SE525907C2 - Förfarande vid ett system med ett trycksatt medium för användning och styrnig av en lyftbomsenhet speciellt i förening med en arbetsmaskin - Google Patents

Description

En lyftbomsinrättning av ovan nämnd typ manövreras på ett så- dant sätt att t ex när lasten skall flyttas i riktning mot huvudbom- men, används den första kolvcylindermekanismen för att svänga den mellanliggande bommen uppåt och samtidigt sänks den fria änden hos ytterbommen med den andra kolvcylindermekanismen på motsvarande sätt, varvid manövreringen givetvis utförs i om- vänd ordning för att förflytta lasten i riktning från huvudbommen.

Lastens vikt kommer att inducera en viss trycknivå i varje kolvcy- lindermekanism. För överföring av kraften iväg från huvudbom- men kommer inget tryck från trycksättningsenheten att krävas för styrning av den första kolvcylindermekanismen på grund av gra- vitationseffekten, medan fullt tryck krävs för styrning av den andra kolvcylindermekanismen. Således kommer, i ett hydraul- system där kolvcylindermekanismerna är anslutna till hydraul- systemet med fullständigt oberoende flödeskanaler i enlighet med den tidigare tekniken, arbetstrycket alltid vara bestämt av det erforderliga maximaltrycket. Som en konsekvens därav kom- mer, om båda kolvcylindermekanismerna är lika till storleken, hälften av energin producerad med trycksättningsenheten alltid att omvandlas till värmeförluster. Vidare underkastas cylindrarna mycket lätt för kavitation. Detta beror på faktumet att trycket or- sakat av lasten och av massan hos lyftbomsinrättningen själv di- rigerar ett starkt flöde till returportarna hos kolvcylindermeka- nismerna, och det är inte möjligt att tillhandahålla en ersättning av det trycksatta medlet genom ventilarrangemangen till inloppen med en tillräcklig hastighet. Dessutom är det svårt att använda lyftbomsinrättningen för flyttning av en last eller liknande spe- ciellt i horisontalriktnlngen, därför att samtidig användning av båda kolvcylindermekanismerna är nödvändig, och dessa styrs separat men samtidigt med två arbetsventiler. Ändamålet med förfarandet enligt uppfinningen är att tillhanda- hålla en klar reducering av problemen presenterade ovan och således förbättra den tidigare tekniken väsentligt. För att nå detta ändamål är förfarandet enligt uppfinningen primärt känne- 10 15 20 25 30 35 tecknat av det som presenteras i den kännetecknande delen av det bifogade patentkravet 1.

De viktigaste generella fördelarna med förfarandet enligt denna uppfinning inkluderar dess enkelhet, realiserbarhet och effektivi- tet. Vid användande av förfarandet är det möjligt att göra även mycket massiva konstruktioner med tryckenheter och kolvcylin- dermekanismer med väsentligt mindre kapaciteter än de hos konventionella system. Vidare är det möjligt att reducera kvanti- teten av det trycksatta mediet som cirkuleras så mycket som till hälften av kvantiteten använd i nuvarande system. Dessutom, speciellt i lyftbomsinrättningar, reduceras krafterna och momen- ten riktade från kolvcylindermekanismerna till lyftbomsinrätt- ningen signifikant jämfört med de nuvarande; som en konsekvens härav är det t o m möjligt att göra konstruktionen av lyftbomsin- rättningen mindre komplex och om nödvändigt mindre massiv.

Således har uppfinningen i detta hänseende också fördelen av signifikant bättre effektivitet och verkningsgrad än nuvarande förfaranden. En annan fördel med förfarandet i enlighet med uppfinningen är lättare styrning av systemet med trycksatt me- dium, varvid applikationen av förfarandet oftast inte kräver styr- ning av två oberoende kolvcylindermekanismer med separata ar- betsventiler. Förfarandet enligt uppfinningen gör det också möj- ligt att väsentligt reducera problemen med kavitation.

