SE440256B - Styrorgan verksamt for att styra fluidumstromningen fran en tryckfluidumkella till en av tryckfluidumet driven motor - Google Patents

Description

79009994 läge. Uppfinningen är emellertid speciellt lämplig, då den till- lämpas på sådana styranordningar som styrningskontrollanordningen hos ett helt fluidumlänkat fordonsstyrningskontrollsystem och upp- finningen skall beskrivas i samband därmed.

Olika tendenser vid utvecklingen av hydrauliska styrnings- kontrollenheter (SCU) är relevanta för uppfinningen. För det förs- ta blir inom hydrauliken generellt användningen av belastningsav- känning alltmer betydelsefull av skäl, som nu är välkända för fack- mannen, såsom minimering av den energimängd som förbrukas av tryck- fluidumkällan (pumpen). För det andra och med avseende speciellt på den fullständigt fluidumlänkade styrningen användes SCU av den här beskrivna typen på allt större fordon, vilket kräver större strömningskapaciteter.

En typisk SCU av det slag som föreliggande uppfinning avser innefattar en ventilanordning, en fluidummeter och ett arrangemang för att åstadkomma uppföljningsrörelse för ventilanordningen synkront med strömningen genom fluidummetern. Strömningen genom SCU är direkt proportionell mot strömningsarean hos huvudströmningsstyröppningen (som är proportionell mot den hastighet med vilken styrratten vri- des) och är även proportionell mot kvadratroten ur tryckfallet över huvudströmningsstyröppningen. Som resultat härav har ökningen av strömningskapaciteten för en SCU nödvändiggjort ökning av ström- ningsarean hos de olika ventilpassagerna och -öppningarna och som resultat härav ökning av totalstorleken hos SCU.

Ansträngningar har gjorts för att öka strömningskapaciteten hos SCU genom att öka tryckfallet över huvudströmningsstyröppningen.

Detta ger en tillfredsställande strömningshastighet vid högre ven- tilavlänkningar men resulterar i en alltför kraftig strömnings- och förstärkningsgrad genom ventilanordningen för lägre ventilav- länkningar. ökning av tryckfallet över huvudströmningsstyröppningen ökar även vilotrycket, som avgives till SCU, vilket ökar möjligheten för läckning genom en SCU med stängd mitt (orsakande fordonsdrift) och slöseri med pumpenergi.

Det är inom den belastningskännande riktningsspolventiltekni- ken känt att övervinna sistnämnda problem genom att föra belastnings- signalen till tanken, då ventilen är i neutralläget, och läcka sig- '7900990-8 nalfluidum genom en syntetisk signalgenerator och till strömnings- vägen nedströms om huvudströmningsstyröppningen, då ventilen skiftas från neutralläget. Se de amerikanska patenten 3,815,477 och 3,971,216. Den tidigare tekniken anvisar sålunda en relativt lägre belastningssignal, då ventilen är i neutralläget, och relativt hög- re belastningssignal, då ventilen icke är i neutralläget på god- tyckligt ställe inom sitt funktionsområde.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är följaktligen att åstadkomma en fluidumstyranordning av den här beskrivna typen, som ger en väsentligt större arbetstryckskillnad vid högre ventilav- länkningar utan någon icke önskvärd ökning i vilotrycket, då ven- tilen är i neutralläget, eller någon icke önskad ökning i arbets- tryckskillnaden vid den lägre ventilavlänkningen.

Ovannämnda och andra ändamål med uppfinningen genomföres genom att uppfinningen kännetecknas av ett organ (läcköppning) verksamt för att tillföra belastningssignalfluidum från en inloppsport och nämnda första fluidumkrets uppströms om den första variabla fluidum- styrporten till belastningssignalkammaren, varvid ettdera av nämnda ventilorgan och huset definierar ett första arbetsfluidumöppnings- organ tillförande belastningssignalfluidum från belastningssignal- kammaren till den första fluidumkretsen nedströmsrnnden första vari- abla fluidumstyrporten, varvid nämnda första arbetsfluidumöppnings- organ har en storlek av strömningsarea, då ventilorganen befinner sig i det normala arbetsläget, och en annan storlek av strömnings- area, då ventilorganen befinner sig i det fullt påverkande läget för att åstadkomma ett fluidumtryck i belastningssignalkammaren vid en viss trycknivå, då ventilorganen befinner sig i det normala ar- betsläget och vid en annan trycknivå, då ventilorganen befinner sig i det fullt påverkande läget. Som resultat härav befinner sig flui- dumtrycket i belastningssignalkammaren vid en trycknivå, då ventilor- gan är i det normala arbetande läget, och en annan trycknivå, då ven- tilorganetär.idetheltpåverkandeläget, svarande mot maximal vridnings- '7900990-8 grad av ratten.

