SE462176B

SE462176B - VALVE, INTENDED TO OPERATE A HYDRAULIC WORK CYLINDER

Info

Publication number: SE462176B
Application number: SE8501719A
Authority: SE
Inventors: J Herabakka
Original assignee: Bryne Mek Verksted As
Priority date: 1984-04-12
Filing date: 1985-04-09
Publication date: 1990-05-14
Also published as: DK157096C; FI851256L; SE8501719D0; DK149085A; NL8500933A; SE8501719L; DK157096B; DE3511252C2; FR2562965B1; DK149085D0; NO841452L; GB8507780D0; NO154239C; FI851256A0; FR2562965A1; FI72785B; GB2157400A; FI72785C; GB2157400B; DE3511252A1

Description

462 176 givet värde. Iryckstyrningen medför att man måste reservera en del av det tillgängliga arbetstrycket för styrning av ven- tilen, vilket får betraktas som direkt förlust. Har man exem- pelvis tillgängligt ett oljetryck på 150 bar, är det inte ovanligt att ca. 30 bar måste reserveras för styrning av ven- tilen, och beaktar man strömningsförlusterna i ventilen, återstår ofta inte mer än 100-110 bar för att utföra arbets- slaget. Skall ventilen användas att påverka och koppla om en arbetscylinder som är avsedd att vrida en vändplog, er- håller man en toppunkt som det kan vara vanskligt att komma över, särskilt om traktorn står litet snett. Om det i sådant tillfälle användes en tryckstyrd ventil, kommer denna inte att koppla över innan oljetrycket har stigit till ett givet värde. Rörelsen måste då nödvändigtvis stoppa upp ett ögon- blick. 462 176 given value. The pressure control means that part of the available working pressure must be reserved for controlling the valve, which can be regarded as a direct loss. If, for example, an oil pressure of 150 bar is available, it is not uncommon for approx. 30 bar must be reserved for controlling the valve, and taking into account the flow losses in the valve, often no more than 100-110 bar remains to perform the work stroke. If the valve is to be used to actuate and switch on a working cylinder that is intended to turn a reversible plow, a top point is obtained which can be difficult to get over, especially if the tractor is slightly tilted. If a pressure-controlled valve is used on such an occasion, it will not switch over until the oil pressure has risen to a given value. The movement must then necessarily stop for a moment.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att avhjälpa nackdelarna vid kända trycksstyrda ventiler. Härvid har man tagit sikte på att åstadkomma en ventil som förutom att vara av enklare konstruktion än kända tryckstyrda ventiler, skall kunna reagera smidigare och snabbare än dessa. Ventilen en- ligt uppfinningen är i motsats till kända ventiler för mot- svarande ändamål inte beroende av att ett högt oljetryck upparbetas för att få sliden till att skifta läge.An object of the present invention is to remedy the disadvantages of known pressure-controlled valves. The aim has been to provide a valve which, in addition to being of a simpler construction than known pressure-controlled valves, should be able to react more smoothly and more quickly than these. The valve according to the invention, in contrast to known valves for corresponding purposes, is not dependent on a high oil pressure being worked up to make the slide change position.

Ovanstående och övriga syften enligt uppfinningen uppnås genom att ventilen är utformad enligt patentkravets 1 känne- tecknande del. I motsats till kända tryckstyrda ventiler, som är beroende av ett betydande oljetryck för att fungera, är ventilen enligt uppfinningen strömningsstyrd och beroende av endast ett litet tryckfall (2-3 bar) över sätet i slidens genomgående kanal för att hålla sliden i det ena ändläget.The above and other objects according to the invention are achieved in that the valve is designed according to the characterizing part of claim 1. In contrast to known pressure-controlled valves, which depend on a significant oil pressure to function, the valve according to the invention is flow-controlled and depends on only a small pressure drop (2-3 bar) over the seat in the continuous passage of the slide to keep the slide in one end position. .

