NO172113B - Apparat for styring av en lasthaandteringsinnretning - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et apparat for styring av en lasthåndteringsinnretning, slik som en bom, i henhold til innledningen av det vedføyde og eneste patentkrav.

Figurene 4 og 5 viser et konvensjonelt lasthåndterings-apparat for grunnarbeid-kjøretøyer, så som lastebærere på hjul. Dette apparatet er utstyrt med en lasthåndteringsventil 2 for å styre en lasthåndteringsanordning 1 utformet med en hydraulisk sylinder eller lignende, en styringsventil 4 forbundet med lasthåndteringsventilen 2 inn gjennom en fluidtrykk-krets 3 for å gi fluidtrykksignaler for vending av ventilposisjonen, og holdere 5 og 6 for å holde et håndtak 4a på styringsventilen 4 i en gravitasjonsfallposisjon eller en elevert posisjon.

Trykkolje fra trykkoljekilden 7 flyter gjennom den hånd-opererte styringsventilen 4 inn i fluidtrykk-kretsen 3 hvor trykkoljen blir omformet til fluidtrykksignaler (hydrauliske signaler) til å styre lasthåndteringsventilen 2. Forholdet mellom trykket i de hydrauliske signalene og bevegelsen av ventillegemet i lasthåndteringsventilen 2 er vist på figur 5. Trykkoljen fra lasthåndteringsventilen 2 styrer en lasthåndteringsanordning 1, som en hydraulisk sylinder.

Holderne 5 og 6 blir brukt når man laster jord eller grus inn i en tippvogn eller lignende, for automatisk å bringe en bom til å stoppe i en forut bestemt høyde uten behov for at føreren må betjene håndtaket 4a mens han kjører vognen forover, og til å senke bommen til jordnivå når vognen kjøres i revers. Holderne omfatter en elektromagnet 5A til å holde håndtaket i en gravitasjonsfallposisjon og en elektromagnet 6A for å holde håndtaket i en elevert posisjon. Mens bommen blir hevet blir en grensebryter 8 aktivert for å utløse holdeeffekten i elektromagneten 6A, hvilket dreier styringsventilen 4 til en nøytral posisjon, hvilket videre dreier lasthåndteringsventilen 2 til en nøytral posisjon. Følgelig blir bommen holdt i en forutbestemt høyde.

Men siden grensebryteren 8 er anordnet i en fast posisjon, og det ikke er noen grensebryter som brukes ved gravitasjonsfall, må en operatør måle høyden av bommen med øynene når den senkes ved gravitasjon, og utløse elektromagneten 5A i rett tid og vende håndtaket 4a til en nøytral posisjon.

Også, når bommen skal til å stoppe ved et høyere stopp-punkt eller et lavere stopp-punkt kan bommen falle så langt ved gravitasjon, og har en tendens til å komme til en plutselig stopp, slik at operatøren føler ubehag.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å overvinne de ovennevnte ulemper.

De nye trekk i den foreliggende oppfinnelse defineres nøyaktig i den karakteriserende del av patentkravet.

Apparatet ifølge oppfinnelsen styrer i realiteten posisjonen for f.eks. en bom slik at bommens øvre og nedre stopp-punkt kan forutinnstilles i ønsket posisjon, og de sjokkene som genereres når bommen stopper ved det øvre punkt og det nedre punkt kan bli absorbert.

Andre trekk og formål med den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende beskrivelse, under henvisning til tegningene, hvor

Fig. 1 er et kretsskjema av et apparat for å styre en lasthåndteringsinnretning som representerer den første utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 er et styrings-flytdiagram av det samme; Fig. 3 er et kretsskjema av et apparat for å styre en last håndteringsinnretning som viser den andre utførelsen av den foreliggende oppfinnelse; Fig. 4 er et kretsskjema av et konvensjonelt apparat for å

styre en lasthåndteringsinnretning; og

Fig. 5 er en kurve som viser forholdet mellom signaltrykket i en styringsventil og ventillegemets bevegelse i en lasthåndteringsventil.

Komponentene som har de samme funksjoner som de konven-sjonelle er representert med de samme henvisningstall.

