SE505185C2 - Styranordning för ett helhydrauliskt styrsystem - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 505 185 2 är relativt kostsam. För varje riktning måste nämligen anord- nas ventiler. Därtill måste hållas ett relativt högt tryck.

Trycket gives nämligen inte enbart obetingat av styrningen, dvs när styrmotorn manövreras. Det kan också hända, att vid stängd styranordning yttre krafter verkar på de styrda hjulen eller det styrda hjulet, vilket påverkar det i arbetsledning- arna mellan styrmotorn och manöveranordningen inneslutna hydraulfluidet med tryck.

I japanska patentet 63-125474A visas en styranordning enligt patentkravets 1 ingress, där mätmotorsektionen är anordnad bakom riktnigssektionen, således mellan riktningssektionen och styrmotorn. Hjälpflödesbanan kan kortsluta mätmotorn. Ventilen i hjälpflödesbanan utsättes för samma tryck som styrmotorn.

Detta är relativt okritiskt, om man endast betraktar det tryck, som alstras vid styrning av pumpen, således trycket som råder i styrmotorn, för att styra ut hjulen. Dessa är dock inte farliga tryck. Högre tryck uppstår nämligen genom hjulens reaktion på styrmotorn, exempelvis när sådana styrsystem insättes i entreprenadmaskiner eller jordbruksmaskiner och en sådan maskin med sin stora massa och eventuellt högre hastig- het köres ned i ett hål eller mot en stor sten. Härvid kan i styrmotorn lätt uppstå tryck, som är flerfaldigt större än det av pumpen alstrade trycket. Stängningseffekten för ventil- anordningen måste konstrueras för sådana tryck. Detta gör en sådan styranordning relativt dyr. Därtill är korrigerings- möjligheten i ett sådant system begränsat, emedan den enda möjligheten för korrigering består däri att mätmotorn kort- slutes. Härmed kan enbart en nackdel hos styrmotorn kompense- ras relativt ratten men ger dock ingen fördel.

Enligt japanska skriften 61-205557A är korrigeringsledningar anordnade mellan styrenheten och styrmotorn, som är förbundna med tanken. I detta fall bortföres utmätt fluidum, således fluidum, som redan har genomlöpt styranordningen. Också här måste ventiler i hjälpflödesbanan klara av hela trycket som råder i styrmotorn. 10 15 20 25 30 35 3 505 185 JP 63-188569A beskriver ett styrsystem, vid vilket hydraul- oljan kan ledas vid styrenheten förbi över en omkastnings- ventil till det för tillfället tryckbelastade arbetsrummet hos styrmotorn, när styrmotorvinkeln och rattens styrvinkel ej överensstämmer. Styrventilen för tillsatsfluidet belastas över ledningen med fullt styrmotortryck. Ändamålet med föreliggande uppfinning är nu att möjliggöra en styrfelkorrigering med låga kostnader. Ändamålet löses därvid vid en manöveranordning av inlednings- vis nämnt slag därigenom att riktningssektion frilägger en förbindelse mellan riktningssektionen och hjälpsektionen enbart under styrning och annars avbryter den och att hjälpflödesbanan är förenad med pumpanslutningen och/eller tankanslutningen.

Med hjälpflödesbanan är det således möjligt på ett enkelt sätt och med enkel teknik, att förändra manöverenhetens utträngning inom vissa gränser. Härvid är det inte mer nödvändigt, att anordna för varje riktningsanslutning, således för varje arbetsledning, en skild ventilanordning, utan snarare förändras den från styranordningen matade fluidumströmmen redan innan den når de enskilda riktningsanslutningarna.

Antalet riktningsventiler kan således halveras. Vidare måste ventilerna dimensioneras enbart för ett relativt lågt tryck, nämligen styrtrycket. När inte styrning sker, dvs när manöver- anordningen har brutit förbindelsen mellan pumpen och styr- motorn, existerar ingen förbindelse mellan styrmotorn och ventilanordningen. Ventilens stängningskraft kan således hållas låg. Härigenom uppnås, att prisfördelaktiga ventiler kan användas. Vidare gör otätheter i ventilerna sig inte så negativt märkbara, såsom vid en anordning med ventilerna i riktningsanslutningarna. En otäthet i ventilanordningen på- verkar alltid båda sidorna av styrmotorn likvärdigt. En på- verkan av styrmotorn kan emellertid över huvud taget enbart 10 15 20 25 30 35 505 185 4 ske, när en förbindelse utövas av ventilanordningen över riktningssektionen med styrmotorn.

