SE433963B - Fjerrkontrollanordning for en hydraulkran - Google Patents

Description

soo1916-9 10 15 20 25 30 35 2 Det första förfarandet har emellertid en nackdel genom att svaret vid hastighetsregleringen är långsamt och att det är svårt att exakt stoppa en upphängd last vid ett önskat ställe. Det andra förfarandet har en fördel, som innebär att funktionen är jämn och att svars- tiden inte har någon fördröfining. Det andra förfarandet fhar emellertid nackdelar, genom att en proportionell, elektromagnetisk flödesreglerventil, som skall användas för reglering av flödeshastigheten, har komplicerad konstruktion och är dvr samt att oljetrycket stiger även under låghastighetskörning till inställningstrvc- ket för en avlastningsventil, som normalt finns i hydraul- reglerkretsen, t ex till 145 kg/cmz, så att en stor belastning kontinuerligt appliceras på hvdraulpumpen under normal drift, tur i hvdrauloljan och ett ökat buller från motorn och vilket resulterar i en ökad tempera--, hvdraulkretsen. _ 7 Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en fjärrkontrollanordning för en hydraulkran, vil- ken anordning har en utmärkt hastighetsreglerfunktion och är fri från tidigare nämnda nackdelar.

Uppfinningen bygger på både teoretiska och empi-_ riska aspekter, som innebär att hastighetsreglering genom tryckreglering ger ett bättre hastighetsreglersys- tem i förhållande till andra konventionella system, Detta skiljer sig från tidigare uppfattningar, som inne- bär att ett tryckreglersvstem för reglering av en kran- frörelses hastighet är olämpligt på grund av instabili- 1 tet vid regleringen. Föreliggande uppfinning ger emeller- tid möfilighet till íämn hastighetsreglering till en låg kostnad genom användning.av en.proportionell, elek-~ tromagnetisk avlastningsventil vid regleringen av kran- rörelsens hastighet.

Ovan nämnda ändamål uppnås med en fjärrkontrollen- ordning för en hvdraulkran, vilken anordning känneteck- nas därav, att hvdraulreglerkretsen har en proportionell solenoidavlastningsventil, som är kopplad till hydraul- pumpens utloppssida för att shunta hydraulpumpen till 10 15 20 25 30 35 _ren 2. 8001916-9 3 hydrauloljebehàllaren, och att manöverterminalutrust- ningen har en potentiometer, som är elektriskt kopplad till avlastningsventilen och till en manuellt regler- bar hastighetsreglerutlösare för styrning av potentio- metern, varvid hastigheten för hydraulkranens olika delar regleras genom regleringen av hydrauloljetryc- ket, som åstadkommas genom selektiv manövrering av den proportionella solenoidavlastningsventilen.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan med hjälp av utföringsexempel under hänvisning till medföljande ritningar. Fig. l visar ett hydraulkretsschema för en fjärr- kontrollanordning enligt föreliggande uppfinning. Fig. 2 visar en schematisk sektionsvy av en proportionellsolenoid- avlastningsventil för användning i hydraulkretsen i fig. 1.

Fig. 3 visar ett elektriskt reglerkretsschema för fjärr- kontrollanordningen. Fig. 4 visar en planvy av en manöver- terminalutrustning. Fig. 5 visar en sektion längs linjen V-V i fig. 4. Fig. 6 visar ett diagram över förhållandet mellan oljetrycket vid pumputloppet och en svängningshastig-, het. Fig. 7 visar ett diagram över förhållandet mellan oljetrycket i pumputloppet och en upplindningshastighet.

