SE524061C2

SE524061C2 - Dämpningsarrangemang för ett fluidcylinderaggregat

Info

Publication number: SE524061C2
Application number: SE0102370A
Authority: SE
Inventors: Michael P Chiaramonte; Russell L Stott; Philip F Lange
Original assignee: Caterpillar Sarl
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2004-06-22
Also published as: SE0102370L; US6382075B1; GB2364353A; GB0116280D0; SE0102370D0

Description

00.0. 10 15 20 25 30 35 524 061 2001-10-30 E:\PUBLIC\DOC\P\J.687081 .doc LH använt i ett fluidsystem hos en maskin med fluidcylinderag- gregatet anslutet mellan två delar. Fluidcylinderaggregatet innefattar ett kolv- och kolvstångsaggregat, som är glid- bart anordnat i ett cylinderhus för att definiera huvud- och stángändsutrymmen och respektive huvud- och stàngänds- fluidportar. Dämpningsarrangemanget innefattar en flödes- blockerande mekanism, som är ansluten till fluidcylinderns kolv och kan ingripa med och blockera fluid från huvudänds- fluidporten, innan kolven når huvudändsutrymmets botten, en andra huvudändsport, vilken är förbunden med huvudändsut- rymmet huvudsakligen vid dess botten och på avstånd från den första huvudändsporten, samt en tryckdifferentialmeka- nism ansluten mellan den andra huvudändsporten och stång- ändsporten och operativ att reglera trycket hos fluiden i huvudändsutrymmet i förhållande till trycket i stångändsut- rymmet.

Kort beskrivning av ritningen Fig 1 är en schematisk bild av en maskin med en utföringsform av uppfinningen, och fig 2 är en schematisk bild av föreliggande uppfin-I ning i ett fluidsystem. ' Beskrivning av en föredragen utföringsform I fig 1 visas en maskin 10, såsom en ledad maskin.

Den ledade maskinen 10 har två delar, såsom ett främre parti 12 och ett bakre parti 14 med ett styraggregat 16 anordnat däremellan. Den ledade maskinen 10 skulle kunna vara en ledtruck, en ledad hjullastare, en ledad väghyvel eller någon annan ledad maskin som styrs genom förflyttning av ett parti hos maskinen i förhållande till det andra par- tiet. Styraggregatet 16 har första och andra fluidcylinder- aggregat 18, 20. Var och en av fluidcylindrarna 18, 20 har en huvudändsport 22 och en stångändsport 24. Såsom visas, är huvudändsporten 22 hos den första fluidcylindern 18 ansluten till stångändsporten 24 hos den andra fluidcylin- dern, och huvudändsporten 22 hos den andra fluidcylindern osm: nunn- 10 15 20 25 30 35 524 061 2001-10-30 B: \PUBI.|IC\DOC\P\16870B1 .dOC LH 3 20 är ansluten till stângändsporten 24 hos den första fluidcylindern 18 på ett välkänt sätt. Blott en fluidcylin- der kan användas för att styra maskinen 10, men normalt utnyttjas tvà fluidcylindrar 18, 20.

I fig 2 visas ett fluidsystem 26 för användning med styraggregatet 16 hos maskinen 10 enligt fig 1. Fluidsyste- met 26 i fig 2 har de första och andra fluidcylindrarna 18, 20, en källa för tryckfluid 28, som mottager fluid från en behållare 30, samt ett styrventilaggregat 32 anordnat mellan de första och andra fluidcylindrarna 18, 20 samt källan för tryckfluid 28 och behållaren 30.

Styrventilarrangemanget 32 har en inloppsport 34 ansluten till källan för tryckfluid 28 genom en ledning 36, en avloppsport 38 ansluten till behållaren 30 samt första och andra utloppsportar 40, 42. En ledning 44 ansluter den första utloppsporten 40 hos styrventilarrangemanget 32 med huvudändsporten 22 hos det första fluidcylinderaggregatet 18 och stângändsporten-24 hos det andra fluidcylinderaggre- gatet 20. En ledning 46 ansluter den andra utloppsporten 42 hos styrventilaggregatet 32 med stângändsporten 24 hos det första fluidcylinderaggregatet 18 och huvudändsporten 22 1 hos det andra fluidcylinderaggregatet 20.