Fördelaktiga utföringsformer av förfarandet enligt uppfinningen kommer att presenteras i beroendekraven relaterade till förfaran- det. l den följande beskrivningen kommer uppfinningen att beskrivas i detalj med hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka Fig 1 visar ett fördelaktigt funktionsschema relaterat till ett sy- stem med trycksatt medium vid applicering av förfarandet enligt uppfinningen, och 10 15 20 25 30 35 Fig 2 visar en fördelaktig lyftbomsinrättning med applicering av förfarandet och system med trycksatt medium i enlighet med uppfinningen, sedd från sidan.

Uppfinningen avser ett förfarande för ett system med trycksatt medium innefattande åtminstone två kolvcylindermekanismer 1, 2 (senare manövreringsorgan) som använder ett trycksatt medium; en tryckenhet P, såsom en eller flera pumpar för trycksättning av mediumet; och en styrenhet V med ett ventiiarrangemang 4, 5 för manövrering av nämnda manövreringsorgan 1, 2 genom tran- sportering av trycksatt medium till deras tryckkamrar som skall fyllas vid den tidpunkten och, på ett motsvarande sätt, genom deplacering av trycksatt medium från deras tryckkamrar som skall tömmas vid tidpunkten. För att förbättra effektiviteten hos systemet med trycksatt medium, speciellt under samtida använd- ning av manövreringsorganen 1, 2, är manövreringsorganen 1, 2 kopplade för att arbeta i serie så att trycksatt medium som skall bortskaffas transporteras från tryckkammaren hos ett manövre- ringsorgan 1 eller 2, som skall tömmas, till tryckkammaren hos det andra manövreringsorganet 2 eller 1, som skall fyllas. Det trycksatta mediumet returernas till styrenheten V från tryckkam- maren hos det andra manövreringsorganet 2 eller 1, som skall tömmas.

Förfarandet enligt uppfinningen appliceras fördelaktigt, i enlighet med arbetsprincipen visad i fig 1, i ett system med trycksatt me- dium som har två manövreringsorgan 1, 2, vilka styrs av två ar- betsventiler 4, 5 hos styrenheten V medelst trycksatt medium le- vererat via ett flödesarrangemang, såsom primära 6a, 7a och se- kundära ledningar 6b, 7b, anslutna till arbetsventilerna 4, 5. Åt- minstone under samtidig användning av manövreringsorganen 1, 2 leds trycksatt medium med styrenheten V, såsom av den första eller andra arbetsventilen 4 eller 5, till ett manövreringsorgan, såsom till den första eller den andra tryckcylindern 1 eller 2, från vilken det trycksatta mediumet som skall bortskaffas vidare transporteras till nästa manövreringsorgan 2 eller 1 och returne- ras till styrenheten V. 10 15 20 25 30 35 l en speciellt fördelaktig utföringsform, fortfarande med hänvis- ning till principen visad i fig 1, transporteras under samtidig an- vändning av manövreringsorgan 1, 2 trycksatt medium med styr- enheten V, t ex från den primära porten 5A hos den andra ar- betsventilen 5 till den andra tryckkammaren C2 hos det första manövreringsorganet 1, som skall fyllas. Därnåst transporteras det trycksatta mediumet vidare från den första tryckkammaren C1 hos det första manövreringsorganet 1, som skall tömmas, till den andra tryckkammaren D2 hos det andra manövreringsorganet 2, som skall fyllas. Efter detta returneras det trycksatta mediumet från den första tryckkammaren D1 hos det andra manövrerings- organet 2, som skall tömmas, till styrenheten V, t ex till den se- kundära porten 5B hos den andra arbetsventilen 5.

I en situation då systemet med trycksatt medium används i om- vänd ordning transporteras under samtidig användning av ma- növreringsorgan 1, 2 trycksatt medium via styrenheten V, dvs från den sekundära porten 5B hos den andra arbetsventilen 5, till den första tryckkammaren D1 hos det andra manövreringsorga- net 2, som skall fyllas, varefter det trycksatta mediumet tran- sporteras vidare från den andra tryckkammaren D2 hos det andra manövreringsorganet 2, som skall tömmas, till den första tryck- kammaren C1 hos det första manövreringsorganet 1, som skall fyllas. Det trycksatta mediumet returneras sedan från den andra tryckkammaren C2 hos det första manövreringsorganet 1, som skall tömmas, till styrenheten V, dvs till den primära porten 5A hos den andra arbetsventilen 5.

