SE458384B - Hydraulisk och pneumatisk hjaelpventil - Google Patents

Description

458 384 2 funktion förekommer. I de fall, då kraftbehovsändringen kan betraktas som mer permanent kan man i vissa fall lösa de uppkomna problemen genom att byta den cylinder, där kraftbehoven minskat till en svagare cylinder och/eller den andra cylindern till en starkare cylinder, men detta medför vanligen stora kostnader och arbetsinsatser, och samtidigt har man förtagit möjligheten att återgå till det ursprungliga.cylindersyste- met. Det kan också visa sig att man har behov av de ursprungliga cylindrarnas kapacitet, medan det däremot krävs en mindre frekvent funktion för den ena cylindern än för den andra för att man ska få bästa funktion.

Till grund för uppfinningen har därför legat problemet att åstad- komma en hydraulisk hjälpventil av den ovan nämnda typen, vilken kan anslutas direkt i den hydrauliska (eller pneumatiska) tillförsel-led- ningen till den cylinder eller cylindergrupp, som man önskar få att arbeta med lägre frekvens än den andra cylindern, och vilken företrädes- vis är utformad så att den arbetar automatiskt genom påverkan av samma hydraulmedium som den aktuella cylindern eller cylindergruppen.

Enligt uppfinningen består hjälpventilen av en ventilkropp med ett hydraulinlopp och ett hydraulutlopp och mellan dessa delar en regle- ringsventil eller avstängningsventil samt en servocylinder, som är förskjutbar fram och tillbaka i ventilkroppen under påverkan av hydraul- tryck i en grenl edning från hydraulinloppet, och som utför en slag- funktion för varje arbetscykel, samt mellan servocylindern och avstäng- ningsventilen verkande medel för att vid varje arbetscykel påverka avstängningsventilen mot hel eller delvis öppning eller stängning och därmed alternerande påverkan av de båda hydraulcylindrna eller - cylindergrupperna samtidigt, respektive endast den ena hydraulcylindern eller -cylinderguppen ensam.

Närmare kännetecken på uppfinningen kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen, i vilken kommer att hänvisas till bifogade ritningar. t pet är emeiiertia underförstått att ae visade och beskrivna ._ utföringsformerna av uppfinningen endast utgör belysande exempel och att många andra alternativa och analoga lösningar av uppfinningstanken kan förekomma inom ramen av de avslutande patentkraven.

På ritningarna visar figur 1 schematiskt ett snitt genom ett 458 384 hydraulsystem med två cylindrar och med en hjälpventil enligt uppfin- ningen ansluten i systemet. Figur 2 visar ett snitt efter linjen II-II i figur 1. Figurerna 3, 4, 5 och 6 visar 4 olika funktionsstadier vid ett system innehållande en hjälpventil enligt uppfinningen med en till- kopplings- och en frånkopplingsfunktion.

Det i figur 1 visade hydraulsystemet består av två hydraulcylindrar 1 och 2, vilka båda matas med hydraulmedium under tryck från en hydraulpump 3. Mellan hydraulpumpen 3 och cylindrarna 1 och 2 är en s k vändventil 4 av den typ som vänder funktion varje gång en cylinder eller grupp av cylindrar utfört ett helt arbetsslag eller en arbetsfunktion.

Vändventilen har ett inlopp 5 för hydraulmedium och ett utlopp 6 med evakueringstank 7 för recirkulerad hydraulvätska. På sin motsatta sida har vändventilen två uttag 8a och 8b, vilka växelvis bildar utlopp för hydraulvätska under tryck och evakueringsintag för recirkulerad vätska.

Från uttaget 8a går en hydraulledning 9 till den ena änden 10 på hydraulcylinderna 1, vilken ände kan kallas inloppsänden genom att de båda cylindrarna 1 och 2 i den visade utformningen arbetar i riktning åt vänster i figuren. Till uttaget 8a är även en ledning 11 ansluten, vilken leder till inloppet 12 på en hjälpventil 13 enligt uppfinningen Från utgången 14 på hjälpventilen 13 går en ledning 15 till inloppsänden 16 på den andra cylindern 2, vilken är den cylinder, vars funktion skall anpassas till ändrade kraftbehov. Utloppen på cylindrarna 1 och 2 går med en gemensam ledning 17 tillbaka till vändventilens 4 andra utgång 8b, genom vilken hydraulmedium omväxlande evakueras och utgår till cylindrarnas utloppsändar.

