PL174340B1

PL174340B1 - Urządzenie regulujące ciśnienie, do wspomagania hydrostatycznej jednostki sterującej

Info

Publication number: PL174340B1
Application number: PL94314950A
Authority: PL
Inventors: Niels Arbjerg
Original assignee: Danfoss As
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1998-07-31
Also published as: ATE167128T1; DE4342933C2; RU2123447C1; PL314950A1; WO1995016599A1; US5701970A; DK0734337T3; EP0734337B1; EP0734337A1; DE4342933A1

Abstract

1. Urzadzenie regulujace cisnienie, do wspomagania hydrostatycznej, jednostki sterujacej za pomoca sygnalu steru- jacego, wyposazone w przyrzad do pomiaru cisnienia oraz w mechanizm obrotowy zaworu suwakowego, którego jeden ele- ment jest obracany przez mechanizm sterujacy, natomiast dru- gi element jest ustawiany za pom oca silnika pomiarowego, regulujacego natezenie przeplywu, przy czym obydwa te ele- menty zaworu suwakowego, które moga obracac sie w ograni- czonym zakresie wzgledem siebie w obie strony w stosunku do polozenia neutralnego, sa zaopatrzone w otwory sterujace, polaczone przynajmniej z dwoma zamknietymi w polozeniu neutralnym przepustnicami, z których jedna znajduje sie na kanale wlotowym silnika sterujacego, a druga na przewodzie zwrotnym tego silnika sterujacego oraz jest zaopatrzone przy- najmniej w jedna, otwarta w polozeniu neutralnym, przepust- n ice steru jaca, w laczon a pom ied zy zaw ór dla sygnalu sterujacego 1 zbiornik plynu, znam ienne tym, ze przepustnica sterujaca (AS, AS1 , AS2, AS3, AS4), tworzaca lacznie z prze- pustnica szeregowa (AV, A V1, AV2) niezalezny od wejscia silnika sterujacego, szeregowy obwód, zasilany bezposrednio ze zródla cisnienia ma charakterystyke zamykania (21) obej- mujaca pelny zakres wzglednego kata obrotu (a ) elementów obrotowych zaworu suwakowego. Fig.1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie regulujące ciśnienie, przeznaczone do wspomagania hydrostatycznej jednostki sterującej za pomocą sygnału sterującego. Urządzenie to jest wyposażone w przyrząd do pomiaru ciśnienia oraz w mechanizm obrotowy zaworu suwakowego, którego jeden element jest obracany przez mechanizm sterujący, natomiast drugi element jest ustawiany za pomocą silnika pomiarowego regulującego natężenie przepływu. Obydwa te elementy, które mogą obracać się w ograniczonym zakresie w obie strony względem siebie w stosunku do położenia neutralnego, są zaopatrzone w otwory sterujące, połączone przynajmniej z dwoma, zamkniętymi w położeniu neutralnym, przepustnicami, z których jedna znajduje się na kanale wlotowym silnika sterującego, a druga na przewodzie zwrotnym tego silnika sterującego. Ponadto w przewodzie łączącym zawór sygnału sterującego ze zbiornikiem płynu znajduje się, otwarta w położeniu neutralnym, przepustnica sterująca.

W urządzeniu tego rodzaju znanym z niemieckiego opisu patentowego nr DE 3635162 oraz z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US 4620416 sygnał sterujący jest odbierany w punkcie znajdującym się pomiędzy dwoma przepustnicami umieszczonymi w kanale wlotowym, a mianowicie, między przepustnicą pomiarową i przepustnicą uzupełniającą, przy czym miejsce odbioru sygnału jest połączone ze zbiornikiem za pośrednictwem przepustnicy sterującej. W przypadku zadziałania mechanizmu sterującego przepustnica sterująca ulega zamknięciu przy możliwie najmniejszym kącie obrotu. W przeciwnym przypadku przepłynąłby przez nią płyn pod ciśnieniem, zasilający silnik sterujący, bowiem otwarte są w tym czasie przepustnicę w kanale wlotowym. Przy stosunkowo dużych kątach obrotu przepustnicy sterującej, wytwarzany sygnał sterujący staje się tak znaczny, że nie ma wpływu na spadek w przepustnicy pomiarowej w kanale wlotowym. Przejście od sposobu wyznaczania sygnału sterującego za pomocą przepustnicy sterującej do sposobu opartego na wykorzystaniu do tego celu przepustnicy pomiarowej powoduje niepożądany przyrost wartości sygnału sterującego, a tym samym niepożądany wzrost ciśnienia LS i w konsekwencji niepożądaną zmianę ciśnienia w kanałach silnika.

