SE541927C2 - Dämpningsanordning - Google Patents

Abstract

Dämpningsanordning (3) för dämpning av svängningar i ett hydraulsystem (1) hos en arbetsmaskin, vilken dämpningsanordning innefattar minst en ackumulator (5, 17) för ackumulering av hydraulvätska hos hydraulsystemet, och en mellan nämnda minst en ackumulator och hydraulsystemet ansluten ventilanordning (20). Ventilanordningen uppvisar ett första flödesmotstånd för hydraulvätskan under huvuddelen av den tid då hydraulvätskan strömmar genom ventilanordningen i riktning in mot nämnda minst en ackumulator, och ett andra flödesmotstånd för hydraulvätskan under huvuddelen av den tid då hydraulvätskan strömmar genom ventilanordningen i riktning ut från nämnda minst en ackumulator, vilket andra flödesmotstånd är större än det första flödesmotståndet.

Description

Dämpningsanordning Föreliggande uppfinning avser en dämpningsanordning för dämpning av svängningar i ett hydraulsystem hos en arbetsmaskin, t.ex. en skogsmaskin eller en entreprenadmaskin, vilken dämpningsanordning innefattar minst en ackumulator och en mellan nämnda minst en ackumulator och hydraulsystemet ansluten ventilanordning, vilken ventilanordning uppvisar ett första flödesmotstånd för hydraulvätskan under huvuddelen av den tid då hydraulvätskan strömmar genom ventilanordningen i riktning in mot nämnda minst en ackumulator, och ett andra flödesmotstånd för hydraulvätskan under huvuddelen av den tid då hydraulvätskan strömmar genom ventilanordningen i riktning ut från nämnda minst en ackumulator, vilket andra flödesmotstånd är större än det första flödesmotståndet, vilken ventilanordning innefattar minst en reglerbar strypventil, som innefattar en första ventilport för anslutning till hydraulsystemet och en andra ventilport, vilken är ansluten till nämnda minst en ackumulator, vilken minst en strypventil innefattar en första ventilposition, som uppvisar ett första strömningstvärsnitt, och en andra ventilposition, som uppvisar ett andra strömningstvärsnitt, vilket andra strömningstvärsnitt är mindre än det första strömningstvärsnittet, vilken minst en strypventil är anordnad att inta den första ventilpositionen under huvuddelen av den tid då hydraulvätska strömmar genom strypventilen i riktning in mot nämnda minst en ackumulator, och den andra ventilpositionen under huvuddelen av den tid då hydraulvätska strömmar genom strypventilen i riktning ut från nämnda minst en ackumulator.

Föreliggande uppfinning avser även en arbetsmaskin innefattande en sådan dämpningsanordning.

I arbetsmaskiner, t.ex. i skogs- och entreprenadmaskiner, används hydraulik för att utföra många uppgifter. Hydrauliska cylindrar håller eller lyfter laster i alla former. Det vanligaste är att hydraulolja används i hydraulsystemen, men andra typer av hydraulvätskor förekommer och blir allt vanligare. Hydraulvätskor har gemensamt den egenskapen att de är relativt inkompressibla, vilket ger hydrauliska system stora möjligheter till rörelser med hög precision.

Hydraulvätskans ovilja mot att komprimeras för tyvärr även med sig att trycksvängningar och tryckstötar effektivt fortplantas i hydraulsystemet. Trycksvängningar eller -stötar kan genereras av hydraulsystemet självt, t.ex. genom flödesförändringar, eller av externa laster, t.ex. som ett resultat av att arbetsmaskinen framförs i ojämn terräng. En arbetsmaskin är oftast uppbyggd av metallprofiler och har därigenom alltid ett visst mått av ”inbyggd” fjädring genom att metallen fjädrar, men mekaniska stötar och rörelser från hydrauliska komponenter kan likväl medföra flera negativa effekter, såsom t.ex. försämrad förarmiljö, försämrad effektivitet på grund av att föraren måste invänta att arbetsmaskinen och/eller dess redskap slutat att svänga, och försämrad livslängd för arbetsmaskinen och/eller maskinkomponenter.

Vad gäller trycksvängningar genererade av mekanisk belastning, är den kraft som maskinen utsätts för, och i dess förlängning även föraren, direkt beroende av accelerationen på arbetsmaskinen eller den aktuella maskindelen.

