SE461391B

SE461391B - Hydraulisk lyftanordning

Info

Publication number: SE461391B
Application number: SE8704216A
Authority: SE
Inventors: A Corke; L Johansson
Original assignee: Bt Ind Ab
Priority date: 1987-10-28
Filing date: 1987-10-28
Publication date: 1990-02-12
Also published as: SE8704216L; JPH01145999A; EP0314660A1; US4961316A; SE8704216D0

Description

461 391 och driftsäkra komponenter. Ytterligare ändamål och fördelar med uppfinningen framgår av den följande beskrivningen. De uppnås genom de kännetecken som anges i efterföljande patentkrav.

\\ Till grund för uppfinningen ligger insikten av att en dub- belverkande lyftcylinder kan styras och ges andra egenskaper än hittills inom detta teknikområde använda enkelverkande arbetscylindrar. Enligt uppfinningen förses lyftanordníngen således med en dubbelverkande arbetscylinder, som drivs med hjälp av två hydraulpumpar, vars deplacement är konstanta men inbördes olika, valda så att de står i given relation till arbetscylinderns olika areor på lyft- respektive sänk- sidan. Enligt en vidare utveckling av uppfinningen är de två hydraulpumparna inkopplade på samma drivmotoraxel och är reverserbara utan speciella ventilarrangemang. Arbetscylin- dern är lämpligen utrustad med en integrerad gasfjäder, som kan balansera ut egenvikten av lyftanordningens rörliga delar samt även delar av den nyttiga lasten.

Uppfinningen skall nu närmare beskrivas under hänvisning till bifogade ritningsblad, på vilka: Pig. 1 är en sidovy på en sohematiskt framställd industri- truck utrustad med en lyftanordning enligt uppfinningen.

Fíg. 2 är en tvärsektion genom en arbetscylinder tillhörande lyftanordningen. Vidare framgår ett schematiskt framställt hydraulsystem för arbetscylindern.

Den visade industritrucken är av det slag som används i vissa former av plocklager och innefattar därför ett lyft- aggregat 11 med sammanbyggd hytt 12 för operatören. Lasterna hanteras härvid med någon lämplig form av lyftgafflar 13.

Lyftaggregatet 11 är förskjutbart längs en mast 14 anbringad på fordonets chassi, som även uppbär batteripaket 15, w, 461 391 elmotorer 16 m m för framdrivnings- och lyftfunktionerna. En arbetscylinder 17 är anordnad för den direkta lyftningen och sänkningen av lyftaggregatet 11. Arbetscylindern 17 inne- fattar såsom framgår av fig. 2 ett cylinderhus 18 och en i detta rörlig dubbelverkande kolv 19 med ett kolvhuvud 20 och en kolvstång 21. Ett rör 22 är anbringat centralt i cylin- derhusets ena ändvägg 23 för att inskjuta i cylinderkammaren och i dess längsriktníng fram till den motsatta ändväggen 24. Röret 22 år även anordnat att inskjuta genom en hål- tagning i kolvhuvudet 20 och in i kolvstången 21, som är ihålig och rörformad. Röret 22 och kolven 19 avgränsar en inre tryckkammare 26, som med en packning 27 är avskild från cylinderkammaren, vilken i sin tur är uppdelad i en första och en andra cirkelringformad arbetskammare med vardera en öppning 30 resp. 31. Den första arbetskammaren 28 är härvid begränsad av röret 22 och cylinderväggen 32 och den andra av kolvstången 21 och cylinderväggen 32. De yttre och inre packníngarna är anordnade på ett sådant sätt i kolvhuvudet 20 att dess dimensioner kan hållas nere och anpassas till önskad tvärsektionsarea på arbetskamrarna 28, 29. Tryck- kammaren 26 är lämpligen sluten och fylld med en gas, t ex kvävgas. Tryckkammarens volym blir på känt sätt en linjär variabel av kolvens 19 slaglängd, vilket innebär att den inneslutna gasen ger upphov till en fjäderkraft propor- tionell mot trycket i kammaren och den inre arean på kolv- stàngens utskjutande ände 35. Genom lämpliga val av dessa variabler kan fjäderkraften anpassas till egenvikten av lyftaggregatet samt en del av den nyttiga lasten. Lämpligen väljs dimensioner och tryck så att maximalt halva den totala lasten behöver lyftas med yttre motorkraft, vilket således medför att energi måste tillföras, när en tom lastbärare skall sänkas.