Det henvises først til figur 1, som viser den første utførelsen av den foreliggende oppfinnelse. Apparatet som styrer posisjonen for en lasthåndteringsinnretning ifølge denne utførelsen omfatter en lasthåndteringsventil 2 for å styre en lasthåndteringsanordning 1 utformet med en hydraulisk sylinder eller lignende, en styringsventil 4 forbundet med lasthåndteringsventilen 2 gjennom en fluidtrykk-krets 3 som sender fluidtrykksignaler for endring av ventilposisjon, holdere 5 og 6 for å holde et håndtak 4a på styringsventilen i en gravitasjonsfall-posisjon eller en elevert posisjon, en posisjonsensor 9 for å føle den høyere og den lavere posisjon av lasthåndteringsanordningen 1, enn for innstillingsenhet 10 for å forinnstille den høyere posisjon og gravitasjonsfallposisjonen av lasthåndteringsanordningen 1, en støtdemper 11 for å redusere det hydrauliske trykk som blir tilført gjennom fluidtrykk-kretsen 3, og en styringsanordning 12 for å styre holderne 5 og 6 og støtdemperen 11 på basis av signaler som tas fra stillingssensoren 9 og forinnstillingsenheten 10. Styringsanordningen 12 har en minne-funksjon idet den lagrer signalene fra forinnstillingsenheten 10, en sammenlignings- og beslutningsfunksjon idet den sammenligner utgangssignalene fra minnefunksjonen med utgangssignalene fra posisjons-sensoren 9, en støtdemper-styringsfunksjon idet den sender utgangssignalene til støt-demperen 11 , hvilke signaler blir indusert ved utgangssignalene fra sammenlignings- og beslutningsfunksjonen, og forårsaker at fluidtrykket avtar, og en holder-styringsfunksjon idet den sender utløsningssignaler til holderne 5 og 6 efter sending av signalene fra støtdemper-styringsfunksj onen.

Lasthåndteringsanordningen 1 er en

lasthåndteringssylinder for å heve og senke en bom. Sylinderlegemet IA er festet til vognen, og stempelstangen IB er festet til bommen som er roterbar i forhold til vognen. Bommen blir hevet når sylinderen 1 strekkes ut, og senkes når sylinderen holdes sammen.

Lasthåndteringsventilen 2 er en fire-posisjons vekselventil omfattende en port a forbundet med sylinderlegemet IA slik at den tillater det hydrauliske fluid å gi et returslag til stempelstangen IB, en port b forbundet med sylinderlegemet IA slik at den tillater det hydrauliske fluid å gi et effektslag til stempelstangen IB, en port c forbundet med en kilde for hydraulisk trykk 7, og en port d forbundet med en hydraulisk trykktank 13. I den første posisjon 2A av lasthåndteringsventilen 2 er portene a og b forbundet med hverandre, i den annen posisjon 2B er portene a og b_ forbundet med henholdsvis port c og d, i den tredje posisjon 2C er forbindelsen mellom alle portene avstengt, og i den fjerde posisjon 2D er portene a og b forbundet henholdsvis med portene d og c. Fluidtrykk-kretsen 3 er forbundet med de ytre ender av den første posisjon 2A og den fjerde posisjon 2D av lasthåndteringsventilen 2. Tilbakestillingsfjærene 14A og 14B er også anordnet på denne.

Styringsventilen 4 er en tre-posisjons vekselventil med en port e forbundet med den første posisjon 2A av lasthåndteringsventilen 2 gjennom fluidtrykk-kretsen 3, en port f forbundet med den fjerde posisjon 2D av lasthåndteringsventilen 2, en port g forbundet med den hydrauliske trykk-kilden 7 og en port h forbundet med tanken 13. Portene f og e er forbundet med henholdsvis port g og h i den første posisjon 4A av styringsventilen 4. Forbindelse mellom hver port er stengt av i den annen posisjon 4B, og portene f og e er forbundet med henholdsvis portene h og g i den tredje posisjon 4C. Håndtaket 4a, såvel som tilbakestillingsfjæren 15B, er anordnet på den ytre ende av den tredje posisjon 4C, mens en annen fjær 15A er i kontakt med den andre ende mot fronten av den første posisjon 4A.

