4, og fig. 6 er et forenklet elektrisk blokk-diagram for styresystemet for innretningen på fig. 1.

På fig. 1 er oppfinnelsen vist i forbindelse med en lastebil 11 med en hydraulisk aktivert leddkran 12 påmontert. Kranens funksjoner (f.eks. rotasjon, forlengelse og løft, etc.) styres av ventiler 16 - 19 som er montert på lastebilens ramme bak huset. Alternativt kan funksjonsstyreventilene være anordnet på kranens ramme eller på andre hensiktsmessige steder. Ventilene har betjeningshåndtak eller -armer 21 - 24 som strekker seg utad fra ventilene og er montert svingbart for bevegelse om en horisontal akse. Et ventilbetjeningssystem 26 er montert på rammen over ventilene, med en fjernstyringsenhet 27 som kan holdes i hånden og som er forbundet med det resterende system ved hjelp av en kabel 28. Elektrisk kraft for betjening tilføres systemet ved hjelp av en kabel 29.

Ventilbetjeningssystemet omfatter et hus 31 som omfatter en hovedsakelig rektangulær bunnplate 32 og et deksel 33. Dekselet er avtagbart montert på bunnplaten og sikret til denne ved egnede anordninger, som f.eks. skruer (ikke vist).

Montert i huset 31 er fire identiske ventilbetjeningsarmer 36 - 39 som drives av en reversibel drivmotor 41 på en måte som vil bli beskrevet senere. Mens det viste system har fire ventiler og fire ventilarmer, kan ethvert ønsket antall ventil--armer benyttes, idet antallet av armer velges for å passe til antallet av ventiler.

Ventilarmene bæres av en ramme 4 2 som består av hovedsakelig parallelle aksler 43, 44 som strekker seg horisontalt og er fast forbundet med hverandre ved hjelp av tverrarmer 46 - 48. Akselen 43 er dreibart montert i lagerblokker 51 - 54 som er montert på vertikale holdere 56 - 59 mot husets bakside, med løse avstandsstykker 61, låseringer 62, fjærer 63 og skiver 64

som holder akselen i den ønskede stilling i lengderetningen. Mot husets forside er ventilarmene 36 - 39 dreibart montert på

en aksel 44 ved hjelp av bærebraketter 66 - 69 og lagerblokker 71, 72. Bærebrakettene er hovedsakelig L-formede braketter

som er boltet i motsatt rettede par til støtteplater 73, 74 som strekker seg vertikalt, og til hvilke lagerblokkene er festet. Avstandsringer 76 - 79 og fjærer 81 , 82 holder ventilarmene

i den ønskede stilling i lengderetningen på akselen 44.

Drivmotorens 41 aksel er forbundet med inngangen for

en hastighetsreduserende gearkasse 84 som er montert på den vertikale holder 57, som best vist på fig. 4. En veivarm 86 er forbundet med gearkassens utgangsaksel ved hjelp av en slurekobling 87. Slurekoblingen omfatter en koblingsdel 88 som er festet til gearkassens aksel, en fjær 89 som tvinger veivarmen til friksjons-inngrep med en plast-friksjonsskive 90 som støter mot slure-koblingsdelen, og en mutter 91 for justering av fjærens for-spenning og derved størrelsen av den sluring som tillates av koblingen. En skålformet skive 92 er anbragt mellom fjæren 89

og mutteren 91 og en kontramutter 93 låser mutteren 91 i den ønskede stilling.

Et forbindelsesledd eller en strekkstang 94 strekker seg mellom den frie ende av veivarmen 86 og tverrarmen 4 7 av rammen 42. Den nedre ende av forbindelsesleddet er dreibart forbundet med den frie ende av veivarmen ved hjelp av en bolt 96 og mutter 97, og den øvre ende av leddet er dreibart forbundet med tverrarmen 47 ved en bolt 98, mutter 99 og skive 101.

Et potensiometer 103 for avføling av veivarmens 86 stilling er montert på holderen 58 i aksial innretting med gearkassens 84 uttaksaksel, og veivarmen er forbundet med potensiometerets aksel ved hjelp av ,en arm 104. En ende av denne arm er forsynt med et forstørret boss eller en krave 106 som er festet til potensio-meterakselen, og den annen ende er festet til veivarmen. Som det vil bli beskrevet mer detaljert senere, benyttes potensiometeret for å skaffe et retursignal for motoren for å føre veivarmen tilbake til en hovedsakelig horisontal nøytral- eller hvilestilling.

