NO742759L - - Google Patents

Description

Styreinnretning for motorhydraulisk grabb

Oppfinnelsen vedrorer en styreinnretning for motorhydraulisk grabb, hvor griperedskapene åpnes og lukkes ved hjelp av en eller flere, parallelt drevne og ved reversibilitet av matestrommen fra en trykkmiddelpumpe tosidig påvirkbare arbeidssylindre, hvorved det i hovedledningen for trykkmedium mellom pumpen og arbeidssylindrenes stempelbunnside' er anordnet en utbalansert tilbakeslagsventil med passasjeretning til stempelbunnsiden,

som åpnes av et betjeningsstempel, som via en styreledning, forbundet med den andre hovedledning for trykkmedium mellom pumpen og arbeidssylindrenes stempelstangsider, kan betjenes med trykkmedium, hvorved det i hovedledningen for trykkmedium mellom pumpen og stempelbunnsiden i det minste ligger en enkel tilbakeslagsventil med passasjeretning mot stempelstangsiden, begge

hovedledninger for trykkmedium er sikret ved hver sin balanser-

te trykkbegrensningsventil og trykkmiddelpumpen på sugesiden er forbundet med den hovedledning for trykkmedium som til enhver tid forer trykkmediet tilbake og/eller tanken.

Hovedproblemet ved bruk av reversible trykkmiddelpumper for hydrauliske grabber har sin årsak i det forhold at de virksom-

me stempelflater på begge sider av en arbeidssylinder er inn-byrdes forskjellige på grunn av stempelstangen som er anordnet på den ene siden, slik at det foreligger en tilsvarende for-skjell mellom de mengder trykkmedium som skal mates til arbeidssylindrene og de mengder som strommer tilbake. Det er derfor ik-ke mulig ganske enkelt å koble en reversibel trykkmiddelpumpe

med stempelstangsiden og stempelbunnstiden for en vanlig arbeidssylinder med de to pumpetilkoblinger. Når det nemlig fores trykkmedium til arbeidssylinderens stempelbunnside, vil den trykkmedium-mengde som strommer tilbake fra stempelstangsiden, ikke strekke til for å mate trykkmiddelpumpen. Når det derimot fores trykkmedium til stempelstangsiden av pumpen, vil den mengde trykkmedium som skyves fra stempelbunnsiden være for stor for i sin helhet å kunne ledes tilbake til pumpen.

Ved de kjente hydrauliske grabber er det derfor til bortledning

av den overflodige trykkmedium-mengde fra stempelbunnsiden anordnet en sylindrisk styreskyver, som styres slik av matetrykket i hovedledninge for trykkmedium mellom pumpen og stempelstangsiden at den overskytende trykkmedium-mengde via denne skyver kan stromme bort til tanken. Ved den kjente styreinnretning vil trykkmedium-strommen som strommer tilbake fra stempelbunnsiden,

mellom den balanserte tilbakeslagsventilen og den hydrauliske pumpe deles opp i to strommer, av hvilke den ene fores direkte til pumpen, mens den andre ledes direkte til styreskyveren.

For trykkpåvirkning av stempelbunnsiden er det kjent to utfo-relser av styreinnretningen. Ved den enklere utforelsen fores det trykkmedium som skyves bort fra arbeidssylinderens stempelstangside, via en matetrykk-styrt tilbakeslagsventil direkte til pumpen, som suger etter den ytterligere nodvendige trykkmedium-mengde fra tanken, via en treveis-tilbakeslagsVentil i hovedled-

ningen for trykkmedium mellom pumpen og stempelstangsiden.