Vart och ett av fluidcylinderaggregaten 18, 20 har ett cylinderhus 48 med ett kolv- och stàngaggregat 50 glid- bart anordnat däri för att definiera ett huvudändsutrymme 52 och ett stàngändsutrymme 54.

Ett dämpningsarrangemang 56 innefattar en flödes- blockerande mekanism 58 förbunden med kolv- och stångaggre- gatet 50. Blockeringsmekanismen 58 består av en blocke- ringsdel 60, som är ansluten till kolven hos kolv- och stångaggregatet 50 och fjäderbelastas bort från kolven och kan gà in i kolven mot fjäderbelastningen.

Dämpningsarrangemanget 56 har också en andra huvud- ändsport 64, som är ansluten till huvudändsutrymmet 52 huvudsakligen i anslutning till den första huvudändsporten oona oo onoo n c 10 15 20 25 30 35 524 061 2001-10-30 s;\1=unr..1c\noc\1>\1asvoa1.doc u: " "' "' '- 4 22 men på avstånd därifrån. En tryckdifferentialventil 66, såsom en tryckavlastningsventil, är anordnad i en ledning 68 och är ansluten mellan den andra huvudändsporten 64 och stångändsporten 24. Tryckdifferentialventilen 66 är opera- tiv att reglera trycket i huvudändsutrymmet 52 i förhål- lande till trycket i stángändsutrymmet 54.

Olika former av det beskrivna arrangemanget skulle kunna utnyttjas utan avsteg från det väsentliga i uppfin- ningen. Styrventilarrangemanget 32 skulle t ex kunna vara av den lastkännande typen, elektriskt reglerad i förhål- lande till en styrsignal, flödesförstärkt eller av någon annan känd typ. Fastän beskrivningen har centrerats kring en ledad maskin 10, skulle dessutom ett av fluidcylinderag- gregaten 18, 20 kunna vara anslutet mellan två delar av en maskin 10 och reglera dämpningen hos vilken typ av last som helst. Fluidcylinderaggregatet 18 skulle exempelvis kunna vara anslutet mellan maskinens ram och ett arbetsredskap, såsom en skopa.

Industriell användbarhet Vid användning av fluidsystemet 26 enligt fig 2 i den ledade maskinen 10 enligt fig 1 resulterar en insignal till styrventilarrangemanget 32 i att maskinen 10 styrs i önskad riktning. Om styrventilarrangemanget 32 exempelvis förflyt- tas nedåt pá ritningen, skulle det första fluidcylinderag- gregatet 18 förlängas eller skjutas ut genom att tryckfluid förs till huvudänden 22 hos det första fluidcylinderaggre- gatet 18. Den andra fluidcylindern 20 skulle dras samman tack vare att tryckfluiden förs till stàngänden hos det andra fluidcylinderaggregatet 24. Avloppsfluiden från stàngändsporten 24 hos det första fluidcylinderaggregatet 18 och huvudändsporten 22 hos det andra fluidcylinderaggre- gatet 20 går till behållaren 30 genom ledningen 46 via styrventilarrangemanget 32. Maskinen 10 i fig 1 skulle styra nedåt, om maskinen rörde sig i riktning mot höger. Då maskinen 10 styrs eller ledas i en viss riktning, finns det 10 15 20 25 30 35 524 061 _ . . 2001-10-30 s1\vuax..1c\noc\s>\1ss1oa1.den w - 5 2 'f '-3 .Z- .1.'..' ' 5 en normal tendens för maskinen att fortsätta att leda i denna riktning. De respektive kolv- och stångaggregaten 50 kan sålunda röra sig fortare än källan för tryckfluid 28 kan fylla de respektive huvudänds- och stångändsutrymmena 52, 54. I detta fall kan trycket hos fluiden i stångändsut- rymmet 24 hos det första fluidcylinderaggregatet 18 och huvudändsutrymmet hos det andra fluidcylinderaggregatet 24 vara högre än de respektive trycken i de motsatta ändarna hos de första och andra fluidcylinderaggregaten 18, 20. Det föreliggande dämpningsarrangemanget 56 fungerar att dämpa kolv- och stàngaggregatet 50, innan det när botten hos de respektive fluidutrymmena.