Tryckkammaren 26 bör uppvisa en så stor volym som möjligt i förhållande till slagvolymen så att tryckskillnaden på kolven 19 i indraget eller utdraget läge blir så liten som 461 391 möjligt. För att kunna ge arbetscylindern önskade kompakta dimensioner måste kolvens hela slaglängd kunna utnyttjas, vilket i sin tur innebär att tryckkammarens 26 tvärsnitts- area bör vara så stor som möjligt i förhållande till tvär- snittsarean pà arbetskamrarna 28, 29. Ett lämpligt val av inre diametrar dl, dz på cylinderhuset 18 resp. kolvstàngen 21 har visat sig vara att d2 skall överstiga halva d1.

Lyftcylindern 17 är anordnad att manövreras med hjälp av ett hydraulsystem, som år uppbyggt av enkla driftssäkra kompo- nenter och som är speciellt lämpat för elektrisk avstånds- manövrering t ex från hytten 12 på lyftaggregatet. Systemet innefattar ett pumporgan 40 bestående av en första reverser- bar hydraulpump 41 med fast deplacement och en andra hyd- raulpump 42 likaledes reverserbar och med fast deplacement.

Pumparna 41, 42 är anordnade på en gemensam axel 43 och drivs av en elmotor 44, som via ett styrorgan 45 på känt sätt enkelt kan varvtalsregleras och ges ändrad rotations- riktning. Från pumporganet 40 går en anslutningsledning 46, 47 till respektive arbetskammare 28, 29 via inkopplingsbara stoppventiler 48, 49. I systemet ingår även tryckreglerings- organ i form av backventiler 50, 51 och en tryckbegräns- ningsventil 52. Systemet innefattar även en mindre hydraul- tank 53 och en backventil S4 i ledningen till matarpumpen 42 samt en backventil SS och ett oljefilter 56 i returledningen till tanken. Ytterligare två backventiler 57, 58 är inlagda i systemet för att förhindra kavitation i hydraulpumpen 41 resp; i bägge pumparna 41, 42, som senare skall beskrivas.

Styrorganet 45 är lämpligen en míkroprocessor och påverkas från operatörshytten och med ledning av operatörens kommandon utsänds lämpliga styrsignaler bl a till motorn 44 och stoppventilerna 48, 49. Härvid är vissa speciella kons- tanter, minsta pumpvarvtal, förreglingar m m inprogrammerade i mikroprocessorn för att uppnå lämplig samordning mellan hydraultryck och öppning av ventilerna 48, 49. 46-1 391 Hydraulsystemet är uppbyggt för att ge arbetscylindern 17 exakt den oljemängd den behöver i respektive arbetskammare 28, 29 så att minsta möjliga oljemängd behöver tillföras till eller tas från tanken 53. Den verksamma kolvarean är olika i de två arbetskamrarna 28, 29, vilket medför att olika oljemängd måste tillföras kamrarna för att undvika onödig rundpumpning till tanken. Enligt uppfinningen är detta löst genom arrangemanget med de parallellkopplade pumparna 41 och 42. Härvid skall gällar där DM = den första hydraulpumpens 41 deplacement, DP = pumpmotorns 42 deplacement, A1 = kolvarean i arbetskammaren 29, A2 = kolvarean i arbetskammaren 28. Exempelvis kan areor och deplacement väljas så att om flödet till arbetskammaren 28 vid lyftrörelse är 100% så blir flödet från arbetskamma- ren 29 endast 63%. I detta fall blir även förhållandet mellan pumpen 41 och 42 sådant att flödet genom den första pumpen 41 blir 63% av det totala flödet genom båda pumparna 41, 42. Vid lyftning matar således pumpen 42 systemet med de resterande 27% av flödet till arbetskammaren 28. Flödet från arbetskammaren 29 blir som regel något mindre än vad pumpen 41 kräver för att undvika risk för kavitation. Detta undviks dock genom att ett visst oljetillskott kan tas från tank genom backventilen 57.

Vid sänkning matas arbetskammaren 29 med hydraulpumpen 41, dvs i det valda exemplet med 63% av totala flödet. Flödet från arbetskammaren 28 blir då 1,6 ggr högre än flödet till arbetskammaren 29. Överskottet matas tillbaka till tanken genom pumpen 42. Backventilen 58 är monterad för att för- hindra eventuell kavitation. Vid sänkning med last kan trycket i arbetskammaren 28 vara större än 0 och då kommer pumpen 42 att samverka med elmotorn 44, vilket medför att 461 391 tryckenergin i returoljan till tank tas till vara.