Fig. l visar den fundamentala konstruktionen av hydraul- kretsen för en fjärrkontrollanordning enligt föreliggande uppfinning. En hydraulpump 1 drivs medelst ett kranfordons motor. En hydrauloljebehållare 2 är monterad på kranfor- donet. En hydrauloljematningsledning 3 är kopplad till hydraulpumpens l utloppssida och en hydrauloljereturled- ning 4 är anordnad att återföra hydrauloljan till behålla- En derrickcylinder 5, en vinschmotor 6, en bom- teleskopcylinder 7 och en svängmotor 8 är parallell- kopplade med hydrauloljematnings- och returledningarna 3 och 4 via manöverväljarsolenoidventiler 9, 10, ll och 12 samt ledningar l5a, l5b, l6a, l6b, l7a, l7b, l8a och l8b.

Solenoidventilerna 9, 10, ll och 12 har solenoider 9a, 9b, 10a, lOb, lla, llb, l2a och l2b.

En returförbikopplingsledning 19 förbinder hyd- raulpumpens l_utloppssida i ovan nämnda hydraul- krets med hydrauloljebehållaren 2 och en proportionell 48001916-9 15 20 25 30 35 4 solenoidavlastningsventil 20 är anordnad i förbikopplings- ledning 19.

Fig. 2 visar ett exempel på konstruktionen av avlast- ningsventilen 20. Ett huvudventilhus 21 har en ventilborr- ning, som bildar ett ihâligt utrymme 22 i huset. En huvud- slid 23 är glidförskjutbart anordnad i det ihåliga ut- axiell riktning sliden 23 och 22 och denna' rymmet 22 och är rörlig i longitudinell, för ventilen. En krage 24 är anordnad på definierar en tryckkammare 25 i utrymmet kammare 25 har en inloppsport 26, vilken kommunicerar med hydrauloljematningsledningen 3 vid hydraulpumpens l ut- loppssida, och en utloppsport 27 för anslutning till be- hållaren 2. En fjäder 28-påverkar sliden 23 på sådant sätt, att en ventilände 29 av sliden 23 normalt anligger mot ett ventilsäte 30 vid utloppsporten 27. En kanal 31 sträcker sig genom kragen 24 i slidens 23 axialriktning,_ så att tryckkammaren 25 står i förbindelse med en övre kammare 32. Den övre kammaren 32 är ansluten till en ände av en pilotledning 33, vars motsatta ände är kopplad till en pilotventil 34 vid en port 35 i denna ventil. Pilot- ventilen 34 har en utloppsport 36, som medger förbindelse mellan en ventilkammare 37 i pilotvsntilen 34 och hydraul- oljebehållaren 2. En pilotslid 38 är glidförskjutbart' anordnad i ventilkammaren 37. En aktiveringsstâng 39 är fäst på pilotsliden 38 vid dess ena ände, medan stångens motsatta ände är försedd med en solenoidspole 40, vilken förflyttbart hålles i magnetfältet av en spolmagnet 41, att pilotsliden 38 pressas mot ventilsätet 42 med en kraft, som är porportionell mot en genom spolen 40 flytande 'elektrisk ström. .

Regleringsfunktionen av utloppsoljetrycket i hydraul- pumpen l och följaktligen oljetrycket i hydrauloljemat- ningsledningn 3 med hjälp av den proportionella solenoid- lastningsventílen med ovan nämnda konstruktion kommer att beskrivas nedan. Oljetrycket i hydrauloljematningsledning- en 3, vilket alstrats av hydraulpumpen l fortplantas till pilotsliden.38 i pilotventilen 34 via porten 26, tryck- kammaren 25, kanalen 31 och den övre kammaren 32 i huvud- 10 15 20 25 30 35 8001916-9 5 ventilhuset 21, pilotledningen 33 och porten 35. Så länge som kraften, sonxpåverkar pilotsliden 38 på grund av oljetrycket från matningsledningen 3,är mindre än den kraft, som pressar pilotsliden 38 mot ventilsätet 42, hålles Sliden 38 i anliggning mot ventilsätet 42, varigenom trycket i den övre kammaren 32 på grund av hydraulolja genom kanalen 3l,balancerar trycket i tryckkammaren 25.