I en speciellt fördelaktig utföringsform av förfarandet hänvisas till fig 2 som visar ett system med trycksatt medium i anslutning till en så kallad lyftbomsinrättning. Denna typ av en hydraulisk lyft- bomsinrättning X skall placeras i förbindelse med en arbetsma- skin, såsom en traktor, en skogsavverkningsmaskin eller en grävmaskin, och i sin driftsituation innefattar lyftbomsinrättningen en väsentligen vertikal huvudbom X1 med sin undre, första ände förbunden med arbetsmaskinen och dess andra ände är lagrad i 10 15 20 25 30 35 r' fx " 4* 51-] den första änden hos mellanliggande bom X2 vilken vidare är, i sin andra ände, lagrad i den första änden av ytterbommen X3, varvid den andra änden hos ytterbommen X3 är anordnad med medel för fixering av en last, arbetsverktyg eller liknande som skall flyttas med lyftbomsinrättningen. Lyftbomsinrättningen är företrädesvis manövrerad med två kolvcylindermekanismer 1, 2 (senare manövreringsorgan), varvid det första manövreringsor- ganet 1 som ansluter huvudbommen X1 och den mellanliggande bommen X2 används för att effektuera en förflyttning av den andra änden hos ytterbommen X3 väsentligen i den vertikala riktningen och, på ett motsvarande sätt, effektueras den hori- sontella förflyttningen av den andra änden hos ytterbommen X3 med användning av det andra manövreringsorganet 2, som för- binder den mellanliggande bommen X2 med ytterbommen X3, tillsammans med nämnda första manövreringsorgan 1. l en utfö- ringsform av detta slag utnyttjas förfarandet enligt uppfinningen under samtidigt användande av manövreringsorgan 1, 2, dvs till exempel vid horisontella förflyttningar av änden hos lyftbomsin- rättningen, genom användning av deplaceringsenergin hos det trycksatta mediumet levererat till manövreringsorganet 1 för drift av det andra manövreringsorganet 2 genom koppling av flödes- kanalerna hos flödesarrangemanget så att de går ihop och är åt- minstone delvis gemensamma som visat i schemat i fig 1; den första sektionen 7I av primärledningen 7a hos det andra manöv- reringsorganet 2 till den sekundära ledningen 6b hos den första tryckcylindern 1 för transportering av trycksatt medium till tryck- kammaren C2, och den andra sektionen 7II av primärledningen 7a till primärledningen 6a hos den första tryckcylindern 1 för an- slutning av tryckkammaren C1 till tryckkammaren D2 hos den andra tryckcylindern 2. Som en konsekvens härav sker änd- ringarna i längd av manövreringsorganen 1, 2 i samma riktning.

I ett annat fördelaktigt utförande levereras trycksatt medium från primärporten 5A hos arbetsventilen 5 till tryckkammaren C2 hos det första manövreringsorganet 1, som skall fyllas. På ett mot- svarande sätt avlägsnas trycksatt medium från tryckkammaren C1 hos det första manövreringsorganet 1, som skall tömmas, till 10 15 20 25 30 35 tryckkammaren D2 hos det andra manövreringsorganet 2, som skall fyllas, varefter det trycksatta mediumet först returneras från tryckkammaren D1 hos det andra manövreringsorganet 2, som skall tömmas, till sekundärporten 5b hos den andra arbetsventi- len 5. Ovanstående process motsvarar t ex förflyttning en last vid änden av Iyftbomsinrättningen utåt, varvid den mellanliggande bommen X2 svänger nedåt och samtidigt trycker den andra än- den hos ytterbommen X3 iväg från huvudbommen X1. Vid appli- kation av förfarandet inducerar vikten av lasten ett väsentligen lika stort tryck på båda manövreringsorganen 1, 2. Vidare är det i detta sammanhang möjligt att använda lämpliga manövreringsor- gansvolymer för att uppnå deras lämpliga förflyttningsrelationer, speciellt vid en strävan att underlätta väsentligen horisontella förflyttningar. Således kommer, vid användning av systemet med trycksatt medium enligt uppfinningen för att flytta en last, ett op- timalt lågt tryck att krävas, därför att trycket hos lyftmanövre- ringsorganet 1 självt används direkt för drift av det andra manöv- reringsorganet 2. Av samma skäl är också den erforderliga ol- jekvantiteten så liten som möjligt, därför att olja levereras nu en- dast till det första manövreringsorganet 1.