Man kan därför maximalt utnyttja tillgängligt arbetstryck.You can therefore make maximum use of available working pressure.

Ventilen enligt uppfinningen behöver ej heller inställas på ett bestämt arbetstryck, eftersom den fungerar lika bra oav- sett trycket, upp till det maximaltryck den är konstruerad för.The valve according to the invention also does not need to be set to a specific working pressure, since it works just as well regardless of the pressure, up to the maximum pressure for which it is designed.

I underkraven anges fördelaktiga utföringsformer, som utgör vidareutvecklingar av den i patentkrav l angivna upp- finningen.The subclaims state advantageous embodiments, which constitute further developments of the invention stated in claim 1.

Uppfinningen skall nedan närmare beskrivas med hänvis- ning till bifogade ritningar, på vilka fig. l är ett axialsnitt genom en ventil enligt uppfin- ningen i förbindelse med en hydraulisk arbetscylinder; 462 176 fig. 2 är ett avsnitt av fig. l i förstoring; och fig. 3 och 4 är axialsnitt motsvarande fig. l, men utan arbetscylinder och med ventilens slid/kolv i från fig. l av- vikande lägen.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is an axial section through a valve according to the invention in connection with a hydraulic working cylinder; 462 176 Fig. 2 is a section of Fig. 1 in magnification; and Figs. 3 and 4 are axial sections corresponding to Fig. 1, but without a working cylinder and with the valve slide / piston in positions deviating from Fig. 1.

Den på ritningarna visade ventilen, som är utformad att påverka exempelvis en hydraulisk arbetscylinder 26 för omkoppling av densamma, exempelvis i syfte att vrida en till- kopplad vändplog (ej visad), omfattar ett slidventilblock l som är utformat med ett invändigt kanalsystem, vari ingår särskilda kanaler 18-20, 2, 17, 21 för tillkoppling av en tryckfluidumreservoar T och en pump P, samt tillförsel-/ /returledningar A, B till arbetscylindern. Sliden 3 har en genomgående kanal 4, 4' vari är anordnad en ventilkropp, exempelvis i form av en fjäderbelastad 10 kula 6, som sam- verkar med ett säte 7 utformat i den genomgående kanalen 4, 4”. Sliden 3 är vidare utformad med kanaler 5, 9 och spår 22, 23 vid den yttre omkretsen, avsedda att samverka växel- vis med ventilblockets l kanaler i slidens 3 två ändlägen.The valve shown in the drawings, which is designed to actuate, for example, a hydraulic working cylinder 26 for switching the same, for example for the purpose of turning a connected reversible plow (not shown), comprises a slide valve block 1 which is formed with an internal channel system, in which special channels 18-20, 2, 17, 21 for connecting a pressure fluid reservoir T and a pump P, as well as supply / return lines A, B to the working cylinder. The slide 3 has a through-going channel 4, 4 'in which a valve body is arranged, for example in the form of a spring-loaded ball 6, which cooperates with a seat 7 formed in the through-going channel 4, 4'. The slide 3 is further formed with channels 5, 9 and grooves 22, 23 at the outer circumference, intended to cooperate alternately with the channels of the valve block 1 in the two end positions of the slide 3.

Arbetscylinderns 26 kolv betecknas med 27 och kolv- stången med 28, kolvstångänden med 30 och cylinderns sväng- punkt med 29. Arbetscylinderns 26 längdaxel är vid inskju- ten hﬂv i det visade utgångsläget betecknad med al, vid ut- skjuten kolv med az och i omkopplat läge vid inskjuten kolv med a3. Längdaxelns lägen antydes med punktstreckade linjer.The piston 26 of the working cylinder 26 is denoted by 27 and the piston rod by 28, the piston rod end by 30 and the pivot point by the cylinder by 29. The longitudinal axis of the working cylinder 26 is denoted by al in the starting position shown by al, switched position with inserted piston with a3. The positions of the longitudinal axis are indicated by dotted lines.