I typfallet är strömningsarean för arbetsfluidumöppningsorganet större, då ventilorganet är i det normalt arbetande läget, så att belastningssignaltrycket är lägre, då ventilorganet är i det fullt påverkade läget.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas i samband med bifoga- de ritning.

Fig. 1 visar schematiskt ett hydrauliskt system innefattande en styranordning enligt uppfinningen. Fig. 2 visar en axiell tvärsektion av en styranordning av den typ till vilken uppfinningen hör. Fig. 5 visar en tvärgående sektion längs linjen 5-5 i fig. 2 men i större skala. Fig. 4 är en planvy av primärventildelen (spolen) i samma skala som i fig. 3. Fig. 5 är en planvy av följarventildelen (hylsan) i samma skala som i fig. 5. Fig. 6 är en förstorad tvärsektionsvy av ventil- anordningen, lik fig. 3. Fig. 7 är en partiell ritning, som visar en aspekt av ventilanordningen. Fig. 8 visar en förstorad partiell tvär- sektion av ventilanordningen liknande fig. 6 och i neutralläget. Fig. 9 är en partiell vy liknande fig. 8 och illustrerar ventilanordningen i ett normalt styrningsläge. Fig. 10 är en partiell vy liknande fig. 8 och 9 och illustrerar ventilanordningen vid maximal avlänkning. Fig. 11 är en partiell tvärsektion av en annan del av ventilanordningen svaran- de mot maximala avlänkningsläget i fig. 10. Fig. 12 är ett diagram över öppningsarean som funktion av ventilavlänkningen för de variabla öppningarna, som kommunicerar med belastningssignalkammaren.

På ritningen, som icke är avsedd att begränsa uppfinningen, är fig. 1 en schematisk framställning av ett hydrauliskt system innefattan- de en fluidumstyranordning enligt föreliggande uppfinning. Systemet innefattar en fluidumpump 11 och en pilotdriven prioritetsströmnings- styrventil 13. Styrventilen 15 fördelar strömningen av fluidum från pumpen 11 mellan en primärkrets innefattande en fluidumstyranordning 15 och en fluidumdriven motor 17 och en hjälpkrets representerad här såsom en variabel öppning 19. Företrädesvis, och emedan pumpen 11, som här visas, är en pump med fixerad förträngning, skall hjälpkretsen vara av typen med öppet centrum.

Fluidumstyranordningen 15 innefattar en inloppsport 21, en åter- gångs- (tank)port 23 och ett par styr-(cy1inder)portar 25 och 27, som är anslutna till motsatta änden av fluidummotorn (cylindern) 17. Styr- anordningen 15 innefattar ytterligare en tryckport 29 och en belastnings- signalport 31 såsom nedan mer detaljerat skall beskrivas.

Prioritetsströmningsstyrventilen 13 kan vara av den typ som visas 5 '7900990-8 i det amerikanska patentet 5455210. Styrventilen 15 trtckes av en trycksignal från tryckporten 29 mot ett läge, som medgiver att väsentli- gen allt fluidum strömmar till hjälpkretsen. Samtidigt tryckes styr- ventilen 15 av en kompressionsfjäder 55 och en trycksignal från belast- ningssignalporten 51 mot ett läge, som medgiver att väsentligen allt fluidum strömmar till primärkretsen.

Eluidumstyranordningen 15 (som mer detaljerat visas i fig. 2 och 5) kan vara av den typ som beskrives i det amerikanska patentet Re 25126. Under en styrning definierar fluidumstyranordningen en fluidum- strömningsbana mellan inloppsporten 21 och en fluidummeter 55. Denna fluidumbana innefattar en huvudströmningsstyröppning 57 och en andra variabel öppning 59. Fluidum, som avgives från fluidummetern 55, passerar genom en tredje variabel öppning 41 och en fjärde variabel öppning 45 till styrporten 25. Fluidum, som förtränges av motorn 17 och återgår genom styrporten 27, strömmar genom en femte variabel öppning 45 till tankporten 25 och sedan till en fluidumreservoar eller behållare T.

