SE440129B - Anordning for att reducera kolvhastigheten i en cylinder, da kolven nermar sig endlegena - Google Patents

Description

'7905461=É 10 15 20 25 30 35 2 mekaniska påverkningsorgan. Ändamålet uppnås medelst den i den kännetecknande delen av efterföljande patentkrav närmare definierade anordningen.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas under hänvisning till bifogade ritningar, som visar ut- föringsexempel. Fig l visar schematiskt ett arrangemang med en medelst ett kolv- och cylinderaggregat svängbar maskindel, där uppfinningen är tillämpbar. Fig 2 visar kolv- och cylinderaggregatet enligt fig 1 i sektion. Fig 3 visar kolv- och cylinderaggregatet med tillhörande reglerorgan. Fig 4 åskådliggör grafiskt hur anordningen enligt uppfinningen arbetar. Fig 5 visar ett utförande av en i anordningen ingående begränsare och fig 6 visar ett modifierat utförande av begränsaren.

I fig l betecknas en maskindel, t ex en bom på en grävmaskin, vilken är avsedd att svängas i ett plan, med 10. För svängning av delen 10 är ett kolv- och cylinder- aggregat ll anordnat, vilket består av en cylinder 15, som vid sin ena ände är svängbart lagrad på en fast del, såsom visas vid 12, och en kolvstång 16, som vid 13 är svängbart lagrad på delen 10. Delen 10 är i sin tur lag- rad på den fasta delen vid 14 och i lagret 14 är en signalgivare 18 inbyggd, vilken avkänner delens 10 sväng- ningsläge och avger en av läget beroende signal, såsom i det följande närmare skall beskrivas. Det inses, att om kolv- och cylinderaggregatet ll förlänges och förkor- tas till sina motsatta ändlägen utan någon som helst dämpning kommer aggregatet att utsättas för mycket stora påkänningar liksom delen l0 och därmed förbundna organ och ändamålet med uppfinningen är, såsom förut påpekats, just att undvika dessa påkänningar.

Fig 2 visar kolv- och cylinderaggregatet ll i tvär- sektion och åskådliggör den i cylindern 15 på konventio- nellt sätt fram och åter rörliga kolven 17 och den därmed förbundna kolvstângen l6. Med A och B betecknas cylin- derns motsatta inre ändytor och med streckade linjer 10 15 20 25 30 7905461-5 3 åskådliggöres två kolvlägen, som betecknas med C och D.

Det är i områdena A-C och D-B man önskar en dämpning av kolvens l7 rörelse, då den är på väg mot cylinder- ändarna A resp B.

Fig 3 visar uppfinningens uppbyggnad i stort. Kolv- och cylínderaggregatet ll är reglerbart medelst en magnet- ventil 19, som tillför kolv- och cylinderaggregatet 11 tryckmedium över ledningar 20 och Zl. För dränering av tryckmedium är ledningar anordnade på konventionellt sätt, vilka emellertid icke visas för att icke onödigt- vis betunga framställningen. Signalgivaren 18, vilken är placerad i maskindelens 10 lager 14 visas här ansluten till kolvstången medelst en prickstreckad linje eftersom maskindelens 10 läge är direkt beroende av kolvstångens l6 läge. Signalgivaren 18 avger en signal F. För att manövrera magnetventilen 19 är ett manöverdon 22 anordnat, vilket har en styrspak 23, som från ett centralt mitt- läge kan skjutas åt höger på ritningen, varvid en posi- tiv signal S avges, och åt vänster på ritningen, varvid en negativ signal S avges. Signalerna F och S påtryckes en reglerenhet 24, i vilken signalerna jämföres och vil- ken alstrar en signal U, som via en effektförstärkare 25 påtryckes magnetventilen 19 i och för reglering av tryckmediumtillförseln till kolv- och cylinderaggregatet ll. För det fortsatta resonemanget antages det att en positiv signal S på manöverdonet 22 åstadkommer en rörelse av kolven l7 resp kolvstången 16 åt höger, var- vid signalen F från signalgivaren 18 ökar medan en ne- gativ signal S från manöverdonet 22 åstadkommer en kolv- rörelse åt vänster och en minskande signal F från sig- nalgivaren 18.