174 340

Również obciążenie działające na silnik sterujący wywiera dodatkowy wpływ na wielkość sygnału sterującego. Jeśli na przykład działają na niego ujemne siły sterujące, co ma miejsce w przypadku, gdy prędkość tłoka silnika sterującego przekroczy wyznaczoną konstrukcyjnie wartość maksymalną, to w konsekwencji spowodują one powstanie ujemnego ciśnienia. Powstające ujemne ciśnienie powoduje zasysanie przez kanał wlotowy płynu pod ciśnieniem, co w konsekwencji prowadzi do spadku ciśnienia w przepustnicy pomiarowej. Powstałe wskutek tego zmiany sygnału sterującego powodują wytwarzanie przez urządzenie regulacji ciśnienia zbyt niskiego ciśnienia.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji urządzenia regulującego ciśnienie do wspomagania hydrostatycznej jednostki sterującej, które umożliwi wyeliminowanie wymienionych wad znanych urządzeń i zapewni prawidłowe wspomaganie hydrostatycznej jednostki sterującej.

Cel ten zrealizowano w konstrukcji urządzenia regulującego ciśnienie do wspomagania hydrostatycznej jednostki sterującej według wynalazku, którego przepustnica sterująca, tworząca łącznie z przepustnicą szeregową niezależny od wejścia silnika sterującego, szeregowy obwód, zasilany bezpośrednio ze źródła ciśnienia ma charakterystykę zamykania obejmującą pełny zakres względnego kąta obrotu elementów obrotowych zaworu suwakowego.

Zmiana powierzchni przekroju otwarcia charakterystyki przepustnicy sterującej jest w części charakterystyki w pobliżu położenia neutralnego znacznie szybsza niż przy większych wartościach kąta obrotu.

Charakterystyka przepustnicy sterującej obejmuje korzystnie trzy części o różnym nachyleniu, będącym miarą prędkości zmian powierzchni przekroju otwarcia przepustnicy na jednostkę względnego kąta obrotu elementów obrotowych zaworu suwakowego, przy czym pierwsza część charakterystyki od położenia neutralnego do początku otwarcia przepustnicy jest stromo nachylona, druga część charakterystki aż do otwarcia drugiej przepustnicy charakteryzuje się znacznie mniejszym spadkiem, a trzecia część charakterystyki, obejmująca pozostały zakres względnego kąta obrotu, ma jeszcze mniejszy spadek.

Układ przepustnic sterujących urządzenia według wynalazku składa się korzystnie przynajmniej z dwóch połączonych równolegle przepustnic częściowych, przy czym jedna z nich, po obrocie elementów obrotowych zaworu suwakowego o niewielki kąt, znajduje się w stanie zamkniętym, natomiast gdy druga przepustnica - pozostaje w stanie otwartym.

Powierzchnia przekroju otwarcia na jednostkę kąta otwarcia drugiej przepustnicy sterującej maleje znacznie szybciej dla zakresu niewielkich kątów, a wolniej dla zakresu dużych kątów względnego obrotu elementów obrotowych zaworu suwakowego.