Hver av ventilarmene omfatter en inntaksaksel 111 som

er festet til bærebrakettene 66 - 69 for armene, en uttaksaksel 112 som er anordnet teleskopisk til inntaksakselen og er forbundet med betjeningshåndtakene 21 - 24 for den ventil som hører til armen, holdeinnretninger 113 for å låse akslene sammen, og en elektrisk energisert solenoid 114 for selektiv aktivering av holdeinnretningene. Når akslene 111, 112 ikke er låst sammen ved hjelp av holdeinnretningen^kan de fritt beveges aksialt i forhold til hverandre.

Solenoiden 114 er festet til bærebraketten for armen

ved hjelp av en mutter 116 på et gjenget monteringsboss 117 på solenoiden. Inntaksakselen 111 holdes av en hylse 118 som er montert med gjenger på den nedre ende av bosset 117, med en sett-skrue 119 som sikrer festet av akselen til hylsen.

Inntaksakselen 111 er er en hul aksel og holdeinnretningen omfatter låsekuler 121 som kan bevege seg i radial retning i åpninger 122 i akselens vegg. Ved en foretrukken utførelse er fire låsekuler anordnet adskilt rundt akselen. En betjenings-stang 124 for holdeinnretningen er glidbart montert i inntaksakselen. Denne stang omfatter en parti med redusert tykkelse 126 som avgrenses av aksialt skrånende flater 127, hvorav den nedre tjener som en kamflate for kontakt med låsekulene 121. Den øvre ende av betjeningsstangen 124 er forbundet med solenoidens 114 stempel 128 for bevegelse mellom aksialt fremre og bakre stillinger i inntaksakselen. En returfjær 129 i solenoiden tvinger betjeningsstangen mot den fremre stilling i hvilken låsekulene befinner seg i sin bakre stilling mellom de skrånende flater i en positiv stopp-stilling.

Uttaksakselen 112 er en hul aksel med større diameter enn inntaksakselen 111, og er anordnet koaksialt rundt inntaksakselen. Uttaksakselens nedre ende er forsynt med en plugg 131 til hvilken en gaffelbolt 132 er montert med gjenger. Denne gaffelbolt er dreibart forbundet med ventilens betjeningshåndtak ved hjelp av en dreiestift 133.

Et antall aksialt adskilte holdestoppere 136 er

anordnet på uttaksakselen for samvirkning med låsekulene 121. Stopperne begrenses av ringformede elementer 137, 138 med

større og mindre innvendig diameter som er anordnet alternerende i akselen. Antallet av holdestoppere tillater inntaks- og uttaksakselene å låses til hverandre i forskjellige aksiale stillinger, og antallet av stoppere kan velges etter ønske. Stillingen av stopperelementene i akselen 112 bestemmes av avstandss-kiver 141 - 143. Pluggen 131 og den øvre avstands-skive 141 er presset eller fastsveiset i akselen 112 for å danne en enhet. Ventilarmene strekker seg nedad gjennom åpninger 146

i husets 31 gunnplate, idet støvkapper 147 og mansjetter 148 beskytter de indre deler av armene. Støvkappene er fremstilt av et stivt materiale, som f.eks. stål eller kobber og holdes i inntaksakselen 111 ved hjelp av låseringer 149. Mansjettene er fremstilt av et fleksibelt materiale, som f.eks. gummi og er sikret til den nedre ende av uttaksakselen 112 med klemringer 150.

Ifølge fig. 6 styres energiseringen av solenoidene 114

av brytere 151 - 154 i fjernstyringsenheten 27. Disse brytere er normalt åpne, og solenoidene blir energisert ved lukking av de respektive brytere. Hvis det ønskes, kan en egnet logisk enhet benyttes for å tillate at bare én av solenoidene energiseres ad gangen. Styre-enheten omfatter også en motorstyreinnretning 156 og