Detta àstadkommes på följande sätt. Då blockerings- elementet 60 hos den flödesblockerande mekanismen 58 när och blockerar flödet från huvudändsutrymmet 52 hos det andra fluidcylinderaggregatet 20 till ledningen 46, ökar trycket i huvudändsutrymmet 52 hastigt. Eftersom tryckflui- den i huvudändsutrymmet 52 står i förbindelse med tryck- differentialventilen 66 genom den andra huvudändsporten 64, reagerar tryckdifferentialventilen 66 på trycket i huvud- ändsutrymmet 52 hos det andra fluidcylinderaggregatet 20.1 Då trycket i huvudändsutrymmet 52 når en förutbestämd nivå, går fluid från huvudändsutrymmet 52 hos det andra fluid- cylinderaggregatet 20 till dess stångändsport 24. Den fluid som passerar över tryckdifferentialventilen 66 fyller snabbt stångändsutrymmet 54 och börjar öka fluidtrycket däri. Då fluiden i stångändsutrymmet 54 hos det andra fluidcylinderaggregatet 20 har trycksatts, motsätter sig trycket däri den fluid som förs därtill från huvudändsut- rymmet 52. Dà trycket i huvudändsutrymmet 52 hos det andra fluidcylinderaggregatet 20 ökar, uppnås därför en motsva- rande ökning i trycket i stångändsutrymmet 54. Skillnaden mellan trycken i huvudändsutrymmet 52 och stångändsutrymmet 54 är tryckinställningen hos tryckdifferentialventilen 66.

Genom användning av trycket hos den överförda fluiden för W U 20 25 2'. I".'. .' .". .' 524 oe1»»~~==-- 2001-10-30 B=\vus1.1c\1aoc\l>\1ss7oa1man nw - Z I 'I '..' .'. 6 n.. n» att trycksätta stångändsutrymmet 54 proportionellt mot det ökande trycket i huvudändsutrymmet 52, utsätts fluidcylin- deraggregatet 20 inte för några extrema yttre krafter.

Om maskinen ledas i motsatt riktning, arbetar den flödesblockerande mekanismen 58 hos dämpningsarrangemanget 56 vid kolv- och stångaggregatet 50 hos det första fluidcy- linderaggregatet 18 på ett motsvarande sätt för att effek- tivt dämpa och stoppa kolv- och stångaggregatet 50, innan det när botten hos de respektive huvud- och stàngändsutrym- mena 52, 54.

Av det ovanstående framgår det lätt att det aktuella dämpningsarrangemanget 56 är effektivt i att dämpa och stoppa kolv- och stångaggregatet 50, innan det når bottnen hos de respektive huvud- och stångändsutrymmena 52, 54.

Genom att placera tryckdifferentialventilen 66 mellan huvudändsutrymmet 52 och stàngändsutrymmet 54 begränsas tryckdifferentialen mellan huvudändsutrymmet 52 och stång- ändsutrymmet 54, så att ett jämnt stopp åstadkommes även vid stora laster eller krafter. Genom att begränsa differentialtrycket mellan huvudändsutrymmet 52 och stäng- ändsutrymmet 54 ökas livslängden hos kolvtätningarna. Detï är likaså uppenbart att förevarande dämpningsarrangemang 56 har enkel uppbyggnad.