Da utstotningen av arbeidsstemplene fra arbeidssylindrene derved skjer langsommere enn inntrekkingen av stemplene, er det utvik-let en såkalt hurtiglopsutfdreise, hvor trykkmediets tilbake-stromning fra stempelstangsiden til pumpen stanses av en enkel tilbakeslagsventil og det tilbakestrommende trykkmedium direkte fores til arbeidssylindrenes stempelbunnside. Den hydrauliske pumpe vil så suge de nodvendige ekstra trykkmedium-mengder automatisk fra tanken, via nevnte treveis-tilbakeslagsventil. Ved de kjente styreinnretninger benyttes en styreskyver, som overfor den styreskyver som alene benyttes til bortstyring av trykk-mediumoverskyddet fra stempelbunnsiden, er utvidet med en kob-lingsstilling. Denne styreskyver styres på en slik måte av matetrykket i hovedledningen for trykkmedium mellom pumpen og stempelbunnsiden at den frigir en forbindelse mellom de to hovedledningene. Ved et arealforhold på 2:1 mellom stemplenes kortender og ved konstant pumpeeffekt vil det ved hjelp av d<i>enne forholds-regel oppnåes like stempelhastigheter ved inntrekking og utkjoring av stemplene.

De kjente anordninger har den ulempe at de krever en styreskyver som er en meget omfattende og kostbar konstruksjonsdel.

Foreliggende oppfinnelse går derfor ut på å tilveiebringe en styreinnretning av innledningsvis nevnte type for hydrauliske grabber, hvilken innretning oppnår det formål som med de kjente innretninger nås ved bruk av styreskyveren, og på en vesentlig enklere og rimeligere måte.

Denne oppgave loses ifolge oppfinnelsen ved en styreinnretning, hvor en forstyreledning fra baksiden av ventilkonusen for den balanserte trykkbegrensningsventilen forbindes med tanken ved åpningsbevegelsen av betjeningsstemplet for den balanserte tilbakeslagsventilen i hovedledningen for trykkmedium mellom pumpen og arbeidssylindrenes stempelbunnsider og hvor forstyreledningen er sperret i hvilestilling av de balanserte tilbakeslagsventilene.

Den nye styreinnretning fungerer som folger:

Når stempelstangsidene av arbeidssylindrene påvirkes av trykkmedium, trekkes stempelstengene inn og skyver derved trykkmedium ut fra stempelbunnsiden. Tilbakestromningen av disse trykkmedium-mengder blokkeres forst av den balanserte tilbakeslagsventilen i hovedledningen for trykkmedium. Dette forer til trykkokning i hovedledningen for trykkmedium som leder til stempelstangsiden. Denne trykkokning skjer til den verdi som er nodvendig for at betjeningsstemplet for den balanserte tilbakeslagsventilen skal forskyves via styreledningen. Ved forskyvningen av betjeningsstemplet åpnes tilbakeslagsventilen,

og det tilbakestrommende trykkmedium kan stromme videre i retning av pumpen. Som folge av forskyvningen av betjeningsstemplet åpnes samtidig en forstyreledning,som leder fra den balanserte trykkbegrensningsventil til den balanserte tilbakeslagsventil og til tanken, og derved blir trykkfri. Ventilkonusen for trykkbegrensningsventilen avlastes således for trykkmedium på sin

bakside, slik at den overskytende mengde av det tilbakestrommende trykkmedium kan forskyve ventilkonusen for trykkbegrensningsventilen og kan stromme til tanken.

Det trekk som ifolge oppfinnelsen erstatter den hittil nodvendige styreskyver, består folgelig i at forskyvningsbevegelsen av en likevel foreliggende, styrt tilbakeslagsventil i tillegg utnyt-tes til hydraulisk avlastning av den balanserte trykkbegrensningsventil som sikrer hovedledningen for trykkmedium mellom pumpen og stempelbunnsiden. Dette kan oppnåes med enkle konst-ruksjonsdeler og er derfor langt rimeligere enn anvendelsen av en styreskyver.

Ved den ovenfor omtalte form for styreinnretning vil den trykkmedium-mengde som skyves ut av stempelstangsiden ved trykkmedium-betjening av stempelbunnsiden, i sin helhet fores til pumpens sugeside. En hurtigstyring oppnåes fortrinnsvis ved at det fra det parti som ligger mellom tilbakeslagsventilen og arbeidssylindrenes stempelstangside, i hovedledningen for trykkmedium mellom pumpen og arbeidssylindrenes stempelstangside, går en forbindelsesledning til ledningspartiet for den andre hovedledning for trykkmedium, mellom tilbakeslagsventilen og pumpen, hvorved det i forbindelsesledningen er anordnet en balansert tilbakeslagsventil med sperreretning mot stempelbunnsiden, som er styrbar via en styreledning, som står i direkte forbindelse med hovedledningen for« trykkmedium mellom pumpen og arbeidssylindrenes stempelbunnside.