Sygnał ciśnieniowy formowany przez sygnał kontrolny jest odbierany w urządzeniu według wynalazku na wyjściu urządzenia regulującego ciśnienie. Przepustnica szeregowa jest korzystnie umieszczona w kanale urządzenia regulującego ciśnienie, natomiast źródło ciśnienia znajduje się korzystnie w kanale pierścieniowym wewnątrz jednostki sterującej.

Elementy obrotowe zaworu suwakowego stanowią korzystnie umieszczoną w obudowie tego zaworu tuleję zewnętrzną oraz osadzoną obrotowo wewnątrz niej tuleję wewnętrzną, przy czym w obudowie znajdują się kanały pierścieniowe i kanały osiowe, a w tulei zewnętrznej kanał pierścieniowy i otwory sterujące, tworząc układ kanałów połączeniowych i przepustnicę, przy czym kanał pierścieniowy, połączony do wyjścia jednostki sterującej dla sygnału sterującego, jest połączony przez przepustnicę szeregową z przekazującym ciśnienie wejściowe jednostki sterującej - przewodem pierścieniowym oraz przez przepustnicę sterującą z przestrzenią jednostki sterującej połączoną ze zbiornikiem.

Urządzenie według wynalazku jest korzystnie wyposażone przynajmniej w dwie przepustnicę szeregowe, z których każda włącza się przy przeciwnym kierunku obrotu elementów obrotowych zaworu suwakowego oraz przynajmniej w dwie przepustnicę

174 340 sterujące, z których każda włącza się przy przeciwnym kierunku obrotu elementów obrotowych zaworu suwakowego.

Dzięki opisanej konstrukcji silnik sterujący urządzenia jest niezależny od obciążenia, wskutek czego sygnał sterujący jest dopasowywany przez dobór charakterystyki zamykania przepustnic do warunków sterowania przez wstępny, względny obrót dwóch elementów obrotowych zaworu suwakowego. Przepustnica sterująca włączona do kanału wlotowego pracuje dzięki temu w pełnym zakresie roboczym kątów obrotu tych elementów, a wielkość przepływu poprzez obwód szeregowy może być nawet tak mała, aby ilość dostarczanego do jednostki sterującej płynu pod ciśnieniem, w stanie spoczynku urządzenia, była wystarczająca do utrzymania jego stałej temperatury.

Wyeliminowanie w dotychczasowych rozwiązaniach usytuowania przepustnicy pomiarowej w kanale wlotowym prowadzi również do zmniejszenia spadku ciśnienia w jednostce sterującej podnosząc jej sprawność. Nie występuje również konieczność utrzymywania przepustnicy pomiarowej w pozycji otwartej, co stwarza problemy wykonawcze.

Dzięki opisanemu kształtowi charakterystyki przepustnicy sterującej uzyskuje się w początkowej fazie działania elementu sterującego stosunkowo silny sygnał sterujący, co umożliwia uzyskanie odpowiednio wysokiego ciśnienia w urządzeniu regulującym ciśnienie. Ponadto w przypadku otwarcia kanału przechodzącego przez silnik sterujący zarówno od strony wejścia, jak i od strony zwrotnej, zapewnia się działanie sterujące z odpowiednią silą.

Szczególnie korzystną cechą konstrukcyjną urządzenia jest wyposażenie go w układ złożony przynajmniej z dwóch przepustnic sterujących, połączonych równolegle, z których pierwsza zamyka się już przy niewielkim kącie elementów obrotowych zaworu suwakowego, podczas gdy druga pozostaje otwarta, co umożliwia odtworzenie ze szczególną dokładnością charakteiystyk zamykania tych przepustnic.

Ponadto korzystne jest wyposażenie urządzenia w układ dwóch szeregowych przepustnic, z których jedna lub druga włącza się zależnie od względnego kierunku obrotu elementów obrotowych zaworu suwakowego, bowiem przepustnicę szeregowe mogą mieć wówczas konstrukcję podobną do innych przepustnic stosowanych w urządzeniu.