Det är således vanligt att arbetsmaskiner förses med en eller flera hydrauliska dämpningsanordningar, eller dämpare, för att dämpa trycksvängningar och tryckstötar i hydraulsystemet och på så sätt minimera de negativa effekter som dessa för med sig.

En hydraulisk dämpare består normalt sett av en eller flera ackumulatorer samt en eller flera strypventiler, eller strypningar. Ackumulatorn agerar fjäder i systemet, dvs. den ackumulerar hydraulvätska då trycket i hydraulsystemet ökar och för tillbaka hydraulvätskan då hydraultrycket går ned igen. Strypventilens uppgift är att bromsa hydraulvätskans inflöde till och utflöde från ackumulatorn så att en lämplig dämpning uppnås. Genom att anpassa ackumulatorns förladdningstryck och strypventilens strypning försöker maskinkonstruktörerna uppnå önskad dämpning. För att bredda dämpningsområdet kan en dämpningsanordning innefatta flera ackumulatorer med olika förladdningstryck, vilka kan jobba mot en och samma strypventil eller mot olika strypventiler, som kan ha olika grader av strypning. I hydraulsystem är det generellt önskvärt att eliminera trycksvängningar så snabbt och så skonsamt som möjligt.

Ett problem är emellertid, att det finns en inneboende motsättning mellan snabb dämpning och skonsam dämpning. För att erhålla en snabb dämpning, är det önskvärt att utforma strypventilen med ett litet strömningstvärsnitt, dvs. en liten tvärsnittsarea i strömningsriktningen. Men strömningstvärsnittet kan inte göras för litet, för då närmar man sig mer och mer beteendet hos ett odämpat system. Man är således tvungen att kompromissa mellan en ”hård” och en ”mjuk” dämpning och tillåta en viss ”nedfjädring” för att hydraulsystemet ska få tid på sig att bromsa in och vända rörelsen utan att det resulterar i ryck och stötar.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åtminstone delvis avhjälpa detta problem och frambringa en dämpningsanordning och associerad metod som ger en förbättrad dämpning.

Dämpningsanordningen enligt uppfinningenkännetecknas av att nämnda minst en strypventil är en fjäderförspänd, pilotstyrd 2/2 ventil som innefattar en ventilkropp som är flyttbart anordnad i en ventilkammare mellan den första ventilpositionen och den andra ventilpositionen, samt en förspänd tjäder, som påverka ventilkroppen med en fjäderkraft, som bringar ventilkroppen till den första ventilpositionen eller den andra ventilpositionen då hydraultrycket vid den första ventilporten är lika med hydraultrycket vid den andra ventilporten, och att en första pilotledning är anordnad att avkänna hydraultrycket vid den första ventilporten och en andra pilotledning är anordnad att avkänna hydraultrycket vid den andra ventilporten, varvid ventilkroppen är anordnad att påverkas av pilottrycken för att inta den första ventilpositionen då hydraultrycket i den första pilotledningen överstiger hydraultrycket i den andra pilotledningen och den andra ventilpositionen då hydraultrycket i den andra pilotledningen överstiger hydraultrycket i den första pilotledningen.

Ett förfarande för att med en dylik dämpningsanordning dämpa svängningar i ett hydraulsystem hos en arbetsmaskin kan innefatta stegen: - att dämpningsanordningen bringas att uppvisa ett första flödesmotstånd för hydraulvätskan under huvuddelen av den tid då hydraulvätskan strömmar genom ventilanordningen i riktning in mot nämnda minst en ackumulator, och - att dämpningsanordningen bringas att uppvisa ett andra flödesmotstånd för hydraulvätskan under huvuddelen av den tid då hydraulvätskan strömmar genom ventilanordningen i riktning ut från nämnda minst en ackumulator, vilket andra flödesmotstånd är större än det första flödesmotståndet.

Nämnda minst en strypventil kan t.ex. vara anordnad att inta den första ventilpositionen då PA> PB+ ?Pförspänning och den andra ventilpositionen då PA< PB+ ?Pförspänning där PA är hydraultrycket vid den första ventilporten, PB är hydraultrycket vid den andra ventilporten, och ?Pförspänningär en tryckskillnad mellan den första ventilporten och den andra ventilporten som motsvarar en tryckkraft med vilken en förutbestämd förspänning av strypventilen påverkar ventilkroppen.