Med hänvisning till fig. 2 och 5 kommer fluidumstyranordningen 15 att här endast i korthet beskrivas på grund utav vad som framgår av det amerikanska patentet Re 25126. Styranordningen 15 innefattar ett ventilhus 51, en fluidummeter 55 och ett ändlock 55. Vid föreliggande utföringsform innefattar fluidummetern 55 en gerotorkugghjulsserie innefattande en internt kuggförsedd del 55 hållen i fixerad relation till huset 51 och ett ändlock 55 med hjälp av ett flertal bultar 57 och en utanpå kuggförsedd del 59 excentriskt förlagd inom delen 55 för relativ omlopps- och vridningsrörelse. Såsom är välkänt inom tekni- ken kommer kuggingreppet av delarna 55 och 59 att definiera ett flertal expanderande och kontraherande volymkammare (icke visade i figurerna).

Ventilhuset 51 definierar en ventilborrning 61, inom vilken är roterbart förlagd styranordningsventilen, som innefattar en primär ventildel (spole) 65 och en samverkande relativt roterbar uppföljninge- ventildel (hylsa) 65. Spolen 65 avslutas vid sin framände i en inre kilspårförsedd del 67 för anslutning till en utanpå kilspårförsedd axel (icke visad), t.ex. en sådan som kan fästas vid en styrratt.

Hylsan 65 är kopplad till spolen 65 med hjälp av en drivaxel 71, som vid sin bakände har en serie välvda yttre kilar 75 i ingrepp med en serie raka inre kilar 75 bildade inom den utanpå kuggförsedda delen 59. Vid motsatta änden är drivaxeln 71 försedd med en gaffeländdel 77, genom vilken går en tvärdrivtapp 79. Tvärdrivtappen 79 passerar genom en öppning i spolen 65 och ingriper med hylsan 65 på inom tekniken väl- ¶3§š¿L 1900990-s 6 känt sätt och utgör ingen del av föreliggande uppfinning. Ungefär vinkelrätt mot drivtappen 79 finns ett flertal bladfjädrar 81 tvingande spolen 63 och hylsan 65 mot neutralläget relativt varandra.

Med hänvisning i första hand till fig. 4 och 5 skall styrventil- anordningen likaväl som dess arbetssätt och strömningsvägarna genom densamma i detalj beskrivas. Tryckfluidum, som intränger i inlopps- porten 21, föres till ett ringspår 81 (se fig. 2) definierat av ventil- huset 51. Tryckfluidum i ringspåret 81 står i kontinuerlig fluidum- kommunikation med var och en av ett flertal fluidumportar 83 definiera- de av hylsan 65. Spolen 63 definierar ett ringspår 85 och gående åt höger från spåret 85 och i kommunikation med detta finns ett flertal axialslitsar 87. I omkretsled förlagda mellan varje angränsande par av axialslitsar 8? finns en axialslits 89, varvid var och en av axial- slitsarna 89 kommunicerar med ett tryckbalanseringsspår 91, vilket icke utgör någon del av uppfinningen.

Med spolen 63 och hylsan 65 i neutralläget relativt varandra blockeras strömning genom portarna 83 genom ytterytan av spolen 63, varigenom ventilanordningen slutes centralt. Då styrning initieras (antag vridning medurs av spolen 63 sett från vänster i fig. 4 relativt hylsan 65), börjar var och en av axialslitsarna 8? att kommunicera med en av portarna 83. Sammansättningen av alla de individuella variabla öppningarna, som bildas mellan axialslitsarna 87 och portarna 83, inne- fattar huvudströmningsstyröppningen 37, som visas schematiskt i fig. 1.

Inloppsfluidet i axialslitsarna 87 flyter genom ringspåret 85 och till ett flertal av axialslitsar 93 var och en samverkande med ett par mätarportar 95 definierade genom hylsan 65 för att bilda ett par variabla öppningar, varvid alla dylika öppningar tillsammans definiera- de av slitsarna 93 och portarna 95 bildar den andra variabla öppningen 39 i fig. 1. Inloppsfluidum i mätarportarna 95 förs till volymexpansions- kamrarna hos fluidummätaren 35 i fig. 1 genom ett flertal kommuterande passager 97 (fig. 2 och 3) såsom är välkänt inom tekniken. Avmätt- fluidum, som återgår från sammandragningsvolymkamrarna i fluidummetern 35, flyter genom alternerande av de kommuterande passagerna 97 till alternerande serier av mätarportar 99, av vilka varje par kommunicerar med en axialslits 101 i spolen 63 för att definiera ett par individuella variabla öppningar, som tillsammans utgör den tredje variabla öppningen 41 i fig. 1.