I en föredragen utföringsform uppvisar hjälpflödesbanan en returbana, som är förenad med pumpanslutningen, och en uttags- bana, som är förenad med tankanslutningen. (Över tillförsel- banan kan uppnås en förstoring av utträngningen, dvs matnings- effekten för manöveranordningen, medan över uttagsbanan sker en förminskning.) På grund av att båda dessa möjligheter föreligger kan vid styrmotorns rörelse ske en kompensering i varje riktning såväl när styrmotorläget drar sig före som också när det kommer efter relativt rattläget.

Företrädesvis uppvisar ventilanordningen taktade magnetven- tiler. Tillslaget av magnetventilen sker via en pulslängds- modulerad signal. Magnetventilens öppningsgrad gives i medel- tal av tastförhållandet för den pulslängdsmodulerade signalen, dvs förhållandet mellan pulsens längd och periodens längd.

Pulslängdsstyrda magnetventiler är relativt lite störnings- känsliga och kan lätt prövas beträffande sin funktion. In- ställningsnoggrannheten kan bestämmas över noggrannheten över den pulslängdsmodulerade styrsignalen.

I en föredragen utföringsform är anordnat en styrmotorvinkel- avkännare och en rattvinkelavkännare, som är förenade med en bearbetningsanordning, varvid bearbetningsanordningen fast- ställer ett styrvinkelfel och förändrar fluidumströmen i fluidumbanan medelst en hjälpfluidumström i hjälpströmnings- banan, för att kompensera för styrvinkelfelet.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas i en före- dragen utföringsform med hänvisning till bifogade ritnings- figurer. Däri visar en enda figur ett styrsystem.

Styrsystemet 1 uppvisar en pump, som matar hydraulfluidum ur en tank 3 till en manöveranordning 4. Manöveranordningen 4 styres av en styrratt 5. Manöveranordningen 4 uppvisar en 10 15 20 _25 30 35 5 505 185 pumpanslutning P som är förenad med pumpen 2, en tankanslut- ning T som är förenad med tanken 3 och två riktningsanslut- ningar L, R, som är förenade med en styrmotor 6, närmare bestämt med ett vänstra arbetsrum 7 och ett högra arbetsrum 8 i styrmotorn 6. De båda arbetsrummen 7, 8 är skilda åt medelst en kolv 9, vid vilken en kolvstång 10 är fäst, som är förenad med ett ej visat hjul. När kolven 9 rör sig i styrmotorn 6 utstyres hjulet.

Manöveranordningen 4 uppvisar på känt sätt en med pumpanslut- ningen P förenad mätmotorsektion 11 och en riktningssektion 12, som å ena sidan är förenad med mätmotorsektionen 11 via en flödesbana och å andra sidan med riktningsanslutningarna R, L, som tjänar som arbetsanslutningar. Båda sektionerna styres av styrratten 5.

Mätmotorsektionen 11 uppvisar en mätmotor 13. Medelst styr- ratten 5 öppnas en riktningsventil 14 i riktningssektionen 12.

Fluiden kan då strömma från pumpen 2 över mätmotorn 13 och den motsvarande riktningsanslutningen L, R in i motsvarande arbetsrum 7, 8 av styrmotorn 6. Mätmotorn 13 angiver därvid genomströmmad fluidummängd och stänger åter riktningsventilen 14, när en vridvinkeln för styrratten 5 motsvarande mängd hydraulfluidum nått fram till styrmotorn 6. Enbart så länge styrmotorn 6 ännu inte intagit ett läge, som motsvarar ett läge för styrratten 5, föreligger en förbindelse mellan pumpen 2 och styrmotorn 6 respektives styrmotorn 6 och tanken 3. När denna överensstämmelse uppnåtts, dvs en tillräcklig mängd hydraulfluidum har flutit in i styrmotorn 6, avbryter rikt- ningsventilen 14 denna förbindelse.

Parallellt med mätmotorsektionen 11 är en ventilanordning 15 anordnad, som överbryggar mätmotorsektionen 11. ventilanord- ningen 15 avgrenar flödesbanan mellan mätmotorsektionen 11 och riktningssektionen 12 och är anordnad i en hjälpflödesbana 16, som är förenad med pumpanslutningen P respektive tankanslut- ningen T. Förbindelsen sker därvid via en plusventil 17, över 10 15 20 25 30 35 505 185 6 vilken hydraulflöde från punkten 2 till riktningssektionen 12 kan ledas och en minusventil 18 över vilken flöde från flödes- banan mellan mätmotorsektionen 11 och riktningssektionen 12 och kan återledas till tankanslutningen T, således kan urtagas ur flödesbanan.