Wynalazek jest przykładowo wyjaśniony na rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia schemat działania urządzenia sterującego wraz z urządzeniem regulującym według wynalazku; fig. 2 - wykres przekroju poprzecznego otwarcia przepustnic, w funkcji kąta a względnego obrotu; fig. 3 - jednostkę sterującą urządzenia według wynalazku w przekroju; fig. 4 - schemat instalacji elektrycznej jednostki sterującej.

Figura 1 przedstawia jednostkę sterującą 1, wyposażoną w pompę 2 o stałej wydajności objętościowej, połączoną przez urządzenie 3 regulujące ciśnienie wspomagania tej jednostki 1. Urządzenie to składa się z regulowanego zaworu suwakowego, które uruchamia hydrauliczny silnik sterujący 4 za pomocą sygnałów generowanych przez mechanizm sterujący 5. Urządzenie 3 regulujące ciśnienie jest zaopatrzone w wyjście CF, przekazujące ciśnienie sterowania i wyjście EF, dostarczające nadmiar płynu do zbiornika 6. Ciśnienie o żądanej wartości jest generowane przez zawór suwakowy, przy czym w znajdującej się na fig. 1, po prawej strome, komorze ciśnieniowej 8 ciśnienie ma taką samą wartość jak na połączonym z nią za pomocą kanału 9 wyjściu CF. W kanale 9 znajduje się przepustnica AK. Lewa komora ciśnieniowa 10, o nieco mniejszym ciśnieniu, jest połączona z jednej strony z wyjściem CF, a z drugiej - przez kanał 9a z przepustnicą szeregową AV, dzięki czemu płyn może przepływać z tej komory 10 przez przewód 12 i przepustnicę sterującą AS do zbiornika 6. Komora ciśnieniowa 10, w której jest umieszczona sprężyna 11 oddziałująca na suwak zaworu stanowi zatem rodzaj zaworu obwodu szeregowego położonego między wyjściem CF i zbiornikiem 6, zawierającego przepustnicę szeregową AV i przepustnicę sterującą AS, umożliwiając odebranie sygnału sterującego S w postaci ciśnienia sterującego.

Jednostka sterująca 1 ma wlot P po stronie ciśnienia, połączony przez kanał wlotowy 13 z wyjściem CF urządzenia 3 regulującego ciśnienie oraz wyście T - połączone

174 340 z jednej strony ze zbiornikiem 6, z drugiej zaś przez kanał zwrotny 17, przepustnicę A5 i otwór przelotowy L - z silnikiem sterującym 4. Umieszczony w jednostce sterującej 1 otwór LS dla sygnału sterującego łączy się przez kanał 12 z komorą ciśnieniową 10, natomiast wlot 14 jest połączony kolejno przez: zawór zwrotny 15, przepustnicę A2, silnik pomiarowy 16 oraz przepustnicę A3 i A4 i otwór przelotowy R z silnikiem sterującym 4. Przepustnicę A2 i A3 służą do włączania silnika pomiarowego 16 w kanał wlotowy, zaś zamknięte w położeniu neutralnym jednostki sterującej przepustnicę A4 i A5 otwierają się podczas działania mechanizmu sterującego 5, przy czym otwarcie przepustnicy A5 jest późniejsze niż A4, natomiast otwarta w położeniu neutralnym przepustnica sterująca AS zamyka się stopniowo w czasie działania mechanizmu sterującego 5.