Förspänningen kan anordnas att vara försumbar i jämförelse med de tryckkrafter med vilka den genom strypventilen strömmande hydraulvätskan påverkar ventilkroppen, varvid strypventil är anordnad att inta den första ventilpositionen då hydraultrycket vid den första ventilporten är högre än hydraultrycket vid den andra ventilporten, och den andra ventilpositionen då hydraultrycket vid den andra ventilporten är högre än hydraultrycket vid den första ventilporten.

Arean hos det andra strömningstvärsnittet kan vara i intervallen 0,1% till 90% av arean hos det första strömningstvärsnittet.

Nämnda minst en ackumulator kan innefatta ett flertal ackumulatorer som uppvisar olika volymer och/eller förladdningstryck. Genom att ansluta flera ackumulatorer till strypventilen och utforma dessa med olika volymer och/eller förladdningstryck, kan dämpningsanordningen enligt uppfinningen anpassas att hantera svängningar med olika frekvenser och/eller amplituder.

Dämpningsanordningen enligt uppfinningen kan innefatta en första strypventil, som är ansluten till minst en första ackumulator, och en andra strypventil, som är ansluten till minst en andra ackumulator. Arean hos det första strömningstvärsnittet hos den första strypventilen och arean hos det första strömningstvärsnittet hos den andra strypventilen kan vara olika. Likaså kan arean hos det andra strömningstvärsnittet hos den första strypventilen och arean hos det andra strömningstvärsnittet hos den andra strypventilen vara olika. Volymen och/eller förladdningstrycket hos den eller de första ackumulatorerna kan dessutom anordnas att vara skilda från volymen och/eller förladdningstrycket hos den eller de andra ackumulatorerna. Genom att anpassa strypventilernas strömningstvärsnitt och ackumulatorernas volymer och förladdningstryck, kan dämpningsanordningen enligt uppfinningen anpassas att hantera olika svängningskarakteristik.

Som har nämnts ovan, är nämnda minste en strypventil en fjäderförspänd, pilotstyrd 2/2-ventil, som innefattar en ventilkropp, som är flyttbart anordnad i en ventilkammare mellan den första ventilpositionen och den andra ventilpositionen, samt en förspänd fjäder, som påverka ventilkroppen med en fjäderkraft, som bringar ventilkroppen till en av den första ventilpositionen och den andra ventilpositionen då hydraultrycket vid den första ventilporten är lika med hydraultrycket vid den andra ventilporten. Detta säkerställer att strypventilen inte hamnar i ett obestämt läge då trycket vid den första ventilporten är lika med trycket vid den andra ventilporten.

Vid en flödesriktningsändring hos hydraulvätskan är företrädesvis strypventilen anordnad att inta den nya ventilpositionen omedelbart efter det att hydraulvätskeflödet ändrar riktning så att strypventilen, i praktiken, verkställer en hårdare strypning under hela den tid då hydraulvätskan strömmar ut från ackumulatorn än då hydraulvätskan strömmar in mot ackumulatorn.

Med ”hård strypning” eller ”hård dämpning” avses i detta sammanhang en strypning eller dämpning som åstadkoms med ett relativt litet strömningstvärsnitt, och med ”mjuk strypning” eller ”mjuk dämpning” avses en strypning eller dämpning som åstadkoms med ett relativt stort strömningstvärsnitt. Med andra ord uppvisar en ”hård strypning” ett mindre strömningstvärsnitt än en ”mjuk strypning”.

Jämfört med kända dämpningsanordningar, där strypventiler har en riktningsoberoende strypning och som således är lika oavsett åt vilket håll hydraulvätskan passerar, gör dämpningsanordningen enligt uppfinningen det möjligt att åstadkomma en ”mjuk” dämpning under en första kompression i hydraulsystemet, dvs. då hydraulvätskan initialt strömmar in i ackumulatorn, för att sedan vid returflödet, då hydraulvätskan vänder och ska ut ur ackumulatorn igen, åstadkomma en betydligt ”hårdare” dämpning och därigenom bromsa returrörelsen avsevärt. Genom att på detta sätt variera flödet genom strypventilen, dvs. genom att kombinera en relativt ”mjuk” kompressionsstrypning med en relativt ”hård” returstrypning, är det möjligt att åstadkomma en tidigare svåruppnådd kombination av ”mjuk” och ”hård” dämpning.