Detta innebär att sliden 23 med ett lätt tryck pressas mot ventilsätet 30 genom fjäderns 28 elasticitet, varigenom oljeflöde från tryckkammaren 25 till behållaren 2 förhindras. Således bringar den kontinuerligt roterande hydraulpumpen l sitt utloppstryck och följaktligen olje- trycket i ledningen 3 att fortsätta öka.

Näroljetrycket på_pilotsliden 38 via ledningen 33 överstiger tidigare nämnda tryck, som alstras medelst den elektriska strömmen i spolen 40 och pressar sliden 38 mot ventilsätet 42, skjuter oljetrycket sliden 38 bort från ventilsätet 42. Således avtappas oljan till behållaren 2 via porten 36, vilket resulterar i tryckreducering i, den övre kammaren 32 i ventilhuset 21, varigenom sliden 23 skjutes upp av oljetrycket i tryckkammaren 25 och förflyttas bort från ventilsätet 30 samt öppnar porten 27 i riktning mot behållaren 2. Således kan ett oljetryck, som är proportionellt mot den genom spolen 40 flytande, elektriska strömmen, bibehållas vid matnings- ledningen 3.

När strömmen genom spolen 40 ökar successivt från noll, kan oljetrycket i matningsledningen 3 successivt ökas. När strömmen genom spolen 40 regleras tillett önskat värde, kan oljetrycket vid utloppsporten från pumpen l regleras till en önskad nivå, som är proportionell mot strömmen i solenoid- spolen.

Konstruktionen av avlastningsventilen-är inte begränsad till ovan beskrivna konstruktion utan en lämplig elektrisk, mot oljetryck proportionell reglerventil av konventionell konstruktion kan också användas.

Fig. 3 visar en elektrisk krets för reglering av de tidigare nämnda manöverväljarsolenoidventilerna 9, 10, ll 8001916-9 10 15 20 25' 30 35 6 och 12 och den proportionella solenoidavlastningsventi- len 20, varvid hänvisningssiffran 44 representerar en hydraulreglerkrets för en krandel efter en fordonsdel och varvid hänvisningssiffran 43 representerar en manö- verterminalutrustning. En spänningskälla 45 kan vara ett bilbatteri, som är monterat på ett kranchassi, och *kranmanöverströmställare 46, 47, 48 och 49 reglerar elektriska strömmar till solenoiderna 9a, 9b, l0a, l0b, lla, llb, l2a och l2b hos manöverväljarsolenoidventi- lerna 9, 10, ll och 12. En transistor 50 styr den elek- .triska strömmen till avlastningsventilen 20 och en fler- ledarkabel S2 är anordnad att elektriskt sammankoppla krandels- och fordonsdelskretsen 44 och manövertermi- 'nalutrustningen 43. Kabeln 52 är företrädesvis en klo- roprenisolerad CTS-kabel (“cabtyre cable“) och kabel- längden kan väljas efter behov, t ex 5-10 m kabelsektion bör vara tillräcklig 1 ae flesta fail.

En potentiometer 51 i den elektriska reglerkretsen innefattar en_spole av motståndstråd och spänningen över spänningskällan 45 lägges på motståndstrådspolen.

En önskad spänning alstras vid en borste genom förflytt-n ning av denna längs motståndstråden. Spänningen vid ut- V tagsborsten matas till transistorns 5 basingâng, så att en stor ström, som är porportionell mot basspänningenj dvs potentiometerns borstspänning, avges från transistorns emitterelektrod. Transistorn i detta exempel antages verka som en strömförstärkare med en spänningsförstärk- ning av värdet 1. Således kan oljetrycket vid utloppet från hydraulpumpen l medelst avlastningsventilen regle- ras och inställas till ett värde, som är proportionellt mot utspänningen från transistorn (den elektriska ström- men är proportionell mot spänningen i detta fall).

Oljetrycket vid pumputloppet kan inställas till ett godtyckligt värde genom manövrering av potentiometerns borstläge, varigenomIñrelsehastigheternapåolikakrandelar kan inställas till ett godtyckligt värde.