Avmätt fluidum från var och en av axialslitsarna 101 intränger i ett ringspår 103, från vilket fluidet strömmar till ett flertal axial- slitsar 105. Var och en av slitsarna 105 samverkar med en angränsande 7 7900990-8 fluidumport 107 definierad av hylsan 65 för att definiera en variabel öppning, vilka tillsammans utgör den fjärde variabla öppningen 45 i fig. 1. Fluidum, som strömmar från var och en av portarna 107, intrånger i ett ringspår 109 (se fig. 2) definierat av huset 51, varvid ring- spåret 109 står i kontinuerlig fluidumkommunikation med cylinderporten 25. I kontinuerlig fluidumkommunikation med cylinderporten 27 och mottagande fluidum, som återgår från motorn 17, står ett ringspår 111 (se fig. 2), som definieras av huset 51. Ãtergångsfluidum i spåret 111 strömmar genom ett flertal fluidumportar 115, som vardera samverkar med en öppning 115 i spolen 65 för att definiera en variabel öppning, varvid dessa öppningar totalt motsvarar den femte variabla öppningen 45 i fig. 1. Ätergångsfluidum, som intränger i öppningen 115, flyter till det inre av spolen 65 och sedan ut genom flertalet portar 117 i spolen 65, genom ett flertal portar 119 i hylsan 65 och in i ett ring- formigt spår 121 (fig. 2), som definieras av huset 51. Det ringformiga spåret 121 står i kontinuerlig fluidumkommunikation med återgångsporten 25.

Såsom schematiskt framgår av fig. 1 bildar styranordningen 15 en annan strömningsväg för tryckfluidum, som inkommer i inloppsporten 21, parallellt med huvudströmningsvägen (som just beskrives) genom huvudströmningsstyröppningen 57. Denna alternativa väg innefattar en öppning 125 med fixerad läckning (fig. 1 och 5), genom vilken en liten volym fluidum strömmar in i ett ringformigt belastningskännarspår 125 (fig. 5, 5, 6 och 7) bildat utanpå hylsan 65. Det är uppenbart för fack- mannen att matningen av belastningssignalfluidum kan ske till belast- ningskännarspåret 125 från en annan källa än den i fig. 1 och 5 visade.

Den visade anordningen kommer emellertid generellt att vara den enklaste och kommer att ge belastningssignalfluidum vid en väl reglerad tryck- nivå. Belastningskännarspåret 125 står i kontinuerlig fluidumkommunika- tion med belastningssignalporten 51, så att fluidumtrycket i spåret 125 kommer att vara väsentligen trycket för den signal som föres från porten 51 till den tillhörande tryckberoende mekanismen, vid föreliggande ut- föringsform strömningsstyrventilen 15.

Belastningskännarspåret 125 står i kontinuerlig fluidumkommunika- tion med ett flertal radialborrningar 127 bildade i hylsan 65 (se fig. 5, 6 och 7) och vid föreliggande utföringsform finns det sex radial- borrningar 127. Spolen 65 definierar ett flertal radialborrningar 129 (fig. 4, 6 och 8) och vid föreliggande utförande finns det fyra radial- borrningar 129. Såsom bäst framgår av fig. h och 7 är vid änden av en av axialslitsarna 95 förlagd en relativt större motborrning 151 och en 7900990-8 8 relativt mindre motborrning 133, varvid vardera av motborrningarna 131 och 133 står i öppen fluidumkommunikation med axialslitsen 93. Vid föreliggande utföringsform finns, såsom bäst framgår av fig. 6, två par motborrningar 131 och 133 diametralt motsatta, varvid varje par står i kommunikation med en axialslits 93 såsom förut beskrivits. Det framgår av fig. 6 att motborrningarna 131 och 133 är så arrangerade, att för vardera relativa förskjutningsriktningen av spolen 63 och hylsan 65 en av de angränsande radialborrningarna 127 kommer att kommunicera med en större motborrning 131 och den andra av de angränsande radialborrningar- na 127 kommer att kommunicera med en mindre motborrning 133 av orsaker, som framgår av det följande.