Förhållandet mellan det första strömningstvärsnittet och det andra strömningstvärsnittet anpassas efter den dämpningskarakteristik som önskas, vilket i sin tur beror på den svängningskarakteristik som förväntas uppträda i hydraulsystemet. I vissa applikationer kan det vara önskvärt att strypventilen utformas så, att arean hos det andra strömningstvärsnittet är betydligt mindre än arean hos det första strömningstvärsnittet. För vissa tillämpningar kan t.ex. önskad dämpningskarakteristik uppnås om arean hos det andra strömningstvärsnittet är inom intervallet 0,1 % till 10% av arean hos det första strömningstvärsnittet, vilket ger en relativt hård dämpning av returflödet. I andra applikationer kan det vara önskvärt att skillnaden mellan det andra och det första strömningstvärsnittet är mindre, och i vissa tillämpningar kan arean hos det andra strömningstvärsnittet ibland vara upp till 90%, och ibland mer, av arean hos det första strömningstvärsnittet.

Normalt gäller dock, att hos hydraulsystem där svängningar med låga flöden och låga frekvenser uppträder, bör det andra strömningstvärsnittet generellt vara relativt litet jämfört med hydraulsystem där svängningar med höga flöden och höga frekvenser uppträder. För det flesta applikationer är dock arean hos det andra strömningstvärsnittet i intervallet 0,1% till 90% av arean hos det första strömningstvärsnittet.

Dämpningsanordningen enligt uppfinningen kan med fördel användas för att dämpa svängningar i hydraulsystem hos arbetsmaskiner, speciellt skogsmaskiner, entreprenadmaskiner och lasthanteringsmaskiner, där svängningar i hydraulsystemen t.ex. orsakas av mekaniska belastningar på lastarmar och lastkranar, eller på andra maskinkomponenter, t.ex. på arbetsmaskinens förarhytt då arbetsmaskinen framförs i terräng.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade patentritningar, där, om inget annat anges eller framgår implicit av sammanhanget, lika referensbeteckningar indikerar lika komponenter.

Figur 1 visar schematiskt ett hydraulschema över ett hydraulsystem som innefattar en dämpningsanordning enligt en första utföringsform av uppfinningen.

Figur 2 visar dämpningskurvor för ett odämpat system, ett dämpat system, ett kritiskt dämpat system, och för ett system som är dämpat med en dämpningsanordning enligt uppfinningen.

Figur 3 visar schematiskt ett hydraulschema över ett hydraulsystem som innefattar en dämpningsanordning enligt en andra utföringsform av uppfinningen.

Figur 4 visar schematiskt ett hydraulschema över ett hydraulsystem som innefattar en dämpningsanordning enligt en tredje utföringsform av uppfinningen.

Figur 5 visar schematiskt ett hydraulschema över ett hydraulsystem som innefattar en dämpningsanordning enligt en utföringsform som ej omfattas av uppfinningen.

Figur 1 visar ett hydraulsystem 1 som innefattar en hydraulcylinder 2 samt en dämpningsanordning 3, som är anordnad att dämpa svängningar i hydraulsystemet, som t.ex. kan uppkomma p.g.a. belastningar på hydraulcylindern 2. Hydraulcylindern 2 kan t.ex. vara anordnad mellan ett chassi och en förarhytt hos en skogsmaskin, och dämpningsanordningen 3 kan vara anordnad att dämpa mekaniska svängningar hos förarhytten som uppkommer då skogsmaskinen framförs i terräng.

Dämpningsanordningen 3, som är ansluten till hydraulcylindern 2 via en hydraulledning 4, innefattar en ackumulator 5 och en ventilanordning 20. Ventilanordningen 20 är anordnad mellan hydraulcylindern 2 och ackumulatorn 5 och är ansluten till ackumulatorn 5 via en hydraulledning 7.