Reglerenheten 24, som har en begränsningsfunktion, är uppbyggd på det i fig 5 eller fig 6 visade sättet.

Signalgivarens 18 signal F påtryckes enligt fig 5 två linjära förstärkare 26 och 27, som alstrar var sin sig- nal Ll parator 28, som också påtryckes signalen S från manöver- resp L2. Dessa signaler Ll, L2 påtryckes en kom- '7905461~=5 10 15 20 25 30 35 4 donet 22. Komparatorn 28 jämför signalen S med signaler- na Ll och L2. Om L2 É S É L är komparatorns utgångsig- l 0. Om S < Lz eller S > Ll är x = l. Med 29 be- tecknas en annan komparator, som avkänner signalens S nal x = förtecken. Om S š O är komparatorns 29 utsignal y = 0.

Om S < 0 är y = 1, x och y är logiska signaler, som an- tingen är lika med l eller 0 och som utgör adressignaler, vilka påtryckes en väljares 30 styrdel 31, vilken styr en strömställare 32, såsom åskådliggöres medelst prick- streckade linjer, så att väljarens 30 utsignal U är lika med antingen Ll, L2 eller S beroende på kombinationen av x och y. Följande tabell kan uppställas för utsigna- len U: x U Om sålunda S är positiv (y = 0) är U lika med den minsta av signalerna Ll och S och om S är negativ (y = 1), är U lika med den största (absolut minsta) av signalerna L2 och S.

Reglerenheten enligt fig 6 motsvarar den enligt fig 5 men har dessutom två rampgeneratorer 33 och 34, vilka är anslutna till var sin linjär förstärkares 26 resp 27 utgång. En grind 35 är kopplad till komparatorernas 28 och 29 utgång och grindens 35 utgångar är kopplade till var sin av rampgeneratorernas 33, 34 ingångar. En ytter- ligare komparator 36 är anordnad, vars ingångar är kopp- lade till rampgeneratorernas 33, 34 utgångar och till man- överdonets utsignal S. Komparatorns 36 utgång är ansluten till väljarens 30 styrdel 31. I denna krets jämför kompa- ratorn 28 styrorgansignalen S med signalerna Ll och L2.

Om L2 É S É Ll 0. Om S < L2 eller S > LI l. Om komparatorn 29 konsta- 0 är den avgivna signalen y F 0. Om S f 0 avger komparatorn 28 en signal w = är W = terar att S ; är y = l. x, y och w är logiska signaler, som antingen 10 15 20 25 30 35 7905461-5 5 är lika med l eller 0. Grinden 35 släpper igenom signa~ len w antingen till rampgeneratorn 33 (y = 0, dvs S å 0) eller rampgeneratorn 34 (y = l, dvs S < 0). Signalen från grinden 35 till rampgeneratorn 33 betecknas med wl och från grinden 35 till rampgeneratorn 34 med w2. Om w = 0 är Wl = 0 och w = 0. Om w = l gäller, att om y = 0 2 I är wl = l och wz = 0, men om y = l, är wz = l och wl = 0.

Med andra ord är wz = y.w och w1 = y.w, där punkten bo- tecknar logisk och-funktion och y betecknar icke-y.

Rampgeneratorns 33 utsignal, som betecknas med Rl följer insignalen Ll så länge wl = 0. Då wl ändras från O till l börjar Rl avtaga tidslinjärt mot C. Rl är dock alltid större än LM. Motsvarande gäller för rampgenera- torns 34 utsignal R2.

Komparatorn 36 jämför signalen S från manöverdonet med Rl och R2. Om R2 É Om S < R2 eller S > Rl avges signalen x = utgör liksom i förra fallet signaler till väljaren 1, R2 eller S beroende på kombinationen av x och y. Följande tabell S É R1 avges utsignalen x = 0. l. x och y 30 vars utsignal U är lika med antingen R kan uppställas för utsignalen U Om sålunda S är positiv (y = 0) är U lika med den minsta av signalerna Rl och S och om S är negativ (y = 1) är U lika med den största (absolut minsta) av signalerna R2 och S.