Działanie opisanej jednostki sterującej różniącej się od znanych konstrukcji sterujących typu ORBiTOL, opracowanych również przez twórcę niniejszego wynalazku, tym, że jest wyposażona w dodatkowy obwód z przepustnicą sterującą AS, jest następująca: Mechanizm sterujący 5, mający na przykład postać pokrętła ręcznego, powoduje obrót jednego z elementów obrotowych zaworu suwakowego natomiast silnik pomiarowy 16 oddziałuje na drugi element obrotowy tego zaworu. Jeżeli względny kąt obrotu a obydwu obracanych elementów zaworu suwakowego przekroczy określoną wartość, spowoduje otwarcie zamkniętej w neutralnym położeniu jednostki sterującej 1 przepustnic A2, A3 i A4 na kanale wlotowym 13 i przepustnicy A5 na kanale zwrotnym 17. Przepływ płynu pod ciśnieniem pobudza silnik pomiarowy 16, wskutek czego przepustnicę A4 i A5 zostają ponownie uruchomione w kierunku zamykania. Zamknięcie sterujące jest określone ilością płynu pod ciśnieniem, dostarczaną do silnika sterującego 4, natomiast prędkość sterowania jest zdeterminowana stanem otwarcia poszczególnych przepustnic. Charakteiystyka zamykania przepustnicy sterującej AS zostaje dobrana w taki sposób, aby do silnika sterującego 4 były przekazywane stosunkowo duże ilości płynu pod ciśnieniem, przy zachowaniu odpowiedniej wartości ciśnienia.

Figura 2 przedstawia wykres zmiany powierzchni przekroju otwarcia F poszczególnych przepustnic A2 i A3, A4, A5 i AS w funkcji względnego kąta obrotu a obrotowych elementów zaworu suwakowego. Charakterystyka 18 dotyczy przepustnic A2 i A3, charakterystyka 19 - przepustnicy A4, charakterystyka 20 - przepustnicy A5, zaś charakterystyka 21 dotyczy przepustnicy sterującej AS. Z charakterystyk wynika, że przepustnicę A2 i A3 są w położeniu neutralnym jednostki sterującej otwarte (wartości α = 0 odpowiada określona wartość powierzchni otwarcia F), natomiast przepustnicę A4 i A5 są w tym położeniu zamknięte (dla przepustnicy A4 wartości powierzchni przekroju otwarcia F = 0 odpowiada kąt α = 0, zaś dla przepustnicy A5 - wartości F = 0 odpowiada określona wartość względnego kąta obrotu α), wobec czego przepustnica A4 otwiera się już przy bardzo małym kącie względnego obrotu, natomiast przepustnica A5 otwiera się przy nieco większym kącie obrotu. W miarę wzrostu kąta obrotu powierzchnie F przekroju otwarcia rosną, aż do wartości maksymalnej.

Przepustnica sterująca AS jest w położeniu neutralnym w pełni otwarta, a jej charakterystyka 21. obejmuje pełny zakres roboczy kąta obrotu α i dzieli się na trzy części 22, 23 i 24. W pierwszej części 22 charakterystki 21, który jest realizowany na początku operacji sterowania, jej powierzchnia przekroju otwarcia F · dość gwałtownie zmniejsza się. Ciśnienie sygnału sterującego S w tym czasie odpowiednio szybko rośnie. Kiedy więc zaczyna się otwierać przepustnica A4, istnieje już dość znaczne ciśnienie robocze na wysciu CF urządzenia regulacji ciśnienia. Druga część 23 charakterystyki 21, która obejmuje czas od początku otwarcia przepustnicy A4 do początku otwarcia przepustnicy A5 ma mniej strome pochylenie, co oznacza, że powierzchnia F przekroju otwarcia przepustnicy sterującej w dalszym ciągu maleje, lecz z mniejszą prędkością w stosunku do wzrostu względnego kąta obrotu α. Trzecia część 24, obejmująca pozostały zakres dużych wartości względnego kąta obrotu ma jeszcze łagodniejsze pochylenie. Wynikający stąd dalszy wzrost ciśnienia sygnału sterującego służy tylko do kompensacji

174 340 powiększonych sił przeciwdziałania, jakie powstają wskutek szybkiego ruchu sterującego. Charakterystyka 21 nie musi być oczywiście złożona z odcinków prostoliniowych, lecz może mić ciągłe, krzywoliniowe przejścia między jej poszczególnymi częściami. Stroma część początkowa 22 charakterystyki 21 oznacza, że zawór suwakowy w urządzeniu 3 regulacji ciśnienia szybko otwiera wyjście CF. Po otwarciu ostatniej przepustnicy A4 w kanale wlotowym 13, występuje już stosunkowo wysokie ciśnienie robocze. Wartość tego ciśnienia dalej rośnie, w miarę obrotu pokrętła mechanizmu sterującego, powodując rozpoczęcie czynności sterowania. Występujące wówczas w silniku sterującym 4 wysokie ciśnienie umożliwia natychmiastowe dostosowanie się do przeniesienia niezbędnej siły sterującej.