Ackumulatorn 5 är anordnad att agera ”tjäder” i hydraulsystemet, dvs. anordnad att ackumulera hydraulvätska då trycket i hydraulsystemet ökar, t.ex. då belastningen på hydraulcylindern 2 ökar, och föra tillbaka hydraulvätskan till resten av hydraulsystemet då trycket går ner igen. Ventilanordningens 20 uppgift är att reglera eller bromsa hydraulvätskans in- och utpassage till ackumulatorn 5 så, att en lämplig dämpning uppnås. I detta sammanhang kan det nämnas, att ventilanordningar i traditionella dämpningsanordningar har en riktningsoberoende strypning, där dämpningen således är lika oavsett åt vilket håll hydraulvätskan passerar genom ventilanordningen.

Hos ventilanordningen 20 är emellertid strypningen reglerad så, att ventilanordningen 20 tillhandahåller en första strypning av hydraulvätskan då den strömmar genom ventilanordningen 20 i en riktning in mot ackumulatorn 5, och en andra strypning av hydraulvätskan då den strömmar genom ventilanordningen 20 i en riktning ut från ackumulatorn 5, där strypningen i den andra riktningen, dvs. ut från ackumulatorn, är hårdare än strypningen i den första riktningen, dvs. in mot ackumulatorn.

Med andra ord uppvisar ventilanordningen 20 ett första flödesmotstånd för hydraulvätskan vid en flödesriktning in mot ackumulatorn 5 och ett andra flödesmotstånd för hydraulvätskan vid en flödesriktning ut från ackumulatorn 5, vilket andra flödesmotstånd är större än det första flödesmotståndet.

I den visade utfö ring sform en åstadkoms detta genom att ventilanordningen 20 innefattar en strypventil 6, som är utformad som en pilotstyrd 2/2 strypventil, dvs. en strypventil som uppvisar två (2) ventilportar A och B, och två (2) ventillägen eller ventilpositioner.

Strypventilen 6 kan t.ex. innefatta en ventilkropp, som är anordnad i en ventilkammare så att den kan förflyttas mellan de två ventilpositionerna.

I princip är strypventilen 6 anordnad att inta en första ventilposition då hydraultrycket vid ventil porten A, PA, överstiger hydraultrycket vid ventilporten B, PB, dvs. då PA> PB, och en andra ventilposition då hydraultrycket vid ventilporten B överstiger hydraultrycket vid ventil porten A, dvs. då PA< PB.

I figur 1, där strypventilen 6 befinner sig i den andra ventilpositionen, illustreras detta genom pilotledningar, där en första pilotledning 9 är anordnad att avkänna hydraultrycket vid ventilporten A och en andra pilotledning 10 är anordnad att avkänna hydraultrycket vid ventilporten B, varvid ventilkroppen är anordnad att påverkas av pilottrycken för att inta den första ventilpositionen då hydraultrycket i pilotledningen 9 överstiger hydraultrycket i pilotledningen 10 och den andra ventilpositionen då hydraultrycket i pilotledningen 10 överstiger hydraultrycket i pilotledningen 9. Med andra ord verkar hydraultrycket i den första pilotledningen 9 för att föra ventilkroppen mot den första ventilpositionen, och hydraultrycket i den andra pilotledningen 10 verkar för att föra ventilkroppen mot den andra ventilpositionen, dvs. den ventilposition som visas i figur 1.

Det inses dock att strypventilen 6 inte nödvändigtvis behöver innefatta fysiska pilotledningar. Det är t.ex. möjligt att hydraultrycket vid ventilportarna A och B påverkar strypventilens ventilkropp direkt. Hos en sådan strypventil uppvisar ventilkroppen tryckytor, som är exponerade för hydraulvätskan vid respektive ventilport A och B, så att en tryckskillnad mellan ventilportarna bringar ventilkroppen till respektive ventilposition.

Ventilanordningen 20 innefattar även en riktningsoberoende strypventil 11 , som är anordnad i serie med den reglerbara strypventilen 6 mellan ventilporten A och hydraulledningen 4. Med att strypventilen 11 är riktningsoberoende avses här att strypventilen 11 uppvisar samma strömningstvärsnitt oberoende av i vilken flödesriktning hydraulvätskan flyter genom strypventilen 11.