Fig. 4 och 5 visar ett exempel på manöverterminal- 10 15 20 25 30 35 8001916-9 7 utrustningen, som innefattar ett handtagsparti 53, en strömställarpanel 54 och ett potentíometerhus 55 samt fyra kranmanöverväljareströmställare 46, 47, 48 och 49, som mot- svarar de fyra kranmanövertyperna, äranordnade på ström- ställarpanelen 54 längs.en rät linje. Potentiometern 51, som är placerad i huset 55, har en rotationsaxel 56, som uppbär ett på axeln fäst drev 57, och ett sektorkugghjul 58, som står i ingrepp med drevet 57,är fäst på en axel 59.

En hastighetsreglerutlösare 60 har en ände, som är fäst på axeln 59, och en motsatt ände, som skjuter ut under hand- tagspartiet 53, så att sektorkugghjulet 58 vrids för vrid- ning av potentiometern 5l, när man påverkar utlösaren 60 mot verkan av en fjäder 61. Strömförstärkningstransistorn 50 är anordnad i huset 55 och elektriskt kopplad till po- i hand- tagspartiet 53 för anslutning av utrustningen 43 till kret- tentiometerns 51 glidkontakt. Kabeln 52 är införd sen 44 på kran- och fordonssidan.

Med fjärrkontrollanordningenovanlunienoperatör,som arbetarpâavstândfrånkran-ochfordonsdelen,förstgöra en kran färdig för en arbetssituation, genonxatt t ex höja eller sänka bommen, lyfta eller sänka en last, utskjuta eller dra- ga in bommen eller svänga den med- eller moturs . Detta åstad- kommer operatören genom att hålla manöverterminalutrust- ningen 43 i handen och selektivt aktivera manöverväljar- strömställarna 46-49, varefter trycket i hydraulmanöveroljan höjs genom aktivering av utlösaren 60 på sådant sätt, att trycket i hydrauloljan styrs i beroende av höjnings- eller sänkningstillstând hos bommen, närvaron av, avsaknaden av eller storleken på en last och utskjutnings- och indrag- ningstillstånd hos bommen, varigenom kranmanöverhastigheten kan regleras.

Fig. 6 visar ett diagram över förhållandet mellan oljetrycket kg/cmz vid pumputloppet (abskissan) och vilket förhållande âstadkommits genom nedteckning av data, som uppsamlats svängningshastigheten rpm (ordinatan), vid experiment under olika driftstillstånd. Kurvan A gäller för indragen bom med en 750 lutning utan last, kurvan B för indragen bom i horisontellt läge utan last, kurvan C 8001916-9 10 15 20 25 8 för utskjuten bom i horisontellt läge utan last och kurvan D för utskjuten bom i horisontellt läge med en 500 kg last. Fig. 7 visar ett diagram över förhållandet mellan oljetrycket kg/cmz vid pumpens utlopp (abskissan) och lyfthastigheten i rpm (med fyra linor; ordinatan), vilket förhållande nedtecknades med hjälp av från experi- ment uppsamlade data, vilka härrör från upphängda laster av 0 t (WO), 0,2 t (Wl), 0,5 t (W2), 1,0 t (W3) och 1,5 t (W4). De streckprickade linjerna M och H visar gränser för instabila zoner av oljetryckregleringen på grund av minimalt oljetryck respektive överdrivet stor flddes- nasfighet. ' f Driftshastigheten för de hydrauliska aktiveringsorganen för manövrering av kranen styrs genom reglering av olje- trycket vid en hydraulpumps utloppssida, dvs hydraulolje- trycket, genom användning av en proportionell solenoidav- lastningsventil, varigenom manövern blir jämn utan någon tidsfördröjning. Jämfört med ett fall, då en proportionell solenoidflödeshastighetsreglerventil.användes,har regler- ventilen enligt uppfinningen enklare konstruktion och är billigare. Med tryckreglersystemet enligt föreliggande uppfinning kan kranen manövreras vid ett minsta möjliga oljetryck för varje hastighet under hela hastighetsområdet från låg till hög hastighet, så att ingen förlustlast appliceras på hydraulpumpen, vilket ger energibesparing, vid en motor och minimering av bullernivån vid motorn och hydraulkretsen.