På denne måte oppnåes uten anvendelse av en styreskyver som

ved de kjente anordninger at den trykkmedium-mengde som skyves ut fra stempelstangsiden, under reversering av trykkmiddelpumpen tilfores arbeidssylindrenes stempelbunnside, hvorved trykkmiddelpumpen automatisk suger etter den nodvendige ekstra trykkmedium-mengde fra tanken.

Virkemåten av den derved benyttede, balanserte tilbakeslagsventilen er som folger: Når arbeidssylindrenes stempelbunnside påvirkes med trykkmedium, kjores stempelstengene ut og dermed skyves trykkmediet ut fra stempelstangsiden. Forst er imidlertid trykkmidlets tilbakestrom-ning blokkert, idet både den enkle tilbakeslagsventilen i hovedledningen for trykkmedium og den balanserte tilbakeslagsventilen i forbindelsesledningen mellom de to hovedledninger for trykkmedium er lukket. Derved stiger trykket i den ledning som leder til stempelbunnsiden til en tilstrekkelig hoy verdi for å styre den balanserte tilbakeslagsventilen i forbindelsesledningen. Når dette trykk er overskredet, åpnes den balanserte tilbakeslagsventilen og hele den trykkmedium-mengde som strommer ut fra arbeidssylindrene, fores til stempelbunnsiden.

Også ved den hurtigvirkende utforelse av grabbstyreinnretningen ifolge oppfinnelsen kan styreskyveren unnværes som folge av at man benytter seg av en enkel og rimelig konstruksjonsdel.

Ved styreinnretningen ifolge oppfinnelsen er betjeningsstemplene for de balanserte tilbakeslagsventilene fortrinnsvis påvirkbare med trykkmedium på begge sider på en slik måte at den ene stem-pelside står i forbindelse med hovedledningen for trykkmediiam mellom pumpen og stempelbunnsiden via en styreledning, mens motstående kortside av betjeningsstemplet står i forbindelse med hovedledningen for try kkmedium mellom pumpen og stempelstangsiden via styreledninger. Derved hindres at eventuelt opptreden de trykkstot i hovedledningene for trykkmedium nettopp åpner den styrte tilbakeslagsventil som i lukket tilstand skal opprettholde det nodvendige trykk i arbeidssylinderen. Slike trykkstot opptrer f.eks., hvis det etter oppnådd maksimaltrykk og ved den da folgende stansing av den elektriske drivmotor inntrer en tilbakedreining av pumpen, noe som skjer som folge av opplagret energi ved elastisk deformering av hele grabben og toyning av trykkmedium-slanger og -ledninger. Denne kortvarige tilbakedreining av pumpen medforer et trykkstot i den tidligere lavtrykkside av det hydrauliske anlegg, slik at nettopp den tilbakeslagsventil åpnes, som skal opprettholde trykket i arbeidssylinderen. I et kort tidsrom, til den lagrede energi er redusert, opptrer en.åpning og lukking av den tilbakeslagsventil, rykkvise luknings- og åpningsbevegeler av grabben som folge. Ved at betjeningsstemplene for de styrte tilbakeslags-ventiler på omtalte måte er påvirkbare på begge sider, hvorved den andre kortside av betjeningsstemplet ikke som hittil er forbundet med tanken, men med den andre hovedledning for trykkmedium, unngår man denne ulempe. Hvis det nå, som omtalt, inn-treffer en tilbakedreining av pumpen, vil det opptredende trykkstot riktignok påvirke betjeningsstemplets kortside i "åpnings"-retning, men mot dette trykk står på motsatt kortside det trykk som pumpens tilbakedreining har forårsaket i "luknings "-retning. Åpning av tilbakeslagsventilen og en derav folgende, utilsiktet åpning og lukking av grabben unngåes således med sikkerhet. En slik hydraulisk sperring av balanserte til-bakeslagsventiler er ikke kjent ved hydrauliske grabber.