en "dødmanns"-knapp 157 som må holdes i lukket stilling for at systemet skal virke. Ved den foretrukne utførelse omfatter motorstyreinnretningen et potensiometer med manuelt betjent vippe-eller "sommerfugl"-håndtak som styrer tilførselen av betjenings-strøm til drivmotoren 41 for å drive denne med en kontinuerlig variabel hastighet i hvilken som helst retning. Styreinnretningen har en nøytral midtstilling, og den strømstyrken som tilføres motoren/øker etterhvert som håndtaket beveges bort fra den nøytrale stilling i den ene eller den annen retning. Ved hjelp av dette system kan betjeningsgrepene som er koblet til betjeningsarmene beveges hurtig og nøyaktig til enhver ønsket stilling innenfor sitt område. Forbindelsene mellom bryterene, potensiometerets solenoider for motorstyring og motoren,utgjøres av en kabel 28 med kraftil-førsel og jordforbindelse. Potensiometeret 103 er forbundet med en sentreringsstyring 158 som styrer motoren for å bringe veivarmen 86 tilbake til sin horisontale hvile- eller nøytralstilling når motor-styreinnretningen 156 befinner seg i sin nøytralstilling

og ingen av solenoidene er energisert. Motorstyringen og andre logiske kretser som benyttes i systemet er anordnet i en modul 159 som er montert på holderen. 59. Elektriske forbindelser til og fra modulen 159 er konvensjonelle og er utelatt på tegningene for enkelhets skyld.

Betjening og drift av ventilbetjeningssystemet er som følger: Det er antatt at systemet er montert på en lastebil eller kraninnretning og forbundet med betjenirigshåndtakene for funksjonsstyreventilene for en hydraulisk kran på den måte som er beskrevet ovenfor. Betjeningssolenoidene for ventilene er normalt ikke energisert, og inntaks- og uttaksakslene for hver arm er frie for å kunne bevege seg aksialt i forhold til hverandre. Når "dødmanns"-knappet 157 er lukket,vil funksjons-styrebryterne 151 - 154 og motorstyringen 156 være driftsklare for aktivering av solenoidene og motoren. Når drivmotoren 41 blir energisert, heves eller senkes rammen 42 i overensstemmelse med motorens dreieretning, og inntaks-akslene på ventilarmene beveger seg aksialt i uttaksakslene. Når én av solenoidene er energisert, vil den styrestang 124 som er forbundet med denne være trukket tilbake. Den aksiale bevegelse av kamflaten 127 presser låsekulene 121 utad til låseforbindelse med én av stopperne 136 på uttaksakselen. Deretter beveger uttaksakselen seg sammen med inntaksakselen inntil solenoiden er avenergisert. Etter avenergisering av solenoiden, løsnes låsemekanismen og ventil-mekanismen returnerer betjeningshåndtaket til dets frie nøytral-stilling. Når motorstyringen 156 har returnert til sin nøytral-stilling eller "av"-stilling, returnerer veivarmen 86 til sin horisontale hvile- eller nøytralstilling. I det tilfelle at "dødmanns"-knappen 157 løses mens én av funksjonsbryterne er lukket, eller motorstyringen er ute av nøytralstilling, vil funksjonen som utføres øyeblikkelig avbrytes og veivarmen 86 returnerer til sin nøytralstilling. Ved en typisk driftssekvens holder operatøren konstant "dødmanns"-knappen i dens lukkede stilling, lukker deretter funksjonsbryteren for å energisere solenoiden for den ønskede funksjon. Deretter aktiverer han potensiometeret for motorstyring for å drive motoren med den ønskede hastighet i den ønskede retning. Når funksjonen er gjennomført, slippes funksjonsbryteren og potensiometerhåndtaket for motorstyringen, og veivarmen og betjeningshåndtaket for ventilen returnerer til sine hvile- eller nøytral-stillinger.

Ventilene til hvilke systemet er koblet til kan også betjenes manuelt om ønsket. Når solenoidene er avenergisert kan uttaksakslene bevege seg fritt og ventilene kan betjenes på vanlig måte. Selv når solenoidene er energisert, vil slurekoblingen danne en fleksibel kobling mellom motoren og ventilarmene, og koblingen er justert for å tillate at systemet kan settes til side manuelt.

Oppfinnelsen omfatter flere viktige trekk og fordeler. Den benytter én eneste drivmotor med et antall betjenings-

armer som beveger seg lineært langs hovedsakelig parallelle akser for å styre driften av ventiler med dreibart monterte håndtak. Systemet tillater effektiv énmanns-betjening av en kran eller et lasteapparat, og systemet er fleksibelt ved at det kan tilsidesettes manuelt selv når én av ventilarmene er i drift.