Kolvstångänden 30 är ledbart förbunden med en styrstång 31 med fast svängpunkt 32, vilken är avsedd att anligga mot ett av två anslag 33, 34 i cylinderns 26 två ändlägen (vid in- skjuten kolv 27). Kolvstången 30 är på ej visat sätt förbun- den med exempelvis en vändplog och avsedd att vända densamma.The piston rod end 30 is hingedly connected to a guide rod 31 with a fixed pivot point 32, which is intended to abut against one of two stops 33, 34 in the two end positions of the cylinder 26 (when the piston 27 is inserted). The piston rod 30 is connected in a manner not shown to, for example, a reversible plow and is intended to turn it the same.

Ventilblocket l begränsas av punktstreckade linjer.Valve block 1 is bounded by dotted lines.

En tryckkanal 2 står i förbindelse med sliden 3 via ett kanal- avsnitt 25 med större tvärsnittsarea än tryckkanalen 2, men mindre är den kanal 25' sliden 3 är förskjutbart anordnad i.A pressure channel 2 communicates with the slide 3 via a channel section 25 with a larger cross-sectional area than the pressure channel 2, but smaller is the channel 25 'the slide 3 is slidably arranged in.

Slidens 3 genomgående borrning eller kanal består i utföran- det av två partier 4, 4' med inbördes något avvikande dia- meter för bildande av ett ventilsäte 7 för en ventilkropp i form av en fjäderbelastad 10 kula 6. Sätet 7 är enligt fig. 2 utformat med två symmetriskt placerade spår 8, så att kulan 6 inte kan täta helt mot sätet 7. Från slidens 3 genomgående kanal 4, 4' utgår utåtriktade radiella kanaler 5, 9 som mynnar vid slidens yttre omkrets. Kulans 6 tryck- 462 176 fjäder 10 anligger i motsatt ände mot en låsring 11 som är insatt i ett tvärgående omkretsspår i sliden 3. På motsatt sida av låsringen ll anligger en annan fjäder 12 som i mot- satt ände anligger mot en kolv 13 med en smal genomgående kanal 14 som mynnar i ett ringformat skarpkantat ändparti 15. En fjäder 16, som är kraftigare än fjädern 12, håller kolven 13 till anliggning mot sliden 3.The through bore or channel of the slide 3 consists in the embodiment of two portions 4, 4 'with mutually slightly different diameters for forming a valve seat 7 for a valve body in the form of a spring-loaded ball 6. The seat 7 is according to Fig. 2 formed with two symmetrically placed grooves 8, so that the ball 6 cannot seal completely against the seat 7. From the continuous channel 4, 4 'through the slide 3, outwardly directed radial channels 5, 9 emanate which open at the outer circumference of the slide. The compression spring 10 of the ball 6 abuts at the opposite end against a locking ring 11 which is inserted in a transverse circumferential groove in the slide 3. On the opposite side of the locking ring 11 another spring 12 abuts which at the opposite end abuts against a piston 13 with a narrow continuous channel 14 which opens into an annular sharp-edged end portion 15. A spring 16, which is stronger than the spring 12, holds the piston 13 in abutment against the slide 3.

I ventilblocket 1 är som nämnt borrat kanaler från slid- borrningen 25'. En dylik kanal 21 står enligt fig. l i för- bindelse med ventilens A-lopp, medan en motsvarande kanal 17 står i förbindelse med B-loppet. Andra radiella kanaler 18-20 i ventilblocket 1 står i förbindelse med ventilblockets l tanklopp T.As mentioned, channels from the slide bore 25 'are drilled in the valve block 1. According to Fig. 1, such a channel 21 is connected to the A-barrel of the valve, while a corresponding channel 17 is connected to the B-barrel. Other radial channels 18-20 in the valve block 1 are connected to the tank passage T of the valve block 1.