För att flytta lasten i riktning mot huvudbommen X1 levereras trycksatt medium på ett motsvarande sätt från sekundärporten 5B hos den andra arbetsventilen 5 till tryckkammaren D1 hos det andra manövreringsorganet 2, som skall fyllas. Trycksatt medium avlägsnas från tryckkammaren D2 hos det andra manövrerings- organet 2, som skall tömmas, på ett motsvarande sätt till tryck- kammaren C1 hos det första manövreringsorganet 1, som skall fyllas. Därefter returneras hydraulfluidumet från tryckkammaren C2 hos det första manövreringsorganet 1, som skall tömmas, till primärporten 5A hos den andra arbetsventilen 5. Också i detta fall är det erforderliga drifttrycket så lågt som möjligt, därför att den mellanliggande bommen X2 inducerar ett tryck i manövre- ringsorganet 2, som således tenderar att förlänga det första ma- növreringsorganet 1. l enlighet med vad som presenterades ovan är kvantiteten av oljan som skall cirkuleras också i detta fall 10 15 20 25 30 35 hälften av den som krävs vid användning av konventionella förfa- randen.

Som visat i fig 1 och 2 kan den rena lyftförflyttningen, dvs sväng- ningen uppåt av den mellanliggande bommen X2, fördelaktigt för- rättas genom leverering av det trycksatta mediumet genom ut- gångsporten hos den första arbetsventilen 4, dvs genom primär- porten 4A, till den första tryckkammaren C1 hos det första ma- növreringsorganet 1, varvid den andra tryckkammaren C2 år för- bunden med returporten hos den första arbetsventilen, dvs med sekundärporten 4B. När den andra arbetsventilen 5 är stängd är också den första tryckkammaren D1 hos det andra manövre- ringsorganet 2 stängd, och detta andra manövreringsorgan 2 är förhindrat att röra sig fastän trycket är verksamt i dess andra tryckkammare D2. På ett motsvarande sätt förrättas den rena sänkningsrörelsen, dvs svängningen nedåt av den mellanlig- gande bommen X2, i motsatt ordning genom leverering av de trycksatta fluidumet genom sekundärporten 4B hos den första ar- betsventilen 4 till den andra tryckkammaren C2 hos det första manövreringsorganet 1, varvid, på ett motsvarande sätt, dess första tryckkammare C1 är ansluten till primärporten 4A hos den första arbetsventilen. Också i detta fall är den andra arbetsven- tilen 5 stängd, och trycket har ingen effekt någon annanstans.

För balansering av operationerna beskrivna ovan inkluderar funktionsschemat i fig 1 också en så kallad Iastsänkningsventil 3 för förhindrandet av några oavsiktliga förflyttningar av det andra manövreringsorganet 2.

Det är uppenbart att arbetsventilerna 4 och 5 också kan använ- das samtidigt, i det fallet då förflyttning av lyftbomsinrättningen är en komplex förflyttning innefattande dynamiska komponenter valda i enlighet med behovet och producerade å ena sidan med drift av den första arbetsventilen 4 som beskriven ovan, och å andra sidan med funktioner hos den andra arbetsventilen 5 som beskriven ovan. Som en konsekvens härav gör förfarandet enligt uppfinningen det möjligt att utföra en förflyttning i en viss riktning med enkel styrning, såväl som att utföra banorna fullständigt (fritt/godtyckligt) om nödvändigt. Dessa mångsidiga operationer kan styras med endast två arbetsventiler 4, 5.

Claims (4)

1. 0 15 20 25 30 35 10 Patentkrav 1.

