SE507287C2 - Hydraulisk kopplingskrets - Google Patents

Description

15 20 25 30 507 287 vägsventilerna via backventiler. Kopplingskretsen har medel för att överföra tryckmedium från den första arbetskammaren hos den första cylindern och till den andra cylinderns första arbetskammare, för att röra den andra cylindern samtidigt med rörelsen förorsakad av den första cylinderns rörelse genom tryckmedelöverföringen.

Det huvudsakliga ändamålet med denna kända kopplingskrets, är att så synkronisera rörelsen för skopan till en skoplastare med armens rörelse, att skopan t.ex. kan hållas vågrätt, när armen är uppsvängd eller nedsvängd. Detta uppnås därigenom, att de två cylindrarnas flerväggsventiler är förenade med varandra i serie. När den ena cylindern rör sig av oljeström- men från pumpen, kommer oljeströmmen, som vid rörelsen ur cy- linderns motsatta kammare kommer att utträngas, att överföras på den andra cylindern, så att denna rör sig synkront med den första cylindern. Den i den andra cylindern utträngda oljan ledes till tanken. Kopplingskretsen har dock den nackdelen, att man, för att kunna röra den ena cylindern oberoende av den andra, måste hålla flerväggsventilen för den andra cylindern i neutralt läge. Denna omkoppling av flerväggsventilen kan upp- fattas såsom störande för operatören.

Uppfinningen ger en hydraulisk kopplingskrets, vid vilken en ur en cylinder utträngd tryckmediumström utför arbete i en andra cylinder synkront med tillförseln av tryckmedel från en pump till den andra cylindern och vid vilken nackdelen med den kända kopplingskretsen elimineras. Vid en kopplingskrets av nu angivet slag uppnås detta ändamål därigenom, att flervägsven- tilerna är kopplade parallellt med varandra till en pumpled- ning, att den första arbetskammaren till den andra cylindern är kopplad via en backventil till ett ledningsavsnitt, i vil- ket flervägsventilen till den första cylindern kan avleda 10 15 20 25 30 tryckmedel från den första cylinderns första arbetskammare och att mellan detta ledningsavsnitt och en tank en tryckbegräns- ningsventil är insatt, som ger passage till tanken, när trycket i ledningsavsnittet är större än trycket som aktiveras av tryckbegränsningsventilen.

Man utnyttjar på detta sätt den i en passivt, belastad cylin- der till förfogande stående medievolymen för arbetet i en an- dra cylinder. Samtidigt med tryckmedelöverföringen från den passiva cylindern kan tryckmedel tillföras av pumpen till den aktiva cylindern. Betraktar man det anförda exemplet särskilt armcylindern och skopcylindern till en skoplastare, kan upp- finningen utnyttjas vid återförandet till grävningsläget, eme- dan under återförandet tryckmedium från armcylindern, som upp- bär armens vikt kan tillföras till skopcylindern. Överskotts- tryckmedium, som exempelvis härrör från olika volymer av den andra cylinderns arbetskammare tryckes via tryckbegränsnings- ventilen till tanken.

När tryckbegränsningsventilen såsom angives i krav 2 är styr- bar, kan man fritt välja, om den med uppfinningen förbundna rörelsekarakteristikan i en viss situation skal användas eller inte. Det kan förekomma situationer, vid vilka man enbart snabbast möjligt vill avlasta tryckmediet ur den passivt be- lastade arbetskammaren och i detta fall är det en fördel att kunna upphäva tankspärren.

En föredragen lösning består däri, såsom angives i krav 3, att tryckbegränsningsventilen låtes styras av en styrventil. Styr- ventilen sörjer för öppnandet av tryckbegränsningsventilen, när den avkänner ett utlösningstryck från en lastavkännande ledning, som avkänner ett var som helst i den hydrauliska 10 15 20 25 30 507 287 kopplingskretsen uppträdande belastningstryck. Tankspärren kan därvid automatiskt upphävas. Man kan sedan t.ex. vid ventil- block använda en enda tryckbegränsningsventil, för att spärra en grupp ventilers gemensamma tankledning, utan att tankström- men från alla ventiler alltid måste pressas genom tryckbe- gränsningsventilen till tanken.