Enligt fig. l är A- och B-loppen kopplade till till- försel-/returledningen för den hydrauliska arbetscylindern 26, vilken emellertid kan ersättas av en vridmotor eller annan hydraulisk motor. Ventilens funktion skall såsom visas här närmare förklaras i förbindelse med den hydrauliska arbetscylindern.According to Fig. 1, the A and B races are connected to the supply / return line for the hydraulic working cylinder 26, which can, however, be replaced by a rotary motor or other hydraulic motor. The function of the valve shall, as shown here, be explained in more detail in connection with the hydraulic working cylinder.

I utgångsläget står enligt fig. 1 cylinder och slid i sitt ena huvudläge, nämligen i "höger" ändläge. Det tillförs en oljeström under tryck genom kanalen 2. Oljan strömmar vidare via kanalavsnittet 25 genom slidens 3 kanal 4. Oljan kommer självklart att strömma den lättaste vägen, d.v.s. genom kanalen 4 över sätet 7, förbi kulan 6 och vidare genom den genomgående kanalen 14 i kolven 13 och därifrån via en radiell kanal 18 i ventilblocket 1 till tanken T. När olje- strömmen passerar sätet 7 via spåren 8, kommer kulan 6 att sörja för att det uppstår ett förutbestämt tryckfall som vill vara i huvudsak konstant inom den kapacitetsram ventilen är konstruerad för. Detta tryckfall medför att sliden 3 skif- tar läge, så att kanalen 9 i sliden 3 kommer i förbindelse med kanalen 21 i ventilblocket l och därmed också med A-lop- pet till arbetscylindern. Samtidigt uppbygges ett oljetryck mellan kolven 13 och sliden 3 på grund av kanalens 14 be- tydligt mindre tvärsnittsarea relativt kanalen 4, 4' i sli- den, så att kolvens 13 kanal 14 verkar som strypkanal.In the initial position, according to Fig. 1, the cylinder and slide are in one of their main positions, namely in the "right" end position. An oil flow is supplied under pressure through the channel 2. The oil flows further via the channel section 25 through the channel 4 of the slide 3. The oil will of course flow the easiest way, i.e. through the channel 4 over the seat 7, past the ball 6 and further through the through channel 14 in the piston 13 and from there via a radial channel 18 in the valve block 1 to the tank T. When the oil stream passes the seat 7 via the grooves 8, the ball 6 will provide because a predetermined pressure drop occurs which wants to be substantially constant within the capacity frame the valve is designed for. This pressure drop causes the slide 3 to change position, so that the channel 9 in the slide 3 comes into connection with the channel 21 in the valve block 1 and thus also with the A-barrel to the working cylinder. At the same time, an oil pressure builds up between the piston 13 and the slide 3 due to the channel 14's significantly smaller cross-sectional area relative to the channel 4, 4 'in the slide, so that the channel 14 of the piston 13 acts as a throttling channel.

Detta oljetryck är tillräckligt högt för att kolvens 13 änd- parti 15 vid kanalmynningen kommer till anliggning mot ett därtill utformat parti 24 av ventilblocket 1, så att förbin- delsen för oljeströmningen genom kanalen till tankloppet 18 462 176 tätas (fig. 3). Oljetrycket kommer då att stiga så högt att kolven 27 börjar röra sig i arbetscylindern 26. Oljan kom- mer att gå från stångsidan i cylindern till B-loppet genom kanalen 17 och ett cirkulärt omkretsspår 22 i sliden 3, genom kanalen 20 tillbaka till tanken T. Sålänge denna rörelse på- går, kommer oljeströmmen att passera över sätet 7 och upp- rätthålla det nödvändiga tryckfallet för att hålla sliden i det läge som framgår av fig. 3.This oil pressure is high enough for the end portion 15 of the piston 13 at the channel mouth to abut against a portion 24 of the valve block 1 formed therefor, so that the connection for the oil flow through the channel to the tank passage 18 462 176 is sealed (Fig. 3). The oil pressure will then rise so high that the piston 27 begins to move in the working cylinder 26. The oil will go from the rod side in the cylinder to the B-passage through the channel 17 and a circular circumferential groove 22 in the slide 3, through the channel 20 back to the tank T As long as this movement is in progress, the oil stream will pass over the seat 7 and maintain the necessary pressure drop to keep the slide in the position shown in Fig. 3.