Væsketrykk-kretsen 3 er en hydraulisk krets som tjener til å veksle ventilposisjonen i lasthåndteringsventilen 2.

Holderne 5 og 6 omfatter et par gripe-ender 16A og 16B, festet til høyre og venstre ytre ender av styringsventilen 4, en elektromagnet 5A for en gravitasjons-fallstilling som griper griperenden 16A og holder styringsventilen 4 i den tredje posisjon 4C, og en elektromagnet 6A for en elevert posisjon som griper griperenden 16B og holder styringsventilen 4 i den første posisjon 4A.

Posisjonssensoren 9 er et potensiometer med en ende festet til enden av stempelstangen IB på sylinderen som virker

som en lasthåndteringanordning 1.

Forinnstillingsenheten 10 omfatter et flertall av brytere 10a og 10b_ som sender av/på-signaler til styringsanordningen 12. Styringsanordningen 12 er en en-brikkes mikrodatamaskin hvor data-direktelageret, programmerbare leselagere, ALU-kretser og lignende blir aktivert av en taktenhet bestående av referanse-oscillatorkrets. Styringsanordningen 12 omfatter inngangsterminalene 12a og 12b for innføring av signalene fra posisjonssensoren 9 og forinnstillingsenheten 10, en terminal 12c for innføring av signalene fra styringssvitsjen 12A, utgangsterminalene 12e, 12f, 12g for å sende signaler til støtdemperen 11 og elektromagnetene 5A og 6A. Reserve strømforsyning er anordnet for å hindre at data som er lagret i RAM-kretsene i styringsanordningen 12 går tapt.

Støtdemperen 11 omfatter en elektromagnetisk ventil som kan veksle i to stillinger med utgangssignaler fra styringsanordningen 12, en støtdemperkrets 18 ved hvilken porten k i den elektromagnetiske ventil 17 er forbundet med fluidtrykk-kretsen 3, og en strupt del 19 anbrakt mellom porten m i den elektromagnetiske ventil 17 og tanken 13. En skyttelventil 20 er satt inn i støtdemperkretsen 18.

Den elektromagnetiske ventil 17 er en to-posisjons vekselventil omfattende den første posisjon 17A som forbinder porten k med porten m, og den annen posisjon 17B som stenger av forbindelsen mellom porten k og porten m. Et på-signal fra styringsanordningen 12 vil forårsake at ventilen endrer posisjon fra den andre til den første posisjon.

La oss nå forklare hvordan apparatet virker, basert på kretsdiagrammet på figur 1 og styrings-flytdiagrammet på figur 2.

I vanlig drift av bommen blir håndtaket 4a på styringsventilen 4 betjent slik at styringsventilen 4 blir stilt i den første posisjon 4A eller den tredje posisjon 4C. Trykkolje blir så matet til en ende av lasthåndteringsventilen 2 og vender lasthåndteringsventilen 2 til den andre posisjon 2B eller en fjerde posisjon 2D, slik at sylinderen 1 blir utstrakt eller sammenfoldet til å heve eller senke bommen.

Når man ønsker å heve bommen til en høyde så som lasterommet på en tippevogn, bruker man holderne 5 og 6. Først blir lasthåndteringsanordningen 1 manuelt justert til høyden, og så blir forinnstillingsenheten 10 operert for å lagre informasjon om høyden i RAM-kretsene montert i styringsanordningen 12.

Derefter blir håndtaket 4a betjent for å vende styringsventilen 4 til den første stilling 4A, slik at trykkolje fra fluidtrykk-kretsen 3 forårsaker at lasthåndteringsventilen 2 stilles til den fjerde posisjon 2D. Som et resultat.blir trykkolje matet til sylinderlegemet av sylinderen 1, og sylinderen 1 vil strekke seg ut. Derefter aktiverer et signal fra styringsanordningen 12, elektromagneten 6A for å stoppe bommen i en elevert posisjon, slik at enden av jernkjernen griper inn i en utsparing i gripeenden 16B, og styringsventilen 4 blir holdt i den første posisjon 4A.