Styrventilen kan också, såsom angives i krav 4, vara omställd för att öppna tryckbegränsningsventilen, när trycket i pumpledningen ligger kring ett visst område över trycket, som aktiverar tryckbegränsningsventilen. Tankspärrningen upphäves, när pumpen är starkt belastad, för att därigenom minska pum- pens belastning.

För att möjliggöra ett högt pumptryck och samtidigt utnyttja uppfinningens arbetsprincip, kan man såsom angives i krav 5 koppla styrventilen för avkänning av ett spärrtryck från en lastavkännande ledning, vilken ledning avger ett lasttryck, som föreligger var som helst i kopplingskretsen, varvid kopp- lingskretsen är så utformad, att spärrtrycket förhindrar öpp- nandet av tryckbegränsningsventilen. Spärrtrycket kan särskilt härstamma från den andra cylinderns första arbetskammare såsom angives i krav 6.

Istället för att använda trycket i pumpledningen som utlösande signaltryck för styrventilen, kan man för detta ändamål ofta använda trycket i en lastavkännande ledning, som skall styra pumpens tryck. Den härmed förenade lösningsmöjligheten framgår av patentkravet 7-9.

Med den i krav 10 angivna strypningen mellan ledningsavsnit- tet, genom vilket tryckmedieöverföringen mellan cylindrarna sker och tryckbegränsningsventilen, kan man uppnå en tryck- 10 15 20 25 30 01 CD -a stegring i ledningsavsnittet, också när tryckbegränsningsven- tilen är aktiverad. Detta kan vara önskvärt, för att uppnå ett högt starttryck vid rörelseförloppet.

Via den i krav ll angivna ledningsavgreningen mellan stryp- ningen och tryckbegränsningsventilen kan den första cylinderns andra arbetskammare efterfylla med en del av tryckmediet, som avledes ur den första arbetskammaren. Också detta leder till att kraven på pumpkapaciteten i kopplingskretsen minskas.

Uppfinningen kommer i det följande närmare att beskrivas i olika utföringsformer med hänvisning till bifogade ritnings- figurer.

Figurerna l, 2, 3 och 4 visar därvid olika hydrauliska kopp- lingskretsar enligt uppfinningstanken för en skoplastare.

Den hydrauliska kopplingskretsen enligt figuren 1 visar lyftarmcylindern 1 och skopcylindern 2 till en skoplastare, vilka var och en styrs av en flervägsventil 3, 4. Ventilerna är sammanmonterade med andra ventiler i ett ventilblock 5 och matas via en gemensam pumpledning 6 från en oljepump 7.

Oljepumpens utgångstryck regleras på vanligt känt sätt via lastavkänningskanaler 8 och dubbelverkande flerväggsventiler 9, som avger det största belastningstrycket i ventilblocket till en lastavkänningstryckbegränsningsventil 10, som leder överskottsolja från oljepumpen 7 till en tank 11. Generellt är ventilblocket konstruerat med två gemensamma genomgående tank- ledningar 12 och 13 för alla ventiler. Tankledningarna är förenade med tanken 11.

Flervägsventilerna 3 och 4 har tre lägen och fyra vägar, om man betraktar de två tankledningarna såsom en väg. Som de be- 10 15 20 25 30 507 287 tecknas i figuren 1, befinner de sig i ett läge, där olja från en första arbetskammare 15 i lyftarmcylindern 1 överföres till en första arbetskammare 16 i skopcylindern 2.