När arbetskolven 27 i cylindern 26 kommer i det yttre ändläget, vilket representeras av den punktstreckade cylin- deraxeln az, kommer oljeströmmen över sätet 7 att upphöra, och trycket utjämnas med hjälp av spåren 8, så att sliden 3 kommer i jämnvikt. Fjädern 12 kommer då att skjuta sliden över till det ursprungliga läget (fig. l och 4), men kolven 13 kommer fortsatt att befinna sig i sitt vänstra ändläge (fig. 3 och 4) och täta på grund av oljetrycket mellan kolven 13 och sliden 3. Detta ömsesidiga läge mellan sliden 3 och kol- ven 13 visas i fig. 4. När sliden 3 skiftar läge, ökar volymen mellan sliden 3 och kolven 13. Den lilla oljamängd som här- vid krävs, efterfylles via spåren 8.When the working piston 27 in the cylinder 26 comes into the outer end position, which is represented by the dotted cylinder axis az, the oil flow over the seat 7 will cease, and the pressure will be equalized by means of the grooves 8, so that the slide 3 comes into equilibrium. The spring 12 will then slide the slide over to the original position (Figs. 1 and 4), but the piston 13 will continue to be in its left end position (Figs. 3 and 4) and seal due to the oil pressure between the piston 13 and the slide 3. This mutual position between the slide 3 and the piston 13 is shown in Fig. 4. When the slide 3 changes position, the volume between the slide 3 and the piston 13 increases. The small amount of oil required for this is replenished via the grooves 8.

Oljeströmmen går nu igenom slidens 3 kanal 5 och ven- tilblockets l kanal 17 till B-loppet för arbetscylindern 26 som därvid kan fullföra arbetsslaget (inskjutning av kolven 27 - längdaxelläget a3). Samtidigt kan oljan från cylinderns 26 A-lopp strömma genom kanalen 21 i ventilblocket l och vidare genom ett annat cirkulärt omkretsspår 23 i sliden samt via kanalen 19 till tanken T.The oil flow now passes through the channel 5 of the slide 3 and the channel 17 of the valve block 1 to the B-bore for the working cylinder 26, which can thereby complete the working stroke (insertion of the piston 27 - longitudinal axis position a3). At the same time, the oil from the bore A of the cylinder 26 can flow through the channel 21 in the valve block 1 and further through another circular circumferential groove 23 in the slide and via the channel 19 to the tank T.

När kolven 27 kommer till sitt inre ändläge i cylindern 26, är det fram- och tillbakagående arbetsslaget fullfört.When the piston 27 reaches its inner end position in the cylinder 26, the reciprocating work stroke is completed.

Ett nytt arbetsslag fram och tillbaka sättes inte igång auto- matiskt, eftersom kolvens 13 ändparti 15 med kanalmynningen tätar mot ventilblockpartiet 24. Det kommer under dessa för- hållanden inte att kunna uppstå något oljeflöde över sätet 7, vilket är nödvändigt för att upprätthålla ett tryckfall för förskjutning av sliden 3. Kolven 13 kommer att befinna sig i detta läge tills oljetrycket sjunker i tryckloppet 2. Då kommer fjädern 16 att föra kolven 13 tillbaka till utgångs- läget (fig. 1), varvid ventilen är klar till att styra ett nytt arbetsslag fram och tillbaka vid cylindern 26, som då från a3-läget kommer tillbaka till al-läget enligt fig. l.A new working stroke back and forth is not started automatically, since the end portion 15 of the piston 13 with the channel mouth seals against the valve block portion 24. Under these conditions no oil flow will occur over the seat 7, which is necessary to maintain a pressure drop. for displacing the slide 3. The piston 13 will be in this position until the oil pressure drops in the pressure passage 2. Then the spring 16 will bring the piston 13 back to the initial position (Fig. 1), the valve being ready to control a new one. working stroke back and forth at the cylinder 26, which then returns from the a3 position to the a1 position according to Fig. 1.