I det folgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere under henvis-ning til to utforelseseksempler som er vist i tegningen. Fig. 1 er en skjematisk gjengivelse av en grabbstyring i normal utforelse. Fig. 2 er en skjematisk gjengivelse av en grabbstyring i "hurtig-gående" utforelse.

Styreinnretningen i fig. 1 omfatter en reversibel trykkmiddelpumpe 1, som tjener til betjening av to parallelt drevne arbeidssylindre. Skal stempelstangsidene 11 og 12 for arbeidssylindrene

betjenes med trykkmedium, mater pumpen 1 trykkmedium via treveis-tilbakeslagsventilen 2, som sperrer adkomsten til tanken 26, til partiet 4 for hovedledningen for trykkmedium, via den balanserte tilbakeslagsventilen 45, strupetilbakeslagsventilen 8, partiet 9 av hovedledningen til ledningen 10, som forbin-der stempelstangsidene av de to arbeidssylindre med hverandre. Derved er hovedledningen sikret ved en ledning 5 med en balansert trykkbegrensningsventil. Trykkbegrensningsventilens 6 konstruksjon er ikke vist i detalj. Fra denne ventil 6 går en returledning 33 via et filter 34 tilbake til tanken 26.

Stempelstengene trekkes inn under påvirkning av trykkmediet og vil derved skyve trykkmedium ut fra arbeidssylindrenes stempelbunnside 13 og 14. Trykkmediet skyves via en felles forbindelsesledning 42 til partiet 17 av hovedledningen for trykkmedium. Sistnevnte ledning er lukket av en balansert tilbakeslagsventil 19, som åpner i retning av stempelbunnsiden, men på dette tidspunkt er stengt. Derved vil 'det i partiene 4 og 9 av hovedledningen bygge seg opp et trykk til en verdi som er nodvendig for at betjeningsstemplet 20 for tilbakeslagsventilen 19 skal forskyves via sbyreledningen 21. Ved denne forskyv-ning vil ventilkonusen 24 for tilbakeslagsventilen beveges bort fra ventilsetet via stempelstangen 23, slik at det trykkmedium som befinner seg i parti 17 av hovedledningen kan stromme gjennom tilbakeslagsventilen til parti 32 av hovedledningen, som via treveis-tilbakeslagsventilen 3 leder til pumpens 1

sugeside.

Da den trykkmedium-mengde som skyves ut fra stempelbunnsiden er storre enn den trykkmedium-mengde som mates inn i stempelstangsiden av pumpen, er det nodvendig å styre den overskytende del av den tilbakestrommende trykkmedium-mengde til tanken 26. Dette oppnåes ved at forskyvningsbevegelsen av betjeningsstemplet 20 ikke bare forer til at tilbakeslagsventilen 19 åpnes, men at forstyreledningen 31 for den balanserte trykkbegrensningsventilen 36, som sikrer hovedledningen 32, samtidig via ledningen 25 forbindes med tanken 26. I tilbakeslagsventilens 19 hvilestilling er ledningen 31 sperret. Ved åpning av denne ledning til tanken, vil rommet 37 på baksiden av trykkbegrens ningsventilens ventilkonus 39 avlastes hydraulisk, og den trykkmedium-mengde som strommer tilbake via ledningen 32, kan forskyve ventilkonusen 39 mot virkningen av fjæren 38. Således vil den overskytende trykkmedium-mengde nesten trykkfritt styres til tanken 26 via den foreliggende, balanserte trykkbegrensningsventil, ledningen 33 og filteret 34.

Balanseringen av trykkbegrensningsventilen skjer via styre-stemplet 41, som på baksiden, er hydraulisk avlastet via ledningen 40.