I praktiken arbetar reglerenheten eller begränsaren 24 på följande sätt, varvid det hänvisas till fig 4, som grafiskt åskådliggör arbetsmetoden. I fig 4 är ut- signalen U från reglerenheten 24 avsatt längs ordinatan och kolv- och cylinderaggregatets kolvläge längs abskis- san. De med AC, CD och DB betecknade sträcknnna mut- svarar de i fig 2 angivna. Tre fall kan nu uppstå, be- ?905¿+61-5 10 15 20 25 30 35 6 roende på i vilket område kolven befinner sig.

I) Område CD. Utsignalen Uáär lika med manöverdonssig- nalen S.

II) Område DB. Om manöverdonsignalen S är negativ är utsignalen U lika med manöverdonssignalen. Om däremot *manöverdonssignalen är positiv alstrar den linjära för- stärkaren 26 signalen Ll, som sålunda är en linjär funk- tion av det av signalgivaren 18 avkända värdet. Ll = 0 xíd det högra ändläget ocn L. motsvarar maximal positiv styrspaksignal i andra änden av området DB. Utsignalen U är lika med den minsta av manöverdonssignalen S och signalen Ll.

III) Område AC. Om manöverdonssignalen S är positiv är utsignalen U lika med manöverdonssignalen S. Om däremot manöverdonssignalen S är negativ alstrar den linjära för- stärkaren 27 en signal L2, som är en linjär funktion av = D i det vänstra ändläget. L2 motsvarar maximal negativ styrspak- signal i andra änden av omrâdet AC. Utsignalen U är lika med den absolut minsta manöverdonssignalen S och L2.

För att kolven säkert skall nå ändlägena tillåtes inte utsignalen U från reglerenheten 24 absolut vara det av signalgivaren l8 avkända värdet. Lz mindre än värdet LM.

Medelst ovanstående arrangemang erhålles följande fördelar. Kolvhastigheten reduceras kontinuerligt när kolven närmar sig ändlägena. Ju lägre kolvhastigheten är desto närmare ändlägena kan kolven gå innan hastig- heten reduceras. Kolven kan gå från ändlägena med full hastighet och inbromsningens mjukhet kan väljas genom att lutningen av linjerna Ll och L2 i fig 4 ändras, dvs genom omställning av de linjära förstärkarna 26 och 27.

Om reglerenheten 24 är uppbyggd på det i fig 6 vi- sade sättet fungerar den på följande sätt. Liksom i förra fallet kan tre fall uppstå, beroende på i vilket område kolven befinner sig.

I) Området CD. Utsignalen U är lika med manöverdonssig-l nalen S. 10 15 20 25 30 35 '?905¿r61-5 7 II) Området DB. Om manöverdonssignalen S är negativ är utsignalerna U lika med manöverdonssignalen S. Om man- överdonssignalen är positiv alstras signalen L1, som är 0 i det högra ändläget och lika med maximal positiv styrspaksignal i andra änden av området DB. Varje gång Ll blir mindre än manöverdonssignalen S avger rampgene- ratorn 33 en tidslinjärt avtagande signal R1, vars start- värde är lika med det aktuella värdet på L1 och vars slutvärde är O. Utsignalen U är lika med den minsta av manöverdonssignalen S och signalen R1.

III) Området AC. Om manöverdonssignalen S är positiv är utsignalen U lika med manöverdonssignalen S. Om manöver- donssignalen är negativ alstrar den linjära förstärkaren 27 signalen L2, som är en linjär funktion av det av sig- nalgivaren 18 avkända värdet. L2 är lika med 0 i det vänstra ändläget och är lika med maximal negativ manöverdonssignal S i andra änden av området AC. Varje gång Lz blir absolut mindre än manöverdonssignalen S avger rampgeneratorn 34 en tidslinjärt absolut avtagande signal R2, vars startvärde är lika med det aktuella värdet på L2 och vars slutvärde är 0. Utsignalen U från reglerenheten är lika med den absolut minsta av manöverdonssignalen S och signalen rg.

För att kolven säkert skall nå ändlägena tilläts R inte utsignalen U absolut vara mindre än värdet LM.

Medelst det senare arrangemanget erhålles följande fördelar. Kolvhastigheten reduceras kontinuerligt när kolven närmar sig ändlägena. Ju lägre kolvhastigheten är desto närmare ändlägena kan kolven gå innan hastig- heten reduceras. Kolven kan gå från ändlägena med full hastighet. Genom att tidsfunktioner ombesörjer inbroms- ningen erhålles ingen återkoppling mellan kolvläge och kolvhastighet, såsom i det första alternativet, vilken återkoppling i vissa fall kan förorsaka svängningar.