Hjälpventilen 13 består av en ventilkropp 18 med inlopp 12 och utlopp 14 för hydraulmedium och med en strömningskanal 19 mellan inloppet och utloppet. I strömningskanalen 19 är en regleringsventil eller avstängningsventil 20 rörligt monterad, så att ventilen kan anta dels ett helt öppet, dels ett helt stängt läge och för vissa applika- tioner av uppfinningen ett eller flera mellanlägen mellan stängt och öppet läge.' I det visade fallet utgörs regleringsventilen 20 av en vridbar cylinderventil med ett genomgående ventilhål 21. Cylinderven- tilen är monterad i ett tvärgående cylinderhål i ventilkroppen 18, och den visas i figur 1 i sitt helt öpna läge, vilket i den följande beskrivningen antas utgöra utgångsläget för den beskrivna funktionen. 458 384 Parallellt med strömningskanalen 19 löper en servocylinderkanal 22 med en däri axiellt förskjutbar servocylinder 23 i form av en cylinder- ventil, vilken genom en tryckfjäder 24 pressas i riktning mot hjälp- ventilens 13 inloppsände. Genom en grenledning 25 står servocylindern 23 under samma tryck som strömningskanalen 19. För att underlätta servocylinderns 23 funktion har en liten evakueringsöppning 26 tagits upp på servocylinderns utloppssida.

För att åstadkomma den önskade funktionen är reglerings- eller avstängningsventilen 20 försedd med kuggar 27 runt periferin, och servo- cylindern 23 är på sin mot regleringsventilen 20 vända sida utformad med en motsvarande kuggstång 28. Kuggarna 27 i regleringsventilen eller i kuggstången 28 eller bådadera är utformade som frihjul, så att regle- rings- eller avstängningsventilen påverkas av servocylindern endast i dess ena rörelseriktning, i detta fall i riktning åt vänster så som visas på ritningen.

Kuggarna 27 i reglerings- eller avstängningsventilen och i kugg- stången 28 kan vara olika till antal och utformning. I ett utförande, vilket skall beskrivas i anslutning till figurerna 3-6 är kuggarna i avstängningsventilen 20 fyra till antalet, vilket innebär att ventilen stängs vid varannan arbetscykel och öppnas vid varannan arbetscykel, vilket i sin tur innebär att cylindern 1 utför en arbetsfunktion för varje cykel, medan cylindern 2 utför en arbetsfunktion endast för varannan cykel. Antalet kuggar och kugg-funktioner kan emellertid vara större, och regleringsventilen kan vara utformad på annat sätt, vilket är uppenbart för fackmannen, så att ventilen 2 utför en arbetsfunktion endast för en multipel arbetscykler, som är större än 2, t ex var tredje, var fjärde osv cykel eller så att regleringsventilen från ett helt stängt läge öppnas successivt till ett helt öppet läge för att därefter successivt strypas och stängas. En mångfald qlika funktions- fall är möjliga inom ramen för uppfinningen.

Nu skall ett möjligt exempel av uppfinningen beskrivas ' i anslutning till figurerna 3 - 6. I detta fall är avstängningsventil 20 utformadfså att den stänger varannan cykel och öppnar varannan cykel. Det påpekas emellertid att detta endast är ett av många tänkbara funktionsfall.

Det förutsätts att båda ventilerna 1 och 2 i utgångsläget befinner sig i inloppsläge, dvs till höger, att avstängningeventilen 20 är öppen, 458 384 och att servocylindern befinner sig i sitt tryckavlastade högra läge såsom visas i figur 3. Det förutsätts vidare att vändtrycksventilen 4 befinner sig i sådant läge, att hydraultryck utgår genom utloppet 8a.