Ved treveis-reversibilitet av pumpen 1 strommer trykkmediet via treveis-tilbakeslagsventilen 3 som er lukket i retning av tanken, ledningen 32, den balanserte tilbakeslagsventilen 19, ledningen 17 og forbindelsesledningen 42 til arbeidssylindrenes 15 og 16 stempelbunnside 13 og 14. Trykkmediets stromning fra stempelstangsiden 11 og 12 hindres forst, fordi den balanserte tilbakeslagsventilen 45 sperrer passasjen til pumpen. Folgelig vil trykket i hovedledningene 32 og 17 stige til en verdi som er tilstrekkelig for å forskyve og dermed åpne den balanserte tilbakeslagsventilens 45 betjeningsstempel via styreledningen 44. Derved frigis passasjen for det tilbakestrommende trykkmedium, og dette strommer gjennom hovedledningen 4 og treveis-tilbakeslagsventilen 2 til pumpens sugeside.

Da pumpen imidlertid mater mer trykkmedium til stempelbunnsiden 13 hhv. 14 enn det som strommer tilbake fra stempelstangsiden 11 og 12, suger pumpen 1 den ytterligere nodvendige mengde automatisk fra tanken 26 via treveis-tilbakeslagsventilen 2.

Når stempelstengene ved utkjoring når sine endestillinger og det nåes et maksimaltrykk i hovedledningene 17 og 32, vil det ved den etterfølgende utkobling av den elektriske drivmotor skje en tilbakedreining av pumpen, som skyldes lagret energi som folge av elastisk deformering av hele grabben og toyning av de hydrauliske ledninger og slanger. Denne kortvarige tilbakedreining av pumpen medforer på den annen side et trykkstot på den tidligere lavtrykkside, dvs. i ledningene 4 og 9, idet treveis-tilbakeslagsventilene 2 og 3 ved omgående lukking hind- rer en hurtig reduksjon av trykkstotet. Dette trykkstot virker nettopp i retning av en åpning av den styrte tilbakeslagsventil 19 som i lukket tilstand skal opprettholde det nodvendige trykk i arbeidssylindrene. Dette kunne i et kort intervall til reduk-skon av den lagrede energi fore til åpning og lukking av tilbakeslagsventilen, som ville medfore rykkvis lukking og åpning av grabben. Dette hindres dog ved at den styrte tilbakeslagsventil 19 er hydraulisk sperret, dvs. at begge kortsider av betjeningsstemplet 20 er påvirkbare med trykkmedium - på den ene kortside som nevnt via styreledningen 21 fra hovedledningen 4 for åpning av tilbakeslagsventilen, når trykkmedium strommer tilbake via ledningen 17, og i tillegg på den andre kortside via en ledning 22, som står i forbindelse med hovedledningen 32. Hvis det nå, ,som nevnt, inntrer en tilbakedreining av trykkmedium-pumpen, vil trykkstotet riktignok påvirke betjeningsstemplets 20 kortside i "åpnings"-retning, men mot dette trykkstot står det på den andre kortside et "luknings"-trykk i ledningen 22, som forårsaket pumpens tilbakedreining. Åpning av tilbakeslagsventilen 19 og en dermed forbundet, utilsiktet åpning og lukking av grabben hindres derved med sikkerhet.

På samme måte er også den andre balanserte tilbakeslagsventilen 45 hydraulisk sperret via ledningen 43.

Styreinnretningen ifolge fig. 2 er i det vesentlige konstruert på samme måte som innretningen ifolge fig. 1, slik at det for så vidt kan vises til beskrivelsen av fig. 1. Forskjellen mellom de to innretningene ligger i det forhold at styreinnretningen ifolge fig. 2 ikke lar den trykkmedium-mengde som skyves ut fra sylindrenes stempelstangside tilfores pumpens 1 sugeside i full utstrekning, men at denne mengde under omgåelse av pumpen direkte fores til arbeidssylindrenes stempelbunnside. For dette formål foreligger det i hovedledningene 4 og 9 i ste-det for en balansert tilbakeslagsventil en enkel tilbakeslagsventil 7, som sperrer i retning av treveis-tilbakeslagsventilen 2. Fra parti 9 av hovedledningen går en forbindelsesledningsgren 28 og 29 til parti 32 for den andre hovedledning, og i forbindelsesledningen er det anordnet en balansert tilbakeslagsventil 27 med sperreretning mot stempelbunnsiden. Denne balanserte tilbakeslagsventil åpnes ved påvirkning av stempelbunnsiden ved hjelp av det trykk som bygger seg opp i hovedledningen 32, via styreledningen 29a, slik at den trykkmedium-mengde som skyves ut fra arbeidssylindrenes stempelstangside går via tilbakeslagsventilen 27 til hovedledningen 32 og dermed til stempelbunnsiden under omgåelse av pumpen 1. Pumpen 1 suger automatisk den ekstra trykkmedium-mengde som trengs fra tanken 26 via treveis-tilbakeslagsventilen 2.