2. Förfarande vid ett system som använder trycksatt medium för användning och styrning av en lyftbomsinrättning, speciellt i kombination med en arbetsmaskin, varvid lyftbomsinrättningen (X) innefattar: - en väsentligen vertikal huvudbom (X1), vilkens första ände är förbunden med arbetsmaskinen, - en mellanliggande bom (X2), vilkens första ände är med en ledförbindning förbunden med den andra änden hos huvud- bommen (X1), och - en ytterbom (X3), vilkens första ände är med en ledförbindning förbunden med den andra änden hos den mellanliggande bommen (X2) och vilkens andra ände är anordnad med medel för fixering av utrustning som erfordras vid arbetsoperationer med lyftbomsinrättningen (X), varvid systemet som använder trycksatt medium innefattar: - en första kolvcylindermekanism (1) som använder trycksatt medium och verkar mellan huvudbommen (X1) och den mel- lanliggande bommen (X2), för att producera väsentligen verti- kala förflyttningar av den andra änden hos ytterbommen (X3), - en andra kolvcylindermekanism (2) som använder trycksatt medium och verkar mellan den mellanliggande bommen (X2) och ytterbommen (X3), för att producera väsentligen horison- tella förflyttningar av den andra änden hos ytterbommen (X3), tillsammans med den första kolvcylindermekanismen (1) som använder trycksatt medium, - en trycksâttningsenhet (P) för trycksättning av mediumet som skall trycksättas, och 10 15 20 25 30 35 Å) 11 en styrenhet (V) innefattande en första och en andra ar- betsventil (4, 5) för transport av det trycksatta mediumet till och från tryckkamrar (C1, C2; D1, D2) hos den första och den andra kolvcylindermekanismen (1, 2) för att uppnå den öns- kade förflyttningen av den andra änden hos ytterbommen (X3), varvid vid applikation av förfarandet: flödet av det trycksatta mediumet leds via den första ar- betsventilen (4) till den första kolvcylindermekanismen (1) för att uppnå väsentligen vertikala förflyttningar av den andra än- den hos ytterbommen (X3), och varvid den första och den andra kolvcylindermekanismen (1, 2) är anslutna i serie för att uppnå väsentligen horisontella förflytt- ningar av den andra änden hos ytterbommen (X3), varvid flödet av det trycksatta mediumet leds via den andra ar- betsventilen (5) till den första kolvcylindermekanismen (1), vilkens tryckkammare fylls, och används för att förflytta tryck- satt medium från tryckkammaren hos den första kolvcylinder- mekanismen (1), som skall tömmas, till tryckkammaren hos den andra kolvcylindermekanismen (2), som skall fyllas, eller vice versa, och varvid en komplex förflyttning av den andra änden hos ytterbommen (X3), vilken förflyttning innehåller väsentligen vertikala och horisontella rörelsekomponenter, effektueras med samtidig applikation av operationerna A) och B), kännetecknat därav, att den andra tryckkammaren (D2) hos det andra manövrerings- organet (2) är hopkopplad med den första tryckkammaren (C1) hos det första manövreringsorganet (1) via en lastsänknings- ventil (3). 10 15 20 25 30 35 .

3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat därav, 12 att för att åstadkomma operationerna A), B), och A) & B), är primärporten (4A) hos den första arbetsventilen (4) ansluten till den första tryckkammaren (C1) hos det första manövre- ringsorganet (1) och sekundärporten (4B) till den andra tryck- kammaren (C2) hos det första manövreringsorganet (1), och primärporten (5A) hos den andra arbetsventilen (5) är ansluten till den andra tryckkammaren (C2) hos det första manövre- ringsorganet (1) och sekundärporten (5B) till den första tryck- kammaren (D1) hos det andra manövreringsorganet (2), och den andra tryckkammaren (D2) hos det andra manövrerings- organet (2) är ansluten till den första tryckkammaren (C1) hos det första manövreringsorganet (1). _ Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat därav, att sekundärporten (5B) hos den andra arbetsventilen (5) är an- sluten till den första tryckkammaren (D1) hos det andra ma- növreringsorganet (2) via en lastsänkningsventil (3).

4. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat därav, att för att åstadkomma en seriekoppling är den första sektionen (TI) av primärledningen (7a) hos den andra kolvcylindermekanismen (2), dvs sektionen som stàr i samband med den andra ar- betsventilen (5), ansluten till sekundärledningen (6b) hos den första kolvcylindermekanismen, och den andra sektionen (7II) av primärledningen (7a) hos den andra kolvcylindermekanismen (2), dvs sektionen som stàr i samband med den andra kolvcylindermekanismen (2), är ansluten till primärledningen (6a) hos den första kolvcylindermekanismen (1).