Med hänvisning i första hand till fig. 8 - 11 och i samband med schemat i fig. 1 framgår att var och en av radialborrningarna 129 sam- verkar med en angränsande av radialborrningarna 127 för att definiera en variabel öppning, vilka tillsammans bildar en variabel neutralöppning, 141 enligt fig. 1. Då den variabla öppningen 141 öppnas, strömmar tryck- fluidum i belastningskännarspåret 125 genom de variabla öppningar, som definieras genom radialborrningarna 127 och 129, till det inre av spolen 63, och sedan till återgångsporten 23 på det redan beskrivna sättet.

Det observeras att, då spolen 63 och hylsan 65 är i neutralläget, som visas i fig. 6 och 8, den variabla öppningen 1h1 har sin maximala öppningsarea och då spolen och hylsan är relativt förskjutna från neutralläget arean för öppningen 141 gradvis minskas (ae diagrammet i fig. 12).

Såsom bäst framgår av fig. 8 och då spolen och hylsan är i neutralläget, är de två radialborrningarna 127, som icke är i kommunika- tion med någon av radialborrningarna 129, var och en förlagda mellan en motborrning 131 och en motborrning 133, så att fluidumströmning genom dessa två radialborrningar 127 blockeras genom ytterytan av spolen 63.

Då spolen och hylsan relativt förskjutes från neutralläget (antag medurs vridning av spolen 63 i fig. 8), samverkar radialborrningen 12? med mot- borrningen 133 efter åtskilliga graders relativ vridning för att de- finiera en variabel öppning betecknad 143 i fig. 1. Samtidigt börjar den diametralt motstående radialborrningen 12? att samverka med den större motborrningen 131 för att definiera en variabel öppning, som betecknas 145 i fig. 1.

Av fig. 12 framgår att, medan den variabla neutralöppningen 141 har en öppningsarea, som minskar snabbt, då ventilen rör sig från en avlänkning av Oo (neutralläge) till 5°, de variabla öppningarna 143 och 145 båda börjar att öppnas vid cirka fyra graders ventilavlänkning och 9 7900990-8 innan neutralöppningen 141 stängs. För ventilavlänkningar inom omrâdet noll till fyra grader kommer därför väsentligen allt fluidum, som passerar genom den fixerade läcköppningen 123, att strömma genom den variabla neutralöppningen 141 till tanken. För ventilavlänkningar inom området fyra grader till fem grader kommer en del av fluidet, som passerar genom läcköppningen 123, att strömma genom neutralöppningen 141, medan återstoden strömmar genom de variabla öppningarna 143 och 145 och åter kombineras med huvudströmningsbanan. För ventilavlänkningar över 5 grader kommer väsentligen allt fluidum, som passerar genom läck- öppningen 123, att strömma genom de variabla öppningarna 143 och 145 till huvudströmningsbanan.

För att uppnå ett vilotryck i neutralläget, som är lägre än arbetstryckskillnaden under normal ventilpåverkan, är det nödvändigt att ha fluidumtrycket i belastningssignalkammaren (spåret 125) vid en lägre nivå i neutralläget. Detta genomföras genom att göra maximi- strömningsarean för neutralöppningen 141 större än totala maximi- strömningsarean för de variabla öppningarna 143 och 145. Av fig. 6 framgår att vid föreliggande utföringsform strömningsareorna för öppningarna 141, 143 och 145 bestämmas genom storleken av radialborrnin- garna 127, som alla är samma. Därför är strömningsarean för neutral- öppningen 141 fyra gånger arean för en borrning 127, medan strömnings~ arean för vardera av öppningarna 143 och 145 är lika med en av borrningar- na 127 resulterande i ett strömningsareaförhållande (neutralzarbets-) om 2:1.

Med hänvisning i första hand till fig. 9 och 12 framgår att strömningsarean för de variabla öppningarna 143 och 145 fortsätter att öka från den punkt vid vilken dessa först började öppnas, vid cirka 4 graders ventilavlänkning, vid cirka 7 graders ventilavlänkning, vid vilken punkt strömningsarean för öppningarna 143 och 145 nått sitt maximum och avplanas såsom visas i fig. 12. Detta tillstånd visas i fig. 9, där radialborrningen 12? är i fullständig kommunikation med motborrningen 133. På liknande sätt är också den diametralt motstående radialborrningen 127 även i fullständig kommunikation med angränsande större motborrning 131.