Oljeöverföringen sker i en situation, i vilken lyftarmen är höjd, dvs. kolvstången 17 för lyftarmen är förhållandevis långt utskjuten (detta visas dock icke helt korrekt i ritning- en). Skopcylinderns kolvstång 18 däremot är långt inskjuten i skopcylindern, emedan skopan för skoplastaren är tömd och nu nedtippad. Detta är utgångssituationen för manövern "återgång att gräva", vid vilken armen sänkes och skopan åter tippas uppåt så att nästa skopmaterial kan mottagas.

Vid sänkningen strömmar olja från den första arbetskammaren 15 hos lyftarmcylindern till tankledningen 12 och överföres här- ifrån i den första arbetskammaren 16 genom en backventil 19, som är förenad med A-tillförsledningen 20 från skopcylinderns flervägsventil 4.

För att upprätthålla det nödvändiga trycket för oljeöverfö- ringen i tankledningen 12 är denna spärrad med en plugg 21 till tanken ll.

Tankledningen 12 är förenad via en tryckavlastningsventil 40, som är inställd på t.ex. 25 bar, med en till tanken ll gående ledning 41.

Trycket i ledningsavsnitten 12, 22 och 13 skulle därmed inte kunna överskrida 25 bar, (bortsett från tryckfall i lednings- nätet). För att uppnå ett högre tryck i överföringsförloppet, är en strypning 42 insatt i ledningsavsnittet 12, mellan tryckbegränsningsventilen 40 och ledningsavgreningen, vid vil- ken A-sidan av flervägsventilen 3 är ansluten till tankled- 10 15 20 25 30 cn ca -o ro oo \1 ningen 12. I ledningsavsnittet 43 mellan pluggen 21 och stryp- ningen 42 kan på detta sätt ett högre tryck upprätthàllas än det som bestämmes av tryckbegränsningsventilen 40, så länge en oljeströmning föreligger ur kammaren 15.

Vid den beskrivna kopplingskretsen kan olja öveföras ur kamma- ren 15 till kammaren 16 och samtidigt kommer kammaren 16 att matas med olja av pumpen 7 över flervägsventilen 4, som är kopplad över en backventil 44 till pumpledningen 6. Om i pumpledningen 6 trycket upprätthålles, är en tryckreducerings- ventil 47 inskjuten i tillförselledningen 45 till flervägsven- tilen 3. Den i kammaren 15 till förfogande stående oljevolymen utnyttjas därmed på bästa möjliga sätt, om kolvstàngen 7 åter- vandrar i lyftarmcylindern 1, för att efterfylla den motsatta arbetskammaren 27 och samtidigt röra skopcylinderns kolvstàng 18.

Det är önskvärt att upphäva tankavstängningen, dvs. att akti- vera tryckbegränsningsventilen 40, när kolvstàngen 17 i lyftarmcylindern 1 skall röras i motsatt riktning, eller när en av ventilerna som i ritningen visas till höger om ventilen 3 skall aktiveras. För detta ändamål är en styrventil 50 in- satt i kopplingskretsen. Styrventilen 50 är en ventil med tre vägar och två lägen, som därtill är kopplad för att aktivera tryckbegränsningsventilen 40, när styrventilen 50 över en för- bindelse till lastavkänningssignalsystemet 8, 9 mottager ett tillräckligt högt signaltryck. Styrventilen är i detta fall via en ledning 51 förbunden mellan flervägsventilerna 3 och 4 med lastavkänningskanalen 8. När trycket i denna kanal överskrider ett värde, som är bestämt medelst en förspännings- fjäder i styrventilen 50, växlar styrventilen om till ett läge, där trycket i ledningen 50 aktiverar tryckbegränsnings- ventilen 40. 10 15 20 25 30 507 287 Kopplingskretsen enligt figuren 1 har den nackdelen, att tankavstängningen inte kan upphävas, när kolvstången 18 skall röra sig i skopcylindern i motsatt riktning. Denna nackdel kan såsom visas i figur 2 elimineras, varvid i det belastningsav- kännande ledningssystemet vid flervägsventilen 4 en dubbelver- kande backventil 60 är inkopplad mellan de till de två kana- lerna A, B hörande lastavkännande utgångarna 61 och 62. Back- slagsventilens utgång är vidare förd i den lastavkännande sig- nalkedjan, medan B-sidans lastavkännande utgång är förenad via en backventil 63 med ledningen 51 och en backventil 64 är in- skjuten mellan ledningen 51 och dennas ursprungliga förenings- ställe till den lastavkännande signalkedjan. När sedan last- trycket är som högst på B-sidan vid flervägsventilen 4, såsom fallet är, när kolvstången 18 skall vara inskjuten i cylindern 2, förorsakar detta via ledningen 51 och styrventilen 50, att tryckbegränsningsventilen 40 upphäver tankavstängningen.