All informasjon om graden av utstrekning av sylinderen 1 blir ført inn i styringsanordningen 12 fra posisjonssensoren 9. Styringsanordningen 12 sammenligner posisjons-informasjonen fra posisjonssensoren med posisjonen som er forinnstilt ved hjelp av forinnstillingsenheten 10. Når førstnevnte faller sammen med sistnevnte, gir styringsanordningen et av-signal som utløser sammenkoblingen med gripeenden 16B, og styringsventilen går tilbake til nøytral posisjon (den andre posisjon 4B) ved fjæren 15B.

I denne operasjon sender styringsanordningen 12 et aktiveringssignal til den elektromagnetiske ventil 17 i støt-demperen 11 like før den sender av-signalet til elektromagneten 6A. Den elektromagnetiske ventil 17 blir vendt til den første posisjon 17A og trykkolje som blir levert fra kilden 7 gjennom portene g og f og kretsen 3 blir sluppet inn i tanken 13. Siden trykkoljen strømmer ut av fluidtrykk-kretsen 3 langsomt på grunn av den strupte del 19, endres også trykket på begge endene av lasthåndteringsventilen 2 langsomt. På det tidspunkt styringsventilen 4 er tilbake til nøytral stilling vil avkobling fra gripeenden 16B, er det bare en ganske liten forskjell mellom trykket på begge endene av lasthåndteringsventilen 2, og hydraulisk trykk levert til sylinderen er redusert. Følgelig kan lasthåndteringsanordningen 1 bli stoppet uten å lage støy ved sammenstøtet.

Når man ønsker å bringe bommen ned fra lasterommet av en tippvogn for den neste operasjon mens man kjører vognen i revers, kan dette lett gjøres ved å benytte et gravitasjonsfall. For å gjøre dette blir håndtaket 4a dreid for å stille om og holde styringventilen 4 i den tredje posisjon 4C, så blir lasthåndteringsventilen 2 vendt til den første posisjon 2A, slik at bommen er fri til å falle på grunn av gravitasjon.

Bruk av holderne 5 og 6 vil ytterligere lette operasjonen mens man kjører vognen i revers. Styringsventilen 4 blir nemlig vendt til den tredje posisjon 4C ved håndtaket 4a og elektromagneten 5A blir aktivert ved styringsbryteren 12A til å kontakte gripeenden 16A til å holde i en gravitasjonsfall-posis jon. Når sylinderen 1 er sammenfoldet så meget at bommen skulle slutte å falle ved gravitasjon, i den posisjon som er forutinnstilt ved et signal fra posisjonssensoren 9, gir styringsanordningen et signal til den elektromagnetiske ventil 17 og vender den elektromagnetiske ventil 17 til den første posisjon 17A. Dette forårsaker at oljetrykket i fluidtrykk-kretsen 3 strømmer langsomt inn i tanken 13, og reduserer fall-hastigheten for lasthåndteringsanordningen 1. Derefter utløser et utgangssignal fra styringsanordningen 12 elektromagneten 5A, og tillater styringsventilen 4 å gå tilbake til nøytral posisjon (den annen posisjon 4B) og lasthåndteringsventilen 2 å gå til nøytral posisjon for å stoppe der.

Den annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse skal nu beskrives under henvisning til figur 3. Med et apparat for å styre lasthåndteringsinnretningen i denne utførelsen, omfatter støtdemperen 14 en elektromagnetisk proporsjonalventil 21 og en støtdemperkrets 18. Andre komponenter er identiske med de som blir brukt i den første utførelsen. Den elektromagnetiske proporsjonalventil 21 blir styrt ved pulsbreddemodulasjon (PWM), hvor åpningsgraden av ventilen varierer med intensiteten av de elektriske signaler (elektriske strømmer) som sendes fra styringsanordningen 12. Denne anordningen eliminerer behovet for den strupte delen 19 i den første utførelsen.

Med den ovenstående konstruksjon, siden ventilens åpningsgrad varierer med en endring i intensiteten av de elektriske signaler fra styreanordningen 12, kan stige- og fallehastigheten på bommen styres. Andre funksjoner og effekter er i det vesentlige det samme som i den første utførelsen.