Då ventilavlänkningen ytterligare ökar, förblir strömningsarean för de variabla öppningarna 143 och 145 vid sitt maximum, tills en ventilavlänkning om cirka 120 uppnås. Vid denna punkt med spolen 65 förd något medurs från det i fig. 9 visade läget är kommunikationen mellan radialborrningen 127 och motborrningen 133 icke längre full- ständig och strömningsarean för öppningen 143 börjar minska. Samtidigt POOR QUALITY 7900990-8 10 är emellertid kommunikationen mellan den diametralt motstående radial- borrningen 127 och den större motborrningen 151 fortfarande fullständig och strömningsarean för öppningen 145 förblir maximal. Då ventilavlänk- ningen ytterligare ökar, kommer spolen 65 och hylsan 65 att uppnå de relativa lägen som visas i fig. 10, då ventilavlänkningen når cirka 150. Vid denna punkt är radialborrningen 12? och motborrningen 133 helt ur kommunikation och öppningsarean för den variabla öppningen 145 har blivit noll. Den motsatta radialborrningen 127 är emellertid fortfaran- de i fullständig kommunikation med motborrningen 151 och öppningsarean för den variabla öppningen 145 förblir vid sitt maximum.

Med hänvisning återigen till fig. 12 framgår att utöver diagrammen för öppningsareorna för de variabla öppningarna 141, 143 och 145 visas ett diagram (streckad linje), som representerar den ackumulerade öppningsarean. På grund av att högtrycksfluidet konstant läcker in i- belastningskännarkretsen (spåret 125) genom den fasta läckïppningen 123, är det uppenbart att fluidumtrycket i belastningskännarkretsen och vid belastningssignalporten 31 står i direkt relation till den area av öppningar, som medgiver att fluidum undkommer från belastningskännar- kretsen antingen till tanken eller till huvudströmningsvägen. Därför representerar det inverterade värdet av det ackumulerade areadiagrammet i fig. 12 variationerna i belastningssignalnivå inom området för ventil- avlänkning. Det inses av fackmannen att uttrycket "belastningssignal- nivå" icke hänför sig till den aktuella trycksignalen, som föreligger på belastningssignalporten 31, utan snarare till skillnaden mellan aktuell styrningsbelastning och belastningssignaltrycket. Denna skillnad benämnes i typfallet arbetstryckskillnad utom i den speciella situationen då ventilanordningen befinner sig i neutralläget, i vilket fall skillna- den benämnes vilotryck på grund av att det icke föreligger någon arbets- belastning. Vilotrycket betecknar sålunda skillnaden mellan tanktrycket (som antages vara noll) och utgångstrycket för den variabla fluidum- källan, såsom en pump med variabel förträngning eller en belastnings- kännande prioritetsventil såsom visas i fig. 1.

Med hänvisning till fig. 12 framgår att för en ventilavlänkning av noll grader vilotrycket är vid sitt minimum. Allteftersom ventil- avlänkningen ökar, stiger arbetstryckskillnaden snabbt, tills vid en ventilavlänkning av cirka fyra grader tryckskillnaden vid en typisk arbetsnivå exempelvis är 689 kPa. Beroende på den relativa tidsin- ställningen för minskningen av den variabla öppningen 141 och ökningen av de variabla öppningarna lhš och 145 kan tryckskillnaden avplanas vid arbetsnivån för ventilavlänkningar över tre till fyra grader eller ” 7900990-8 såsom vid föreliggande utföringsform kan det vara en tillräcklig minskning i den ackumulerade öppningsarean vid cirka 4 eller 5 graders ventilavlänkning för att orsaka att belastningssigualtrycket något "går över" arbetsnivån. Vid den utföringsform som visas av diagrammet i fig. 12 stiger tryckskillnaden temporärt till cirka 861 kPa för ventil- avlänkningar inom området fyra till fem grader.

Tryckskillnaden i fig. 12 visas såsom konstant för ventilavlänk- ningar inom området cirka sex till cirka 12 grader, vilket täcker största delen av en normal styrningsaktivitet, så att genom detta område strömningshastigheten kommer att vara direkt proportionell mot ventil- avlänkningen.