Denna nackdel kan också undvikas såsom visas i figur 3. Här är det styventilen 50 som är så kopplad, alltid för öppning, när trycket i pumpledningen 6 överskrider utlösningsvärdet, däri- genom att dess inställningsfjäder 72 mitt emot liggande styringång 70 är inkopplad till pumpledningen 6. Styrventilen 50 aktiverar således tryckbegränsningsventilen 40, när pump- trycket är tillräckligt högt, varigenom tankavstängningen upp- häves, oaktat var i ventilblocket det höga pumptrycket är nöd- vändigt, dvs. vilken ventil som är aktiverad.

För att undertrycka denna verkan, när oljeöverföringen skall ske mellan kammarna 15 och 16, är i denna utöringsform likale- des inkopplad en dubbelverkande backventil 60 mellan de två lastavkännande utgångarna 61 och 62 hos styrventilen 4. Back- ventilens 60 utgång är vidare ledd i den lastavkännande sig- 10 15 U'1 CD *J PO CD *Q nalkedjan såsom i figuren 2, medan i detta fall den lastavkän- nande signalen hos A-sidan är vid utgången 62 tillföres styr- ventilen 50 över en ledning 71. Ledningen 71 är förenad med styrventilens 50 fjäderutrymme, så att det lastavkännande trycket spärrar vid flervägsventilens 4 A-sida 62 aktiveringen av tryckbegränsningsventilen 40. Tankavstängningen kan således inte upphävas när olja skall överföras från kammaren 15 till kammaren 16 och det är just vad som önskas.

Ett alternativ till det i figuren 3 visade diagrammet framgår av figuren 4. Här är styrventilens 50 styringàng 70 inte an- sluten till pumpledningen 6, utan via en ledning 73 till pump- sidan för den lastavkännande signalkedjan 8, 9. I övrigt är diagrammen enligt figurerna 3 och 4 identiska. En fördel är här, att inställningsfjädern 72 i styrventilen 50 kan vara svagare än den enligt figuren 3, emedan trycket i den lastav- kännande ledningskedjan är lägre än pumptrycket. Därför har lösningen den nackdelen, att ett visst extra läckage blir in- fört i det lastavkännande ledningsnätet.

Claims (11)

10 15 20 25 30 507 287 10 PATENTKRÄV

1. Hydraulisk kopplingskrets med åtminstone en första (1) och en andra (2) dubbelverkande cylinder, var och en med en första (15, 16) och en andra (26, 27) arbetskammare, och med en flervägsventil (3, 4) för varje cylinder, som i ett första aktivt läge kan tillföra cylinderns första arbetskammare (15, 16) med tryckmedium och avleda tryckmedium ur cylinderns andra arbetskammare (26, 27), och som i ett andra aktivt läge tillför cylinderns andra arbetskammare (26, 27) tryckmedium och kan avleda tryckmedium från cylinderns första arbets- kammare (15, 16), varvid den mot den andra cylindern (2) matade tryckmedieströmmen ledes över en backventil (44) till sin flervägsventil och varvid kopplingskretsen uppvisar medel för att överföra tryckmedium ur den första arbetskammaren (15) hos den första cylindern (1) till den andra cylinderns (2) första arbetskammare (16), för att manövrera den andra cylindern (2) samtidigt med den av tryckmediumöverföringen alstrade manövreringen av den första cylindern (1), k ä n n e t e c k n a d av, att flervägsventilerna (3, 4) är kopplade parallellt med varandra till en pumpledning (6), att den andra cylinderns (2) första arbetskammare (16) via en backventil (19) är förenad med ett ledningsavsnitt (43), i vilket den första cylinderns flervägsventil (3) i det andra aktiva läget kan avleda tryckmedium ur den första cylinderns (1) första arbetskammare (15), och att mellan detta ledningsavsnitt (43) och en tank (ll) en första tryckbegräns- ningsventil (40) är inkopplad, som ger passage til tanken (11), när trycket i ledningsavsnittet (43) är högre än det av den första tryckbegränsningsventilen (40) aktiverande trycket.