Claims

The present invention is not limited to the embodiment shown and described above, but can be varied, modified and / or supplemented within the scope of the appended claims. It is thus an essential feature of the invention that a permanent passage is maintained at the seat 7 past the ball 6, but such a passage can be established by cooperating with grooves in the seat and the ball or only in the ball 6, instead of designing the seat 7 with symmetrically placed grooves. In the drawings, the piston 13 is placed directly behind the slide 3, which is an advantageous design (claim 2), but not unconditionally a prerequisite for the invention to have the required effect. The piston can thus be arranged in a channel anywhere in the valve block 1. However, it is a condition here that the piston 13 is connected to the same channels as shown in the drawings. In addition, the valve according to the invention can be supplemented by the installation of various known valves should there be a need for this. Thus, a locking and / or shock valve can be built in. Since such additional equipment has no effect on the function of the valve itself, this is not included in the drawings or in the description. Claims:

1. l. Valve, intended to actuate a hydraulic working cylinder (26), rotary motor or other hydraulic motor, etc. for switching the same, for example for the purpose of turning a turning pole connected to the working cylinder, etc., and comprising a slide valve block (1) which is designed with an internal duct system, which includes special ducts (18-20; 2; 17, 21) for connection of a pressure fluid reservoir (T) and a pump (P) and for connection of supply / return lines (A, B) to the working cylinder (26) etc., and where a slide (3) has a through-going channel (4, 4 ') in which a valve body is arranged, for example in the form of a spring-loaded ball (6), which co-operates. vessels with a seat (7) formed in the continuous channel (4, 4 ') of the slide, in which channels, grooves or the like (5, 9, 22, 23) are formed in the slide (3) intended to cooperate alternately with the first-mentioned channels. in the two end positions of the slide (3), characterized in that the seat (7) in the continuous channel (4, 4 ') through the slide (3) and / or the co-operating therewith The valve body (6) is designed such that the valve body (6) cannot come into a completely sealing abutment against the seat (7), so that a relatively narrow passage (8) is formed between them, whereby the valve body upon supply of a flow of pressure fluid through the continuous channel (4, 4 ') of the slide (3) ensures that a pressure drop occurs which causes the slide (3) to be displaced from its first to its second end position, and that the slide (3) is designed to cooperate with a spring-loaded (16) piston (13), which is formed with a through-going channel (14) with a significantly smaller cross-sectional area than the through-going channel (4, 4 ') of the slide (3), so that the channel of the piston (13) (14) acts as a throttle channel, the open end of which in an end position of the piston (13) is designed to come into sealing abutment against a portion (24) of the valve block (1) formed therefor for closing the mouth of the throttle channel (14) , which causes the slide (3) to return to its first end position as soon as the pressure fluid flow n past the valve body (6) ceases.

Valve according to claim 1, characterized in that the slide (3) and the piston (13) are arranged in a common bore (25 ') in the valve block (1), in extension of each other, and are designed to take three relative main positions, namely a "right" and a "left" end position, where they abut each other, and a third main position where the piston (13) is in the "left" end position, while the slide (3) occupies its "right" end position.

Valve according to claim 1, characterized in that the seat (7) in the continuous channel (4, 4 ') of the slide (3) is formed with grooves (8), preferably symmetrically placed, in order to prevent the valve body (6) from producing complete seal against the seat (7).

Valve according to Claim 1, characterized in that the return spring (16) for the piston (13) is stronger than the return spring (12) for the slide (3).