Allteftersom ventilavlänkningen ökar från 12 grader till 15 grader, minskar den ackumulerade öppningsarean, tills den når minimum, och därför kommer, då ventilavlänkningen ytterligare ökar mot maximum (vid föreliggande utföringsform cirka 18 grader), öppningsarean att förbli väsentligen konstant. Resultatet är att för ventilavlänkningar över 12 grader tryckskillnaden börjar öka, tills den når maximinivå för ventilavlänkning om 15 grader eller mera. Såsom är välkänt inom tekniken är fluidumströmningen genom en skarpkantad öppning direkt proportionell mot kvadratroten ur tryckfallet över öppningen. Dessutom är fluidum- strömningshastigheten genom huvudströmningsbanan i fig. 1 direkt pro- portiinell mot arean hos huvudströmningsstyrventilen 57 och är därför relaterad till antalet ventilavlänkningsgrader. Såsom exempel och med en typisk tidigare känd styranordning av det slag som visas i fig. 2 kommer en ökning i ventilavlänkningen för att öka arean hos huvud- strömningsstyröppningen 37 med en faktor 2 även att öka strömningshastig~ heten med en faktor 2. Om exempelvis strömningshastigheten vid halva maximiöppningsarean är 37,85 liter per minut, kommer strömningshastig- heten vid maximiöppningsarean (och maximiventilavlänkningen) att vara 75,7 L/min. Med föreliggande uppfinning, som ger en större tryckskillnad för större ventilavlänkningar (t.ex. 1379 kPa), kommer strömningshastig- heten vid maximalavlänkningen att vara 105,99 l/min i stället för 37,85.

Det framgår att föreliggande uppfinning gör det möjligt att möjligt att skräddarsy relationsförhållandet mellan arbetstryckskillna- den och ventilavlänkningen genom att modifiera storlekarna och hastig- heterna för ändring av storlek av de olika variabla öppningarna, som kommunicerar mellan belastningssignalkammaren och återgångsporten eller huvudströmningsbanan. Vid föreliggande utföringsform gör uppfinningen det möjligt att väsentligt öka maximalströmningshastígheten genom styr- anordningen utan att öka storleken för öppningarna innefattande huvud- lvaoosse-a 12 strömningsbanan, vilket skulle nödvändiggöra att öka den fysikaliska storleken av styranordningen. Uppfinningen gör det även möjligt att väsentligt öka maximala strömningshastigheten genom styranordningen utan behov av en motsvarande stort tryckskillnad vid de lägre ventil- avlänkningarna, vilket skulle resultera i en större effektförlust i neutralläget.

Enligt en föredragen utföringsform av unnfinningen är anord- ningen kännetecknad av att strömningsarean för neutralfluidumönn- ningen gradvis minskar till noll, då ventilorganen förskjutes från neutralläget till det normala arbetsläget (fig. 12).

Enligt en annan föredrsgen utföringsform av unnfinningen är anord- ningen kännetecknad av att strömningsarean för detíörsta arbetsflu- idumövflningsorganet börjar att gradvis öka från noll, innan ström- ningsarean för neutralfluidumöppningen når noll, varvid nämnda ventilé organ är förskjutna från neutralläget till det normala arbetsläget (fin. 12).

Claims (10)

7900990-8 ß P A T E N T K R A V

1. Styrorgan (15) verksamt för att styra fluidumströmningen från en tryckfluidumkälla till en av tryckfluidumet driven motor, varvid tryckfluidumkällan innefattar tryckberoende or- gan (13) för att variera fluidumavgivningen till styrorganet, som innefattar: (a) ett hus (51,53,55) med en inloppsport (21) för anslutning till fluidumkällan, en returport (23) för anslutning till en reservoar, första och andra fluidumstyrportar (25,27) för an- slutning till motorn, och en belastningssignalport (31) för anslutning till det tryckberoende organet, (b) ventílorgan (63,65) belägna i huset och definierande ett neutralläge, ett normalt arbetsläge och ett helt påverkande läge, vilka ventílorgan och huset samverkar för att definiera en be- lastningssignalkammare (125) i kontinuerlig fluidumförbindelse med belastningssignalporten, (c) organ (71,79) för att bibringa uppföljningsrörelse åt ventilorganen i beroende av fluidumströmning till eller ifrån motorn, varvid huset och ventilorganen samverkar för att defi- niera en första fluidumkrets (37,39,41,43,25 i fig. 1) kommu- nicerande mellan inloppsporten och den första styrfluidumporten och (27,45,23 i fig. 1) mellan nämnda andra styrfluidumport och returporten, då ventilorganen är förskjutna från neutralläget i en första riktning, vilken första fluidumkrets innefattar en första variabel fluidumstyröppning (37), som har väsentligen en noll-strömningsarea, då ventilorganen är i neutralläget, en ökande strömningsarea, då ventilorganen förskjuts från neutral- läget, och en maximal strömningsarea, då ventilorganen är i nämnda helt påverkande läge, k ä n n e t e c k n a t a v ett organ (läcköppning 123) verksamt för att tillföra belast- ningssignalfluidum från en inloppsport och nämnda första flui- dumkrets uppströms om den första variabla fluidumstyrporten (37;83,87) till belastningssignalkammaren (125), varvid ettdera av nämnda ventilorgan (63,65) och huset definierar ett första Y POOR QUÅLÜ' 7900990-8 W arbetsfluidumöppningsorgan (127,131,133;143,145) tillförande belastningssignalfluidum från belastningssignalkammaren (125) till den första fluidumkretsen nedströms om den första variab- la fluidumstyrporten (37;83,87), varvid nämnda första arbets- fluidumöppningsorgan (143,145) har en storlek (fig. 12) av strömningsarea, då ventilorganen (63,65) befinner sig i det normala arbetsläget, och en annan storlek av strömningsarea, då ventilorganen (63,65) befinner sig i det fullt påverkande läget för att åstadkomma ett fluidumtryck i belastningssignal- kammaren (125) vid en viss trycknivå, då ventilorganen befin- ner sig i det normala arbetsläget och vid en annan trycknivå, då ventilorganen befinner sig i det full påverkande läget.