Figura 3 przedstawia jednostkę sterującą 101, której obudowa 30 jest zaopatrzona w otwór 31, w którym jest osadzona obrotowo tuleja zewnętrzna 32 wraz z osadzoną obrotowo wewnątrz niej tuleją wewnętrzną 33. Wałek 34 silnika pomiarowego 116 jest połączony za pomocą poprzecznego sworznia z zewnętrzną tuleją 32. Natomiast mechanizm sterujący 5 jest połączony za pomocą łącznika 35 z tuleją wewnętrzną 33. Tuleja wewnętrzna 33 i tuleja zewnętrzna 32 są wzajemnie ze sobą połączone za pomocą sprężyn płytkowych 36, umożliwiających ich wzajemny, ograniczony obrót.

Silnik pomiarowy 116 stanowi silnik zębaty, złożony z uzębionego wewnętrznie pierścienia 37 oraz z współpracującego z nim i znajdującego się w jego środku koła zębatego 38, przy czym pierścień zębaty 37 ma oś przesuniętą względem osi koła zębatego 38, tworząc komorę 39. Silnik pomiarowy 116 jest przykryty z zewnątrz za pomocą pokrywy 40.

Tuleje 32 i 33 tworzą dwa człony mechanizmu obrotowego 41 zaworu suwakowego. Pierścieniowy kanał 42, znajdujący się w obudowie 30, jest połączony przez wyjście T ze zbiornikiem 6, pierścieniowy kanał 43 - z lewostronnym otworem L silnika pomiarowego 116, zaś pierścieniowy kanał 44 - z prawostronnym otworem R silnika. Układ kanałów i otworów sterujących 45, 46 jest połączony z komorą 39 silnika pomiarowego 116, natomiast pierścieniowy kanał 47 jest połączony przez otwór P z wlotem 14 jednostki sterującej 1, zaś pierścieniowy kanał 48 - z otworem LS tej jednostki 1 przeznaczonym dla sygnału sterującego S.

Tuleja wewnętrzna 33 jest ponadto zaopatrzona w utworzone w jej wycięciach kanały osiowe, na przykład 49, a tuleja zewnętrzna 33 - w otwory sterujące, na przykład 50, które tworzą układ kanałów łączących i przepustnic jednostki sterującej 1.

Figura 4 przedstawia układ połączeń hydraulicznych jednostki sterującej 201. Oznaczenia poszczególnych części na tym schemacie mają przed oznaczeniem odpowiadającym fig. 1 dodaną liczbę 2, na przykład oznaczeniu 1 odpowiada oznaczenie 201, oznaczeniu 13 - oznaczenie 213 itd. Płyn pod ciśnieniem doprowadzony przez kanał 213 dopływu do pierścieniowego kanału 47 oraz przez otwór P silnika pomiarowego 216 do wlotu 14 jednostki sterującej 201, a następnie do kolejnych przepustnic A2 i A3, po czym przez kanał rozdzielacza 51 do przepustnicy A4 oraz przez otwór wlotowy R do silnika sterującego 4, a stąd otworem przelotowym L przez przepustnicę A5 do wejścia T zbiornika 6. W przypadku, gdy kierunek obrotu elementów mechanizmu obrotowego 41 zaworu suwakowego jest przeciwny, płyn pod ciśnieniem przepływu kolejno przez przepustnicę A2, A3, A4 i A5.