Også den balanserte tilbakeslagsventilen 27 er på omtalt måte hydraulisk sperret via ledningen 30.

Oppfinnelsen er ovenfor blitt inngående beskrevet under henvis-ning til en motorisert, hydraulisk grabb. Den er imidlertid og-så anvendelig ved andre hydraulisk drevne innretninger, hvor det opptrer lignende problemer, dvs. hvor det foreligger dobbelt påvirkbare arbeidssylindre, hvis stempler kjores ut og trekkes inn med hurtige vekslinger. Som eksempel skal nevnes mudder-maskiner.

Claims (3)

1. Styreinnretning for motoriserte, hydrauliske grabber, hvor griperedskapene åpnes og lukkes av en eller flere, parallelt drevne arbeidssylindre som er tosidig påvirkbare ved rever--sibilitet av matestrommen fra en hydraulisk pumpe, hvorved det i hovedledningen for trykkmedium mellom pumpen og arbeidssylindrenes stempelbunnside er anordnet en balansert tilbakeslagsventil med passasjeretning mot stempelbunnsiden, hvilken ventil åpnes av et betjeningsstempel, som er påvirkbar med trykkmedium via en styreledning som er forbundet med den andre hovedledning for trykkmedium mellom pumpen og arbeidssylindrenes stempelstangsider, hvorved det i hovedledningen mellom pumpen og stempelbunnsiden ligger i det minste en enkel tilbakeslagsventil med passasjeåpning mot stempelstangsiden, begge hovedledninger er sikret med hver sin balansert trykkbegrensningsventil og pumpen på sugesiden er forbundet med den. hovedledning som til enhver tid returnerer trykkmediet og/eller tanken, k arak. teri-

sert ved at åpningsbevegelsen av den balanserte tilbakeslagsventilens (19) betjeningsstempel (20) i hovedledningen for trykkmedium (17/ 32) mellom pumpen Q.) og arbeidssylindrenes (15,16) stempelbunnsider (13,14) medforer at en forstyreledning (31) som går ut fra baksiden av ventilkonusen (39) for den balanserte trykkbegrensningsventil (36) forbindes med tanken (26) og er sperret i hvilestilling av den balanserte tilbakeslagsventilen (19).

2. Styreinnretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det fra det parti (9) av hovedledningen for trykkmedium (4,9) som ligger mellom tilbakeslagsventilen (7) og arbeidssylindrenes (15,16) stempelstangside (11,12), mellom pumpen (1) og sylindrenes stempelstangside (11,12) går en forbindelsesledning (28,29) til ledningspartiet (32) for den andre hovedledning (17,32) mellom tilbakeslagsventilen (19) og pumpen (1), hvorved det i forbindelsesledningen (28,29) er anordnet en balansert tilbakeslagsventil (27) med sperreretning mot stempelbunnsiden (13,14), som kan åpnes via en styreledning (29a), som står i direkte forbindelse med hovedledningen (17,32), mellom pumpen (1) og arbeidssylindrenes stempelbunnside (13,14).

3. Styreinnretning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at betjeningsstemplene (20) for de balanserte tilbakeslagsventilene (19,27) er påvirkbare med trykkmedium på begge sider på en slik måte at den ene stempel-side via en styreledning (29a,22,44) står i forbindelse med hovedledningen (17,32) mellom pumpen (1) og stempelbunnsiden (13,14) av arbeidssylindrene, mens motstående kortside av betjeningsstemplene står i forbindelse med hovedledningen (4,9) mellom pumpen (1) og stempelstangsiden (11,12) via styreledninger (21,30,43).