2. Organ enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att nämnda ena strömningsarea är större än nämnda andra strömnings- area, varigenom fluidumtrycket i belastningssignalkammaren (125) är lägre, då nämnda ventilorgan (63,65) är i det normala arbets- läget än då ventilorganen är i det fullt påverkande läget. (Fig. 12).

3. Organ enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att huset (51) och ventilorganen (63,65) samverkar för att definiera en andra fluidumkretskommunicerandenællan inloppsporten (ZH och den andra styrfluidumporten (27) och mellan den första styr- fluidumporten (25) och den andra returporten, då ventilorganen (63,65) är förskjutna från neutralläget i en andra riktning.

4. Organ enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t a v att den andra fluidumkretsen innefattar en andra variabel fluidum- styrport (37;83,87) med väsentligen noll-strömningsarea, då ven- tilorganen är i neutralläget, en ökande strömningsarea, då ven- tilorganen förskjutes från neutralläget i nämnda andra riktning, och en maximal strömningsarea, då ventilorganen befinner sig i det fullt påverkande läget. 7900990-'8 15

5. Organ enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t a v or- gan (schematisk läcköppning 123) för att förbinda belastnings- signalfluidum från endera av inloppsporten och den andra fluídumbanan uppströms om den andra variabla fluidumstyrporten med nämnda belastningssignalkammare (125).

6. Organ enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t a v att ettdera av nämnda ventilorgan (63,65) och huset definierar and- ra arbetsfluidumöppningsorgan, som förbinder belastningssignal- fluidum från belastningssignalkammaren (125) med den andra fluidumkretsen nedströms om den andra variabla fluidumstyrpor- ten (27), varvid nämnda andra arbetsfluidumöppning har nämnda ena strömningsarea, då ventilorganen är i det normala arbets- läget, och den andra strömningsarean, då ventilorganen är i det fullt påverkande läget.

7. Organ enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att det första arbetsfluidumöppningsorganet (127,131,133;143,145) innefattar en första strypöppning (127,133;143) och en andra öppning (131;145), varvid båda dessa öppningar är öppna, då ventilorganen (63,65) är i det normala arbetsläget, och nämnda ena öppning är stängd och nämnda andra öppning är öppen, då ventildelarna befinner sig i det fullt påverkande läget.

8. Organ enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att det första arbetsfluidumöppningsorganet (127,131,133;143,145) har en noll-strömningsarea, då ventilorganen är i neutralläget.

9. Organ enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t a v att ventilorganen (63,65) ger en neutralfluidumöppning (141), som tillför fluidum från belastningssignalkammaren till returporten, då ventilorganen är i neutralläget. 7900990-8 Ha

10. Organ enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t a v att strömningsarean för neutralfluidumöppningen är större än ström- ningsarean för det första arbetsfluidumöppningsorganet (143,145) för att åstadkomma ett fluidumtryck i belastningssignalkammaren (125), som är vid en lägre nivå, då ventilorganen är i neutral- läget än då ventilorganen är i det normalt arbetande läget (fig. 12). -n. llßq