2. Kopplingskrets enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av, att första tryckbegränsningsventilen (40) är styrbar och 10 15 20 25 30 i 507 287 ll att den är förenad med en styrkoppling (50, 51) för att öppna passagen till tanken.

3. Kopplingskrets enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av, att styrkopplingen innefattar en styrventil (50), som är därtill kopplad, att öppna den första tryckbegränsnings- ventilen (40), när styrventilen (50) tillföres ett utlösningstryck, som ligger kring en bestämd storhet över det i den första tryckbegränsningsventilen (40) aktiverande trycket, och att utlösningstrycket tillföres styrventilen (50) via en lastavkännande ledning (51), som signalerar ett föreliggande lasttryck annorstädes i den hydrauliska kopplingskretsen.

4. Kopplingskrets enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av, att styrkopplingen uppvisar en styrventil (50), som är så inkopplad, att första tryckbegränsningsventilen (40) öppnar, när det styrventilen (50) via en styrledning (70) tillförda trycket i pumpledningen (6) ligger med en viss storhet över det i den första tryckbegränsningsventilen (40) aktiverade trycket.

5. Kopplingskrets enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av, att styrventilen är så kopplad att den mottager ett av- stängningstryck från en lastavkännande ledning (71), som sig- nalerar ett på annat ställe i kopplingskretsen föreliggande lasttryck, varvid kopplingskretsen är så utförd, att avstäng- ningstrycket förhindrar öppnandet av den första tryckbegränsningsventilen (40).

6. Kopplingskrets enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av, att en lastavkännande ledning (71) är förenad med den andra cylinderns (2) arbetskammare (16). 10 15 20 25 30 507 287 12

7. Kopplingskrets enligt krav 3, med en lastavkännande del- krets, som överför det högsta lasttrycket på en andra tryckbegränsningsventil (10) för pumpens tryckreglering, k ä n n e t e c k n a d av, att styrventilen (50) är kopplad för att öppna den första tryckbegränsningsventilen (40), när den lastavkännande pumpanslutningens (73) tryck ligger vid en bestämd storhet över det tryckbegränsningsventilen aktiverande trycket.

8. Kopplingskrets enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av, att styrventilen (50) är kopplad för att mottaga ett avstängningstryck från en lastavkännande ledning (71), som signalerar ett annorstädes i kopplingskretsen föreliggande lasttryck, varvid kopplingskretsen är så utformad, att vid styrventilen (50) avstängningstrycket motverkar det högsta lasttrycket och förhindrar öppnandet av den första tryckbegränsningsventilen (40).

9. Kopplingskrets enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av, att den lastavkännande ledningen (7) är förenad med den andra cylinderns (2) första arbetskammare (16).

10. Kopplingskrets enligt något av de föregående patent- kraven, k ä n n e t e c k n a d av, att ledningsavsnittet (43) är förenat via en strypning med den första tryckbegränsnings-ventilen (40).

11. Kopplingskrets enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d av, att mellan strypningen och den första tryckbegränsnings- ventilen en ledningsavgrening är anordnad, som via en backventil (30) är förenad med den första cylinderns (1) andra arbetskammare (27).