I den första ventilpositionen uppvisar strypventilen 6 i princip ingen strypning, medan den i den andra ventilpositionen uppvisar ett strömningstvärsnitt som är mindre än det strömningstvärsnitt som den riktningsoberoende strypventilen 11 uppvisar. Då hydraulvätska strömmar igenom ventilanordningen 20 i riktning in mot ackumulatorn 5, passerar hydraulvätskan således endast den riktningsoberoende strypventilen 11 , och då hydraulvätskan strömmar igenom ventilanordningen 20 i riktning ut från ackumulatorn 5, passerar hydraulvätskan först den strypning som strypventilens 6 andra ventilposition uppvisar och sedan den riktningsoberoende strypventilen 11. Följaktligen är strömningstvärsnittet för hydraulvätskan mindre då hydraulvätskan strömmar i riktning ut från ackumulatorn än då den strömmar i riktning in mot ackumulatorn. Med andra ord uppvisar ventilanordningen ett större flödesmotstånd för hydraulvätskan då den strömmar ut från ackumulatorn 5 än då den strömmar in mot ackumulatorn 5.

I den visade utfö ring sform en är strypventilen 6 fjäderförspänd, dvs. den innefattar en förspänd fjäder 8, som är anordnad att påverka ventilkroppen med en tjäderkraft som strävar efter att bringa ventilkroppen till en av ventilpositionerna. Detta är vanligt vid ventiler för att undvika att de hamnar i ett obestämt läge i det fall hydraultrycket på vardera sidan om ventilen är lika. I den visade utföringsformen påverka tjädern 8 ventilkroppen med en fjäderkraft som strävar efter att bringa ventilkroppen till den andra ventilpositionen, såsom visas i figur 1.

Detta innebär att strypventilen 6 i realiteten intar den första ventilpositionen när PA> PB+ ?Pförspänning, där A ?Pförspänningär den tryckski 11 nad mellan ventilportarna A och B som motsvarar den tryckkraft med vilken fjäderns 6 fjäderkraft påverkar ventilkroppen. Med andra ord intar strypventilen 6 den första ventilpositionen först då trycket i den första pilotledningen 9 påverkar ventilkroppen med en kraft som överstiger den gemensamma kraft med vilken fjädern 8 och trycket i den andra pilotledningen 10 påverkar ventilkroppen.

Genom att anpassa fjäderns 8 förspänning samt pilotvätskornas tryckytor på ventilkroppens vardera sida, kan således strypventilen 6 anpassas att växla mellan de två ventilpositionerna vid en förutbestämd tryckskillnad ?Pförspänningmellan ventilportarna A och B, där ett positivt värde på ?Pförspänninginnebär att förspänningen strävar efter att föra ventilkroppen mot den andra ventilpositionen, och där ett negativt värde på ?Pförspänninginnebär att förspänningen strävar efter att föra ventilkroppen mot den första ventilpositionen. Hos strypventilen 6 enligt uppfinningen ska dock en eventuell ventilförspänning väljas så, att strypventilen 6 intar den första ventilpositionen under huvuddelen av den tid då hydraulvätska strömmar genom strypventilen 6 i riktning in mot ackumulatorn 5, och den andra ventilpositionen under huvuddelen av den tid då hydraulvätska strömmar genom strypventilen 6 i riktning ut från ackumulatorn 5.

Föredraget är dock att eventuell ventilförspänning utformas så, att dess förspänningskraft är liten och i praktiken helt försumbar i jämförelse med de tryckkrafter med vilka den strömmande hydraulvätskan påverkar ventilkroppen. Detta innebär i praktiken, att strypventilen 6 kommer att inta den första ventilpositionen då PA> PBoch den andra ventilpositionen då PA< PB.

I samband med svängningar i hydraulsystem är det vanligt att principiellt tala om odämpade, dämpade och kritiskt dämpade system. I ett odämpat system fortsätter en genererad trycksvängning eller tryckstöt att oscillera utan att dämpas. I ett dämpat system dämpas trycksvängningen för att inom ett antal perioder ebba ut. I ett kritiskt dämpat system återvänder systemet till jämvikt så fort som möjligt utan oscillation.