Pierścieniowy kanał 48, który ma połączenie z otworem LS dla sygnału sterującego jest połączony za pomocą przepustnicy szeregowej AV1 z pierścieniowym kanałem 47, przenoszącym ciśnienie sygnału. W przypadku, gdy sterowanie jest wynikiem przeciwnego kierunku obrotu elementów mechanizmu obrotowego 41, włącza się druga przepustnica szeregowa AV2. Pierścieniowy kanał 48 jest ponadto połączony za pomocą dwóch równoległych przepustnic sterujących AS1 i AS3 z kanałem rozdzielczym 52 oraz za pomocą dwóch równoległych przepustnic AS3 i AS4 z kanałem rozdzielczym 53. Jedna z równoległych przepustnic sterujących AS1, AS3, po dokonaniu obrotu o niewielki kąt, pozostaje

174 340 całkowicie zamknięta, natomiast druga równoległa przepustnica sterująca AS2, AS4 jest aktywna.

Kanały rozdzielcze 52 i 53 są połączone za pomocą odpowiedniej, przełączanej przepustnicy szeregowej AV1 i AV2 z wejściem T zbiornika, zapewniając tym działanie we właściwym kierunku przepustnic sterujących AS1, As2 i AS2 i AS3, AS4.

W tym celu odpowiednie przepustnicę szeregowe AV1, AV2 są odpowiednio połączone zarówno z właściwymi przepustnicami sterującymi AS1, AS2 i AS3, AS4 między pierścieniowym kanałem 47 a wejściem T zbiornika, jak i z zaworem dla sygnału sterującego S w pierścieniowym kanale 48. Ciśnieniowy sygnał sterujący S i sprężyna 211 działają na zawór suwakowy 207 w jednym kierunku, mianowicie od lewej strony, natomiast ciśnienie na wyjściu CF działa od prawej strony.

Wyposażenie urządzenia według wynalazku obejmuje również ciśnieniowy zawór odciążający 54, ograniczający ciśnienie sygnału sterującego S oraz zawór ssący 55, który wyrównuje ujemne ciśnienia w kanale 213. ,

Powyższy opis przykładowego rozwiązania urządzenia nie ogranicza koncepcji wynalazku, bowiem rozwiązanie to może być różnorodnie modyfikowane. Na przykład, obrotowe zawory suwakowe mogą być zamienione przez płaskie zawory suwakowe. Jako urządzenie sterujące ciśnieniem może być także zastosowana pompa o zmiennej wydajności.

Urządzenie sterujące według wynalazku jest szczególnie użyteczne w hydrostatycznych jednostkach sterujących stosowanych w pojazdach mechanicznych.