Andra aspekter, ändamål och fördelar med uppfinningen framgår genom ett studium av ritningen, beskrivningen och de efterföljande patentkraven.

Claims

10 l5 20 25 30 35 J- 030910 P:\l687 CaCerp1llar\P\081\SE\P16870081_nya_PATENTKRAV.d0c y 524 0461 n u - . ., o n» n . ø . , _ ~ .- » ø n . .. PATENTKRAV

1. l. Dämpningsarrangemang (56) för ett fluidcylinderaggregat använt É ett fluidsystem (26) hos en maskin, som har fluidcylinderaggregatet (18, 20) anslutet mellan två delar (12, 14), vilket fluidcylinderaggregat har ett kolv- och kolvstångsaggregat (50) glidbart anordnat i ett cylinderhus (48) för att definiera huvud- och stångändsutrymmen (52, 54) och respektive huvud- och (22, 24), dämpningsarrangemanget innefattar: stàngändsfluidportar varvid en flödesblockerande mekanism (58), som är ansluten (18, 20) med och blockera huvudändsfluidporten (52) botten; en andra huvudändspost (64), (52) huvudsakligen vid dess botten och på avstånd från den första huvudändsporten (22): samt (66) och stàngändsporten till fluidcylinderaggregatets kolv och kan ingripa (22), innan kolven når huvudändsutrymmets som är förbunden med huvudändsutrymmet en tryckdifferentialmekanism ansluten mellan den (64) (24) operativ att reglera trycket hos fluiden i huvudändsutrym- (52) (54), har en blockerande del andra huvudändsporten och met i förhållande till trycket i stàngändsutrymmet kännetecknat av att flödesblockeringsmekanismen (58) (60), skjuta ut från kolv- och stångaggregatet som är fjäderbelastad att (50) ett förutbestämt avstånd och som går tillbaka mot kolv- och (50) (60) med och blockerar den första fluidporten och kolven (52) då den blockerande delen (22) fortsätter att röra sig mot huvudändsutrymmets stångaggregatet ingriper bottnen.

2. Dämpningsarrangemanget (56) enligt krav l, där tryckdifferentialventilmekanismen (66) är en tryckavlast- ningsventil. 10 15 20 25 30 - ---.::. - - - - -- U n "°~o. ' “ »saa . 'UIQ I n.. 030910 P:\16B7 CaCeIpillar\P\081\SE\P16870081_nya_PATENTKRAV.doc 524 061 Q - . » n.

3. Dämpningsarrangemanget (56) enligt krav 1 eller 2, där fluidcylinderaggregatet (18, 20) är ett styraggregat anslutet mellan främre och bakre partier hos en ledad maskin (16).

4. Sätt att dämpa stöten hos ett kolv- och stång- (50) (18, 20) ett huvudändsutrymmes vilket fluidcylin- (18, 20) (24), vilket sätt innefattar stegen att: aggregat hos ett fluidcylinderaggregat (52) botten, har en huvudändsport och en stång- mot deraggregat ändsport anordna en fjäderbelastad flödesblockerande mekanism (58) på kolv- och stångaggregatet (50) hos fluidcylinderaggregatet (18, 20); åstadkomma en andra huvudändsport (64) ansluten till huvudändsutrymmet (52) botten och på avstånd från den första huvudändsporten (22); huvudsakligen i anslutning till dess samt ansluta en tryckdifferentialventilmekanism (66) mellan den andra huvudändsporten (64) och stångändsporten (24) för att reglera trycket i huvudändsutrymmet (52) i förhållande till trycket i stàngändsutrymmet (54).

5. Sätt enligt krav 4, ansluta en tryckdifferentialventilmekanism innefattande steget att (66), varvid tryckdifferentialventilmekanismen är en tryckavlastningsventil (66).

6. Sätt enligt krav 4 eller 5, att installera fluidcylinderaggregatet (14) innefattande steget (18, 20) hos en ledad maskin för mellan ett främre och ett bakre parti (10) maskinens styrning.