Figur 3: Från vändtrycksventilen 4 leds tryckmedium från utloppet 8a dels genom ledningen 9 till hydraulcylindern 1, dels även genom ledningen 11 till hjälpventilen 13. Hydraulcylindern 1 kräver tämligen stor hydraulmedievolym och arbetar därigenom tämligen långsamt.

Detsamma gäller hydraulcylindern 2, som står öppen för tryck genom att avstängningsventilen 20 är öppen. Servocylindern 23, vilken är liten och mycket lättrörlig i förhållande till ventilerna l och 2, arbetar däremot mycket snabbt, och när den försätts under hydraultryck genom grenledningen 25 kommer det mycket snabbt att förskjutas från sitt i figur 3 med heldragna linjer visade läge till sitt med streckade linjer visade vänstra läge. Vid denna förskjutning av servocylindern påverkar dess kuggstång 29 en eller flera kuggar 27 i avstängningsventilen 20, så att denna vrids till sitt helt stängda läge. Detta sker så snabbt att hydraulcylindern 2 inte hinner utföra någon påtaglig rörelse. Allt hydraultryck kommer därigenom att påverka cylindern 1, vilken med stor kraft förskjuts från det heldragna läget till det streckade läget, alltså åt vänster så som visas i figuren. Så länge hydraultryck råder i ledningarna 9 och 11 kommer denna funktion att fortsätta.

Figur 4: När hydraulcylinderns 1 kolv närmar sig sitt bottenläge blir trycket på utgångssidan så högt, att detta tryck åstadkommer en vändning av vändtrycksventilen 4, vilket leder till att utloppet 8b blir trycksatt, medan utloppet 8a ansluts till evakueringsledningen. I och med detta tryckavlastas servocylindern 23 och pressas av sin returfjäder 24 tillbaka till sitt ursprungsläge, vilket är det högra läget i figuren. Genom att kopplingen mellan avstängningsventilen och servo- cylindern är utförd som en frihjulskoppling ändras inte läget på avstängningsventilen under denna returrörelse, utan den står kvar i sitt stängda läge. Samtidigt sätts den tidigare nämnda "utgångssidan" på hydralcylindern 1 under tryck medan "ingångssidan" ansluts till evaku- ering genom ledningen 9. Kolven i cylindern 1 återgår därmed till sitt visade högra ursprungsläge. Samtidigt kommer vändtrycksventilen på grund av trycket i hydraulcylindern 1 att slå om, varvid utgången 8a åter blir trycksatt, och hjälpventilen är redo för nästa arbetscykel. 458 384 Figur S: Samma verkan sker som beskrivits i anslutning till figur 3, och servocylindern 23 förskjuts momentant, varvid avstängningsven- tilen 20 slår om från stängt till öppet läge, och därmed kommer i detta fall båda hydraulcylíndrarna 1 och 2 att kraftpåverkas och förskjutas till sina visade vänstra lägen. Liksom tidigare slår vändtrycksventilen om, så att utgången 8b blir trycksatt Figur 6: "Utgångssidorna" på hydraulcylindrarna 1 och 2 är tryck- satta genom ledningen 17, och "ingångssidorna är evakuerade genom led- ningarna 9, ll och 15. Kolvarna i hydraulcylindrarna förskjuts därigenom åt höger i figur 6 till sina ursprungslägen, och servocy- lindern 23 pressas av sin returfjäder 24 tillbaka till ursprungsläget.

Avstängningsventilen 20 står kvar i sitt öppna läge, p g a frihjuls- kopplingen mellan servocylindern och avstängningsventilen.

Därmed har en full serie arbetscykler genomförts med den visade anordningen, vilken är utformad med 4 kuggar i avstängningsventilen.

Det är uppenbart för fackmannen att antalet steg i en full serie arbets- cykler ökar med antalet kuggar i reglerings- eller avstängningsventilen respektive i servocylinderns kuggstång. Såsom nämnts tidigare kan många . 'olika tänkbara varianter av funktioner åstadkommer genom variering av kuggantal och kuggfördelning i ventilen 20 respektive servocylindern 23.