174 340

Fig.4

202

174 340

Fig.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie regulujące ciśnienie, do wspomagania hydrostatycznej, jednostki sterującej za pomocą sygnału sterującego, wyposażone w przyrząd do pomiaru ciśnienia oraz w mechanizm obrotowy zaworu suwakowego, którego jeden element jest obracany przez mechanizm sterujący, natomiast drugi element jest ustawiany za pomocą silnika pomiarowego, regulującego natężenie przepływu, przy czym obydwa te elementy zaworu suwakowego, które mogą obracać się w ograniczonym zakresie względem siebie w obie strony w stosunku do położenia neutralnego, są zaopatrzone w otwory sterujące, połączone przynajmniej z dwoma zamkniętymi w położeniu neutralnym przepustnicami, z których jedna znajduje się na kanale wlotowym silnika sterującego, a druga na przewodzie zwrotnym tego silnika sterującego oraz jest zaopatrzone przynajmniej w jedną, otwartą w położeniu neutralnym, przepustnicę sterującą, włączoną pomiędzy zawór dla sygnału sterującego i zbiornik płynu, znamienne tym, że przepustnica sterująca (AS, AS1, AS2, AS3, AS4), tworząca łącznie z przepustnicą szeregową (AV, AV1, AV2) niezależny od wejścia silnika sterującego, szeregowy obwód, zasilany bezpośrednio ze źródła ciśnienia ma charakterystykę zamykania (21) obejmującą pełny zakres względnego kąta obrotu (a) elementów obrotowych zaworu suwakowego.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zmiana powierzchni (F) przekroju otwarcia charakterystyki (21) przepustnicy sterującej (AS) jest w części (22) charakterystyki (21) w pobliżu położenia neutralnego znacznie szybsza niż przy większych wartościach kąta obrotu.
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że charakterystyka (21) przepustnicy sterującej (AS) obejmuje trzy części o różnym nachyleniu, będącym miarą prędkości zmian powierzchni (F) przekroju otwarcia przepustnicy na jednostkę względnego kąta (α) obrotu elementów obrotowych zaworu suwakowego, przy czym pierwsza część (22) charakterystyki (21) od położenia neutralnego do początku otwarcia przepustnicy (A4) jest stromo nachylona, druga część (23) charakterystyki (21) aż do otwarcia drugiej przepustnicy (A5) charakteryzuje się znacznie mniejszym spadkiem, a trzecia część (24) charakterystyki (21), obejmująca pozostały zakres względnego kąta obrotu, ma jeszcze mniejszy spadek.
4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że układ przepustnic sterujących (AS) składa się przynajmniej z dwóch połączonych równolegle przepustnic częściowych (AS1 i AS2 oraz AS3 i AS4), przy czym jedna z nich (AS1 lub AS3), po obrocie elementów obrotowych zaworu suwakowego o niewielki kąt (α), znajduje się w stanie zamkniętym, natomiast gdy druga przepustnica (AS2 lub AS4) - pozostaje w stanie otwartym.
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że powierzchnia przekroju otwarcia na jednostkę kąta otwarcia (α) drugiej przepustnicy sterującej (AS2, AS4) maleje znacznie szybciej dla zakresu małych kątów (α), a wolnej dla zakresu dużych kątów (α) względnego obrotu elementów obrotowych zaworu suwakowego.
6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sygnał ciśnieniowy formowany przez sygnał kontrolny jest odbierany na wyjściu (CF) urządzenia (3, 203) regulującego ciśnienie.
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że przepustnica szeregowa (AK) jest umieszczona w kanale urządzenia (3) regulującego ciśnienie.
8. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienne tym, że źródło ciśnienia znajduje się w kanale pierścieniowym (47) wewnątrz jednostki sterującej (101, 201).
9. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że elementy obrotowe zaworu suwakowego stanowią umieszczoną w obudowie (30) tego zaworu tuleję zewnętrzną (32) oraz osadzoną obrotowo wewnątrz niej tuleję wewnętrzną (33), przy czym w obudowie (30) znajdują się kanały pierścieniowe (42, 43, 44) i kanały osiowe (47), a w tulei zewnętrznej (32) kanał pierścieniowy (48) i otwory sterujące (50), tworząc układ kanałów połączeniowych i przepustnicę, przy czym kanał pierścieniowy (48), przyłączony do wyjścia (LS) jednostki sterującej (1, 101, 201) dla sygnału sterującego jest połączony przez przepustnicę szeregową (AV1; AV2) z przekazującym ciśnienie wejściowe jednostki sterującej (1, 101, 201) przewodem pierścieniowym (47) oraz przez przepustnicę sterującą (AS1, AS2; AS2, AS4) z przestrzenią jednostki sterującej (1, 101, 201), połączoną ze zbiornikiem (6).
10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że jest wyposażone przynajmniej w dwie przepustnicę szeregowe (AV1), (AV2), z których każda włącza się przy przeciwnym kierunku obrotu elementów obrotowych (32, 33) zaworu suwakowego.
11. Urządzenie według zastrz. 9 albo 10, znamienne tym, że jest wyposażone przynajmniej w dwie przepustnicę sterujące (AS1, AS2; AS3, AS4), z których każda włącza się przy przeciwnym kierunku obrotu elementów obrotowych (32, 33) zaworu suwakowego.