Plusventilen 17 och minusventilen 18 är utbildade såsom puls- längdmodulerade magnetventiler. Dessa magnetventiler har ett öppningsläge och ett stängningsläge. Vid uppträdande av en puls går de i öppningsläge. Vid slutet av pulsen återgår de till stängningsläget och spärrar fullständigt genomströmning för fluiden. Öppningsgraden för sådana ventiler inställes över känselförhållandet, dvs förhållandet mellan pulslängd och periodlängd.

Plusventilen 17 och minusventilen 18 styres av en bearbet- ningsanordning 19. Denna bearbetningsanordning är förenad med en avkännare 20 för vinkeln för styrratten och en avkännare 21 för styrmotorvinkeln. Bearbetningsanordningen 19 fastställer ett styrvinkelfel, således skillnaden mellan vinkeln för styrratten och styrmotorns vinkel och kompenserar detta fel genom motsvarande öppning av plusventilen 17 eller minusven- tilen 18. Kompenseringen kan därvid ske så, att den av plus- ventilen 17 eller minusventilen 18 hjälpflödesströmmen blir beroende av hastigheten för styrratten och/eller styrvinkel- felet.

Ligger exempelvis styrrattens 5 läge efter styrmotorns 6 läge, öppnar bearbetningsanordningen 19 minusventilen 18, dvs styr- ratten kan vridas, utan att en motsvarande rörelse av styr- motorn 6 sker. Går i ett annat fall styrrattens 5 läge före styrmotorns 6 läge, öppnar bearbetningsanordningen 19 plus- ventilen så att en ytterligare hjälpflödesströmning tillföres hjälpmotorn 6. Styrmotorn 6 rör sig således längre än det skulle göra i motsvarighet till styrrattens 5 läge. 10 7 505 185 Mellan pumpanslutningen P och tankanslutningen T är en över- tryckventil 22 anordnad. Denna förhindrar, att ett för stort tryck når till plusventilen 17 eller minusventilen 18. Det stora trycket kan även ej alstras av styrmotorn 6, då i det fall då styrmotorn 6 inte manövreras, även ingen förbindelse föreligger mellan hjälpflödesbanan 16 och därmed plusventilen 17 och minusventilen 18 och styrmotorn 6. Övertrycksventilen 22 förhindrar vidare, att pumptrycket direkt verkar på minus- ventilen 18. Om så skulle vara fallet kan inget fluidum av- ledas via minusventilen till tanken 3. En strypning 23 för- hindrar, att för mycket fluidum pumpas från pumpen 2 direkt i tanken 3.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 505 185 PAIENTKRÄV

1. Manöveranordning för ett helhydrauliskt styrsystem med en mätmotorsektion, en riktningssektion, som är förenad med mätmotorsektionen via en flödesbana, en pumpanslutning, en tankanslutning och två riktningsanslutningar, varvid en hjälpflödesbana (16) avgrenar med en styrbar ventilanordning (15) från flödesbanan mellan mätmotorsektionen (11) och riktningssektionen (12), k ä n n e t e c k n a d a v, att mätmotorsektionen (11) är anordnad mellan riktningssektionen (12) och pumpanslutningen (P) och att hjälpflödesbanan är förenad med pumpanslutningen (P) och/eller tankanslutningen (T).

2. Manöveranordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att hjälpflödesbanan (16) uppvisar en tillförselbana, som är förenad med pumpanslutningen (P) och en uttagsbana, som är förenad med tankanslutningen (T).

3. Manöveranordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av, att ventilanordningen (15) uppvisar minst en taktad magnetventil (17, 18).

4. Manöveranordning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a d a v, att ventilanordningen (15) uppvisar en plusventil (17) och en minusventil (18).

5. Manöveranordning enligt något av kraven 1-4, k ä n n e - t e c k n a d a v, att en styrmotorvinkelavkännare (21) och en styrrattsvinkelavkännare (20) är anordnad, som är förenade med en bearbetningsanordning (19), varvid bearbetningsanordningen (19) fastställer ett styrvinkelfel och förändar fluidumströmmen i flödesbanan medelst en hjälpflödesström i hjälpflödesbanan (16), för att kompensera mot styrvinkelfelet. 437413; 1997-03-17