Lutningen av Ll och L2 väljes så, att lagom mjuk inbroms- ning kan ske vid alla hastigheter. Lutningen av Rl och R2 kan också väljas så, att inbromsningen är exakt av- slutad i resp ändläge.

Claims (4)

79Û5le61-5 10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. Anordning för att reducera kolvhastigheten i en cylinder (15), då kolven (17) närmar sig ändlägena (A, B), innefattande en signalgivare (18), som är in- rättad att avkänna läget av en medelst kolv- och cy- linderaggregatet (11) drivbar del (10) och tillföra en för reglering av tryckmedelstillförseln till kolv- och cylinderaggregatet (11) anordnad, medelst ett ma- növerdon (22) påverkbar reglerenhet (24) en av nämnda dels (10) läge beroende signal (F), varvid manöverdonet (22) är anordnat att alstra en positiv eller negativ signal (S) för att förlänga respektive förkorta kolv- och cylinderaggregatet (11) med en av manöverdonets (22) inställningsläge beroende hastighet, k ä n n e - t e c k n a d därav, att reglerenheten (24) har tvâ linjära förstärkare (26, 27), som pâtryckes lägessigna- len (F), en första komparator (28), vilken påtryckes förstârkarnas (26, 27) utsignaler (L1, Lz) och signalen (S) från manöverdonet (22), en andra komparator (29), vilken är inrättad att avkänna manöverdonssignalens (5) förtecken, och en väljare (30), som påtryckes signa- lerna (x, y) från komparatorerna (28, 29) för att i beroende av dessa från manöverdonet (22) och de linjära förstärkarna (26, 27), så att om lägessignalen (F) har ett värde mellan ett förutbestämt minimivärde och ett förutbestämt maxi- mivärde, reglerenheten (24) avger en tryckmedelstill- försel-reglerande signal (U), som är direkt proportionell mot manöverdonets inställning, men om lägessígnalen (F) har ett värde under eller över nämnda förutbestämda välja mellan signalerna (S, L1, L2) minimi- respektive maximivärde, reglerenheten (24) avger en tryckmedelstillförsel-reglerande signal (U), vilken minskar tryckmedelstillförseln, så att den blir en di- rekt linjär funktion av kolvens (17) avstånd till änd- läget (A eller B) i det fall manöverdonets (22) signal (S) är negativ och lägessignalen (F) har ett värde under 10 15 20 25 30 7905lo61“5 9 minimivärdet eller om signalen (S) är positiv och lä- gessignalen (F) har ett värde över maximivärdet men vilken är direkt proportionell mot manöverdonets (22) inställning, då manöverdonets (22) signal (S) är negativ och lägessignalen (F) har ett värde över maximivärdet eller då signalen (S) är positiv och lägessignalen (F) har ett värde under minimivärdet.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att reglerenheten (24) har medel för att avkänna den hastighet, varmed kolv- och cylinderaggre- gatet (11) förlänges respektive förkortas, för att reg- lera läget av nämnda minimi- och maximivärden i beroende av hastigheten så, att en lägre hastighet minskar mini- mivärdet och ökar maximivärdet.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att signalerna (w, y) från kompa- ratorerna (28, 29) påtryckes tidreglerorgan (33, 34), så att i det fall signalerna innebär en reducering av tryckmedelstillförseln denna sker som en funktion av tiden.

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n t e c k n a d av två rampgeneratorer (33, 34), vilkas ingångar är kopplade till de linjära förstärkarnas (26, 27) utgångar och via ett grindorgan (35) till den första och andra komparatorns (28, 29) utgång, en tredje komparator (36), vilken är anordnad att avkänna manöverdonssignalen (S) och är kopplad till rampgeneratorernas (33, 34) utgång- ar, samt en väljare (30), vilken påtryckes signalerna (x, y) från den andra och tredje komparatorn (29, 36) för att i beroende därav välja mellan signalerna (S, R1, R2) från manöverdonet (22) och rampgeneratorerna (33, 34).