Sammanfattningsvis medför arrangemanget med två pumpar på samma axel att hydraulsystemet blir styvare så att kontrol- len över kolvläge och hastighet förbättras. Vidare ger arrangemanget god kontroll över rörelsen, när kolven passe- rar balanspunkten mellan gastryck och last. Systemet är även uppbyggt av enkla komponenter, som lätt kan fjärrstyras och gasladdningen tillåter högre hastigheter för samma energi- àtgáng som konventionella system. Genom att rörelsen kan kontrolleras på ett mycket tillfredsställande sätt så kan överbalansering tillåtas av både egenvíkt och last. år

Claims

461 391 Patentkrav

1. Hydraulisk lyftanordning för lyftaggregat (11) på mate- rialhanteringsfordon innefattande en arbetscylinder (17) med en i ett cylinderhus (18) rörlig kolv (19) för lyftning och sänkning av lyftaggregatet och ett elmotordrivet pumporgan (40) med ett ledningssystem (46,47) för manövrering av arbetscylindern, kännetecknad av att arbetscylindern (17) är dubbelverkande och uppvisar två arbetskammare (28,29) som är tätande avskilda från varandra och via anslutníngsledningar (46,47) är förbundna med pumporganet (40); att en tryckgas- kammare (26) är anordnad i arbetscylindern (17) för för- spänning av kolvens (19) lyftrörelse; att pumporganet (40) innefattar en första och en andra hydraulpump (41,42) som är reverserbara och har fasta deplacement; att pumparna (41,42) är så anordnade i systemet att båda pumparna (41,42) avger flödet till och mottar flödet från den första arbetskammaren (28) medan endast den första pumpen (41) avger flödet till och mottar flödet från den andra arbetskammaren (29); och att förhållandet mellan den första pumpens deplacement och summan'av pumparnas deplacement väsentligen motsvarar för- hállandet mellan den verksamma kolvarean i den andra och den första arbetskammaren (29,28).

2. Lyftanordning enligt patentkravet 1, kännetecknad av att ”' de två hydraulpumparna (41,42) är monterade på en gemensam drivaxel (43) som drivs av en elmotor (44) och att denna via- ett styrorgan (45) kan varvtalsregleras och ges ändrad rotationsriktning.

3. Lyftanordning enligt patentkravet 1 eller 2, kânnetecknad av att de verksamma kolvareorna har väsentligt olika storlek lämpligen med ett inbördes areaförhállande av 1,6:1.

4. Lyftanordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att kolven (19) innefattar ett hàltaget 461 591 kolvhuvud (20) och en ihålig kolvstàng (21) och att ett rör (22) är anordnat í cylindern för att inskjuta i kolvhuvudet (20) och kolvstàngen (21) och tätande avgränsa tryckgas- kammaren (26) för förspänning av arbetscylindern.

5. Lyftanordning enligt patentkravet 4, kânnetecknad av att röret (22) är anbringat centralt i cylinderhusets ena ände (23).

6. Lyftanordning enligt patentkravet 5, kânnetecknad av att arbetskamrarna (28,29) är avgränsade mellan cylinderhuset (18) och centrumröret (22) respektive cylinderhuset (18) och kolvstàngen (21).

7. Lyftanordning enligt patentkravet 6, kännetecknad av att en stoppventil (48,49) är anordnad i anslutningsledningen (46,47) mellan respektive arbetskammare (28,29) och hydraulorgan (40) för att enligt styrsignaler från styrorga- net (45) kunna stänga flödet från den ena eller bägge arbetskamrarna (28,29).

8. Lyftanordning enligt patentkravet 6 eller 7, kânnetecknad av att styrorganet (45) är anordnat för beräkning av tid- punkten för stoppventilernas (48,49) in- eller urkoppling med ledning av elmotorns (44) varvtal och pumpriktning.

9. Lyftanordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att hydraulsystemet innefattar ett första par backventiler (50,51), som är inkopplade mellan anslut- ningsledningarna (46,47) till arbetskamrarna (28,29) för att med hjälp av en tryckbegrânsningsventil (52) hålla trycket i systemet under en vald maximal nivå.

10. Lyftanordning enligt nàgot av föregående patentkrav, kännetecknad av att hydraulsystemet innefattar ett andra par backventíler (57,58) inkopplade mellan anslutningsledníngar- na (46,47) för att förhindra kavítation i hydraulpumparna (41,42).