Mens oppfinnelsen er beskrevet med spesiell referanse til funksjons-styreventiler for en leddet hydraulisk kran, vil det forstås at oppfinnelsen også kan benyttes ved andre typer av kraner og løfteinnretninger og med andre hydrauliske og pneumatiske ventiler.

Claims (10)

1. Innretning for bruk i et ventilbetjeningsorgan, med et inntakselement innrettet til å forbindes med en drivkilde, et aksialt bevegelig uttakselement for forbindelse med ventil-bet jeningsorganet, en holdeanordning .for sammenkobling av inntakselementet og uttakselement, og en anordning for selektivt å påvirke holdeanordningen, karakterisert ved at inntakselementet (111) er innrettet til å forbindes med drivkilden (41) for bevegelse i en aksial retning, at uttakselementet (112) er anordnet teleskopisk i forhold til inntakselementet (111), at holdeanordningen omfatter holdeelementer (121, 122, 124) for å sammenlåse inntakselementet (111) og uttakselementet (112) for felles bevegelse, idet inntakselementet og uttakselementet kan » foreta aksial bevegelse i forhold til hverandre når de ikke er sammenlåst av holdeelementene (121, 122, 124), og at den selektive påvirkningsanordning påvirker holdeelementene for selektivt å sammenlåse inntakselementet (111) og uttakselementet (112).

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at holdeelementene (121, 122, 124) omfatter et radi-alt bevegelig holdeelement (121) og et aksialt bevegelig be-tjeningsstag (124), som har en aksial, skråstilt kamflate (127) for inngrep med holdeelementet (121) for å bevege dette i radial retning.

3. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at påvirkningsanordningen (114) for påvirkning av holdeanordningen (121, 122, 124) omfatter en elektrisk påvirk-bar spole (114) som er forbundet med betjeningsstaget (124) for å forflytte dette i aksial retning.

4. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den har flere i avstand fra hverandre anordnede holdeanslag (122) som bæres av et av de aksialt bevegelige elementer (112), idet inntakselementet (111) og uttakselementet (112) kan sammenlåses i flere aksiale stillinger.

5. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at flere uttakselementer (112) er bevegelige langs i det vesentlige parallelle akser for forbindelse med betje-ningselementene (21-24) til flere ventiler (16-19), at flere aksialt bevegelige inntakselementer (111) er anordnet teleskopisk i forhold til vedkommende uttakselementer (112), og at en drivanordning (41, 66-69, 42) er forbundet med inntakselementene (111) for samtidig å flytte disse langs i det vesentlige parallelle akser, idet holdeinnretningene (121, 12 2, 124) er forbundet med hvert teleskopisk anordnet par av inntakselementer (111) og uttakselementer (112) og at de selektive be-tjeningsanordninger (114) er innrettet til selektivt å sammenlåse et inntakselement med et uttakselement.

6. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at drivinnretningen omfatter en elektrisk drevet motor (41) og en slurekobling (87) som ettergivende forbinder motoren (41) med inntakselementene (111).

7. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved at .uttakselementet (112) er en uttaksaksel (112) med flere i aksial avstand fra hverandre anordnede holdeanslag (122) .

8. Innretning ifølge krav 3, karakterisert-ved at inntakselementet (111) er en inntaksaksel (111) og at den elektrisk drevne spole forbinder betjeningsstaget (124) med inntaksakselen (111).

9. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved et selektivt aktiverbart betjeningsorgan (36-39) som er bevegelig i lineær retning og innrettet for forbindelse med en ventils (16-19) betjeningsspak (21-24) , en roterende drivinnretning (41), en veivinnretning (86, 104) som forbinder drivinnretningen (41) med betjeningsorganet (36-39) slik at drivinnretningens (41) rotasjon beveger betjeningsorganet i lineær retning, og en slurekobling (87) som forbinder drivinnretningen (41) med veivinnretningen (86, 104) og tillater styrende manuell bevegelse av ventilspaken (21-24).

10. Innretning ifølge krav 9, karakterisert ved at betjeningsorganet omfatter en inntaksaksel (111) som er forbundet med veivinnretningen (86, 104), en uttaksaksel (112) som er anordnet teleskopisk på inntaksakselen (111), og en holdeinnretning (121, 122, 124) for selektiv sammenlåsing av inntaksakselen (111) og uttaksakselen (112).