Claims (3)

1. 0 l5 20 25 30 35 8001916-9 PATENTKRAV l. Fjärrkontrollanordning för en hydranlkran, vilken anordning har en hydrauloljebehållare (2); en till hyd- rauloljebehållaren kopplad hydraulpump (l); en hydraul- oljematnings-returkrets (3, 4), vilken är kopplad till hydraulpumpen och oljebehållaren; en derrickcylinder (5); en bomteleskopcylinder (7); en vinschmotor (6); en sväng- motor (8); en hydraulreglerkrets (44) med manöverväljar- solenoidventiler (9, 10, 11, 12), varvid cylindrarna och motorerna är parallellkopplade med matnings-returkretsen (3, 4) via manöverväljarsolenoidventilerna och en manöver- terminalutrustning (43), som har till resp manöverväljar- solenoidventil elektriskt kopplade manöverväljarström- ställare (46, 47, 48, 49) -k ä n n e t e c k n a d därav, att hydraulreglerkretsen (44) har en proportionell sole- noidavlastningsventil (20), som är kopplad till hydraul- pumpens (1) utloppssida för att shunta hydraulpumpen till hydrauoljebehållaren (2), och att manöverterminalutrust- ningen (43) har en potentiometer (51), som är elektriskt kopplad till avlastningsventilen och till en manuellt reg- lerbar hastighetsreglerutlösare (60) för styrning av po- tentiometern, varvid hastigheten för hydraulkranens olika delar regleras genom reglering av hydrauloljetrycket, som âstadkommes genom selektiv manövrering av den proportio- nella solenoidavlastningsventilen (20).

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att den proportionella solenoidavlastnings- ventilen (20) har ett huvudventilhus (21) och en i en ven- tilborrning (22) av huvudventilhuset glidförskjutbart an- ordnad huvudslid (23): att huvudsliden har en krage (24), som delar ventilborrningen i en tryckkammare (25) och en pilottryckkammare (32); att tryckkanunaren har en till hyd- raulpumpens (1) utloppssida kopplad inloppsport (26) och en till hydrauloljebehållaren (2) kopplad utloppsport (27); att huvudsliden är så förspänd, att\den normalt tillsluter - ntloppsporten medelst en ventilaktiveringsände (29); att 8001916-9 (10 15 20 10 pilottryckkammaren (32) är kopplad till hydrauloljebehål- laren via en pilotventil (34), som är så utformad, att den tillsluter en ventilöppning (42) därav medelst en akti- veringsstång (39), vilken är kopplad till en rörlig spole (40), som är manövrerbart kopplad till en rörlig spole (40), som är manövrerbart kopplad till en magnet (4l); att.den rörliga spolen är kopplad till potentiometern (51) för mottagning av en utsignalsström från denna, och att aktiveringsstången är påverkbar mdelst en ventilslut- ningskraft, som är proportionell mot utsignalströmmen från potentiometern. I

3. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a d därav, att manöverterminaLutrustningen (43) är för- sedd med ett handtagsparti (53), en strömställarpanel (54), som sträcker sig uppåt från främre änden av hand- tagspartiet och huvudsakligen i rät vinkel mot detta, och) ett potentiometerhus (55), som är beläget vid ett nedre I parti av handtagspartiets (53) främre ände; att manöverväl- jarströmställarna (46, 47, 48, 49) sitter pâ strömställar- panelen (54) och är anordnade på en rät linje; och att potentiometerhuset (55) är anordnat att lagra hastighets- reglerutlösaren (60) för möjliggörande av vridning av potentiometern (51) och utskjutning av en del av utlösa- ren under handtagspartiet.