Som man kan se fra den ovenstående beskrivelse er apparatet for styring av en lasthåndteringsinnretning karakterisert ved at det omfatter en lasthåndteringsventil for å styre en lasthåndteringsanordning utformet som en hydraulisk sylinder eller lignende, en styringsventil forbundet med lasthåndteringsventilen gjennom en væsketrykk-krets som sender væsketrykksignaler for endring av ventilposisjonen, holdere for å holde et håndtak på styringsventilen i en gravitasjonsfallposisjon og en elevert posisjon, en posisjonssensor for å føle den eleverte og den senkede posisjon av lasthåndteringsanordningen, en forutinn-stillingsenhet for å forutinnstille høyden av den eleverte stopp-posisjon og den nedre stopp-posisjon hvor gravitasjonsfallet for en bom eller lasthåndteringsinnretning stoppes, en støtdemper for å redusere trykket i fluidtrykksignalene fra en styringsanordning innrettet til å styre holderne og støtdemperne med utgangssignalet fra sensoren og forutinnstillingsenheten, og karakterisert ved at styringsanordningen har en minnefunksjon idet den lagrer signalene fra forutinnstillingsenheten, en sammenlignings-og beslutningsfunksjon idet den sammenligner utgangssignalene fra minnefunksjonen med et utgangssignal fra posisjonssensoren og gir en beslutning, en støtdemper-styringsfunksjon idet den sender signaler til støtdemperen som forårsaker at fluidtrykket avtar, hvor de ovennevnte signaler blir indusert ved utgangssignaler fra sammenlignings- og beslutningsfunksjonen, og en holder—styringsfunksjon idet den sender utløsningssignaler til holderne efter sending av signaler fra støtdemper-styringsfunksj onen.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse kan både stigning og falling av bommen bli stoppet mykt via støtdemperen uten å gi ubehag til operatøren, og betjening av apparatet mens last blir håndtert, foregår lett og enkelt.

Claims (1)

1. Apparat for styring av en lasthåndteringsinnretning slik som en bom, hvilket apparat omfatter en drivanordning slik som en hydraulisk sylinder (1) innrettet for å heve og senke nevnte lasthåndteringsinnretning, en første ventilanordning (2) inn- rettet for å styre nevnte drivanordning (1), en andre ventilanordning (4) som er forbundet med den første ventilanordning (2) via en fluidumstrykk-krets (3) som er innrettet for å tilveiebringe hydraulisk trykk til den første ventilanordning (2) for å endre posisjonen av et ventillegeme i den første ventilanordningen (2), samt en innstillingsenhet (10) for på forhånd å innstille øvre og nedre stopp-posisjoner for nevnte lasthåndteringsinnretning, karakterisert ved en første holder (5) innrettet for å holde den andre ventilanordningen (4) i en posisjon som gir spontant fall av lasthåndteringsinnretningen, en andre holder (6) som er innrettet for å holde den andre ventilanordningen (4) i en posisjon som tilsvarer løfting av lasthåndteringsinnretningen, videre en posisjonssensor (9) innrettet for å detektere den vertikale posisjonen til lasthåndteringsinnretningen, en støtdemper (11) som er innrettet for gradvis å redusere stige- og falle-hastigheten for lasthåndteringsinnretningen når den nærmer seg henholdsvis nevnte øvre og nedre stopp-posisjoner, ved å redusere det hydrauliske trykket som tilføres den første ventilanordningen (2) via fluidumstrykk-kretsen (3), samt en styreanordning (12) med de funksjoner å lagre signaler som tas fra innstillingsenheten (10), å vurdere signalene som tas fra innstillingsenheten (10) i sammenligning med signaler som tas fra posisjonssensoren (9), og styrestøtdemperen (11) ved å mate et styresignal til denne for å bevirke hydraulisk trykkfall på grunnlag av resultatet av nevnte sammenlignende vurdering, og å styre nevnte holdere (5, 6) ved å mate signaler til disse for å utløse en av holderne (5, 6) etter at støtdemperen (11) er matet med nevnte styre-signal.