Man kan sålunda åstadkomma en successiv öppning och en successiv stängning av ventilen, eller en successiv öppning - momentan stängning, eller en momentan öppning - successiv stängning mm, såsom är uppenbart för fackmannen.

Det är också uppenbart att hjälpventilen kan anordnas i en gren- ledning 29 med en trevägsventil 30, så att systemet kan köras antingen med båda cylindrarna samtidigt i varje cykel och utan medverkan av hjälpventil eller med hjälpventil så som beskrivits ovan. Det är också uppenbart att såväl reglerings- eller avstängningsventilen som servo- cylindern kan utformas på alternativa sätt. T ex kan reglerings- eller avstängningsventilen utformas som en slidventil i stället för som en cylinderventil. D

Claims (6)

458 584 P a t e n t k r a v ..-__..__..__..._..._....._..-

1. Hydraulisk hjälpventil (13) för inkoppling i ett hydraulsystem innehållande en till en hydraulpump (3) ansluten vändtrycksventil (4) och två hydraulcylindrar (1, 2) eller -motorer eller hydraulcylinder- grupper eller -motorgrupper, speciellt intermittent arbetande cylindrar eller motorer, för att åstadkomma en arbetsfunktion hos en första cylinder (1) eller cylindergrupp för varje arbetscykel, medan en andra hydraul- cylinder (2) eller cylindergrupp påverkas till en arbetsfunktion endast en gång per multipel av arbetscykler, där hjälpventilen (13) är ansluten direkt i hydraulledningen (11, 15) mellan hydraulpumpen (3) med vänd- trycksventilen (4) och hydraulinloppet (16) till den cylinder (2) eller cylindergrupp, vars funktion skall revideras, t ex i en qrenledning (29) med tillhörande trevägsventil (30) medelst vilken hjälpventilen (13) kan tillkopplas respektive frånkopplas efter önskan, k ä nrle t e c k n a d av att hjälpventilen (13) består av en ventilkropp (18) med hydraulinlopp (12) och hydraulutlopp (14) och mellan dessa delar en regleringsventil eller avstängningsventil (20), en servocylinder (23), som är förskjutbar fram och tillbaka i ventilkroppen (18) under påverkan av hydraultryck i en grenledning (25) från hjälpventilens (13) inlopp, och som utför en slag- funktion för varje arbetscykel, och mellan servocylindern (23) och reglerings- eller avstängningsventilen (20) verkande medel (27, 28) för att vid varje arbetscykel påverka regleringsventilen eller avstängnings- ventilen (20) mot hel eller delvis öppning eller stängning av densamma och därmed alternativ påverkan av de båda cylindrarna (1, 2) eller cylinder- grupperna samtidigt respektive påverkan endast av den ena cylindern (1) eller cylindergruppen.

2. Hjälpventil enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c klia d av att de samverkande medlen mellan regleringsventilen (20) och servocylindern (23) i hjälpventilen utgörs av kuggar (27)i regleringsventilen (20) och en kuggstång (28) på servoventilen (23).'*

3. Hjälpventil enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att servocylindern (23) är anordnad påverkbar av hydraulmedium endast i sin ena röresleriktning, medan returrörelsen åstadkoms av en returtryckfjäder (24). 458 384

4. Hjälpventil enligt patentkraven 2 och 3, k äiin e t e c k - n a d av att kuggarna (27) i regleringsventilen (20) och/eller i servocylinderns (23) kuggstång (28) är av frihjulstyp, varigenom regleringsventilen (20) påverkas endast i servocylinderns (23) ena rörelseriktning.

5. Hjälpventil enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d av att regleringsventilen (20) och servocylinderns (23) kuggstång (24) är utformade så att den till hjälpventilen (13) anslutna hydraulcylindern (2) är avstängd vid varannan arbetscykel och står under fullt hydraultryck varannan arbetscykel.

6. Hjälpventil enligt något av patentkraven 1 - 4, k ä n n e - t e c k n a d av att regleringsventilen (20) och servocylinderns (23) kuggstång (28) är utformade så att hydraultryck för varje arbetscykel tillförs den till hjälpventilen (13) anslutna hydraulcylindern (2) i successivt ökande respektive minskande omfattning.