SE462176B - Ventil, avsedd att paaverka en hydraulisk arbetscylinder - Google Patents

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.

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.

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.

Man kan därför maximalt utnyttja tillgängligt arbetstryck.

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.

I underkraven anges fördelaktiga utföringsformer, som utgör vidareutvecklingar av den i patentkrav l angivna upp- finningen.

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.

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.

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.

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.

Ventilblocket l begränsas av punktstreckade linjer.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

När kolven 27 kommer till sitt inre ändläge i cylindern 26, är det fram- och tillbakagående arbetsslaget fullfört.

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.

Claims (4)

462 176 Föreliggande uppfinning är inte begränsad till det visade och ovan beskrivna utförandet, utan kan varieras, modifieras och/eller kompletteras inom ramen för efterföljande patent- krav. Det är således ett väsentligt drag enligt uppfinningen att en permanent passage upprätthålles vid sätet 7 förbi kulan 6, men en dylik passage kan etableras genom samverkan med spår i sätet och kulan eller bara i kulan 6, istället för att utforma sätet 7 med symmetriskt placerade spår 8. På ritningarna är kolven 13 placerad rakt bakom sliden 3, vilket är en fördelaktig utformning (patentkrav 2), men inte obetingat en förutsättning för att uppfinningen skall få erforderlig effekt. Kolven kan således vara anordnad i en kanal var som helst i ventilblocket l. Det är emellertid härvid en förutsättning att kolven 13 står i förbindelse med samma kanaler som visas på ritningarna. Dessutom kan ven- tilen enligt uppfinningen kompletteras genom inbyggning av olika kända ventiler om behov skulle finnas för detta. Så- ledes kan en lås- och/eller chokventil byggas in. Eftersom dylik tilläggsutrustning inte har någon inverkan på själva ventilens funktion, är detta ej medtaget på ritningarna eller i beskrivningen. Patentkrav:

1. l. Ventil, avsedd att påverka en hydraulisk arbetscylin- der (26), vridmotor eller annan hydraulisk motor, etc. för omkoppling av densamma, exempelvis i syfte att vända en till arbetscylindern etc. kopplad vändpol, och omfattande ett slid- ventilblock (1) som är utformat med ett invändigt kanalsystem, vari ingår särskilda kanaler (18-20; 2; 17, 21) för till- koppling av en tryckfluidumreservoar (T) och en pump (P) samt för tillkoppling av tillförsel-/returledningar (A, B) till arbetscylindern (26) etc., och där en slid (3) har en genomgående kanal (4, 4') vari är anordnad en ventilkropp, exempelvis i form av en fjäderbelastad kula (6), som samver- kar med ett säte (7) utformat i slidens genomgående kanal (4, 4'), i det det i sliden (3) är utformat kanaler, spår eller liknande (5, 9, 22, 23) avsedda att samverka växelvis med förstnämnda kanaler i slidens (3) två ändlägen, k ä n n e t e c k n a d a v att sätet (7) i slidens (3) genomgående kanal (4, 4') och/eller den därmed samverkande ventilkroppen (6) är så utformade att ventilkroppen (6) inte 462 176 kan komma till fullständigt tätande anliggning mot sätet (7), så att det däremot bildas en relativt smal passage (8) mel- lan dessa, varvid ventilkroppen vid tillförsel av en tryck- fluidumström genom slidens (3) genomgående kanal (4, 4') sörjer för att det uppstår ett tryckfall som påverkar sliden (3) att förskjutas från sitt första till sitt andra ändläge, och att sliden (3) är utformad att samverka med en fjäder- belastad (16) kolv (13), vilken är utformad med en genom- gående kanal (14) med betydligt mindre tvärsnittsarea än slidens (3) genomgående kanal (4, 4'), så att kolvens (13) kanal (14) verkar som strypkanal, vars öppna ände i ett änd- läge för kolven (13) är utformad att komma till tätande an- liggning mot ett därtill utformat parti (24) av ventilblocket (1) för tillslutning av strypkanalens (14) mynning, vilket medför tillbakaföring av sliden (3) till dennas första änd- läge så snart tryckfluidumströmmen förbi ventilkroppen (6) upphör.

2. Ventil enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d a v att sliden (3) och kolven (13) är anordnade i en gemen- sam borrning (25') i ventilblocket (1), i varandras förläng- ning, samt är utformade att inta tre relativa huvudlägen, nämligen ett "höger" och ett "vänster" ändläge, där de an- ligger mot varandra, samt ett tredje huvudläge där kolven (13) befinner sig i det "vänstra" ändläget, medan sliden (3) in- tar sitt "högra" ändläge.

3. Ventil enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att sätet (7) i slidens (3) genomgående kanal (4, 4') är utformat med spår (8), företrädesvis symmetriskt placerade, i syfte att hindra att ventilkroppen (6) åstadkommer full- ständig tätning mot sätet (7).

4. Ventil enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d a v att returfjädern (16) för kolven (13) är kraftigare än returfjädern (12) för sliden (3).