Figur 2 visar dämpningskurvor där deplacement D, som representerar läget eller rörelsen hos en arbetsmaskin, visas som funktion av tiden T. Kurvan 12 illustrerar en odämpad svängning, kurvan 13 en svagt dämpad svängning, kurvan 14 en kritiskt dämpad svängning, och kurvan 15 en överdämpad svängning, vilka svängningar har initierats av samma utgångskraft eller utgångspuls. Genom att anordna strypventilen så att strömningstvärsnitt varierar i storlek beroende på åt vilket håll hydraulvätskan passerar genom strypventilen, såsom har beskrivits ovan, är det dock möjligt att förbättra dämpningen. Kurvan 16 illustrerar en dämpning som kan erhållas med dämpningsanordningen enligt uppfinningen. Såsom framgår av figuren, är det möjligt att med dämpningsanordningen åstadkomma en dämpning som är mjukare under den första kompressionen för att sedan, då strömningsriktningen hos hydraulvätskan vänder och hydraulvätskan ska ut ur ackumulatorn igen, strypa betydligt hårdare och med andra ord bromsa returrörelsen avsevärt. Ventilanordningen enligt uppfinningen kombinerar således på ett tidigare svåruppnåeligt sätt beteendet hos en väldigt mjuk dämpning och en extremt hård dämpning, såsom framgår av kurvan 16, där den mjuka returen hos en överdämpad svängning kombineras med en första, lämpligt vald, kompressionsdämpning hos en kritiskt dämpad svängning.

Det inses att uppfinningens princip inte är beroende av typen av strypventil. Strypventilen kan i princip vara av vilken som helst typ, så länge som den ger ventilanordningen en första, mjuk strypning av hydraulvätskan under huvuddelen av den tid då hydraulvätskan strömmar i riktning in mot ackumulatorn 5 och en andra, hårdare strypning av hydraulvätskan under huvuddelen av den tid då hydraulvätskan strömmar i riktning ut från ackumulatorn 5.

Det inses att dämpningsanordningen 3, utöver den i figur 1 visade ackumulatorn 5, kan innefatta en eller flera ytterligare ackumulatorer 17 som är anslutna till strypventilen 6 parallellt med ackumulatorn 5, såsom visas med streckade linjer i figur 1. Innefattar dämpningsanordningen ett flertal ackumulatorer, 5, 17 kan det vara fördelaktigt om dessa utformas med olika volymer och/eller förladdningstryck, så att ett bredare dämpningsspektrum hos dämpningsanordningen 3 uppnås.

Figur 3 visar en alternativ utföringsform av en dämpningsanordning 3' enligt uppfinningen. Dämpningsanordningen 3' uppvisar en ventilanordning 21 , som innefattar en första strypventil 6, som är ansluten till en första ackumulator 5, och en andra strypventil 6', som är ansluten till en andra ackumulator 5', vilka strypventiler 6, 6' vardera är seriekopplade till en riktningsoberoende strypventil 11 , 11' och är reglerbara på samma sätt som har beskrivits i samband med figur 1 , dvs. de är anordnade att inta en första ventilposition då hydraulvätska strömmar in mot respektive ackumulator, eller åtminstone under huvuddelen av den tid då hydraulvätskan strömmar in mot ackumulatorn, och en andra ventilposition då hydraulvätskan strömmar ut från ackumulatorn, eller åtminstone under huvuddelen av den tid då hydraulvätskan strömmar ut från ackumulatorn. Åtminstone en av strypventilerna 6 och 6' kan innefatta en eller flera ytterligare ackumulatorer 17 ,17', som är anslutna till strypventilen 6, 6' parallellt med den första respektive andra ackumulatorn 5, 5', såsom visas med streckade linjer i figur 3.

För att erhålla ett brett dämpningsspektrum kan strypventilerna 6 och 6' utformas med olika första och andra strömningstvärsnitt, och ackumulatorerna 5, 5', 17, 17' kan utformas med olika förladdningstryck och/eller olika volymer. Dessutom kan de riktningsoberoende strypventilerna 11 och 11' utformas med olika strömningstvärsnitt.

Figur 4 visar ytterligare en utföringsform av en dämpningsanordning 3" enligt uppfinningen. Dämpningsanordningen 3" uppvisar en ventilanordning 22, som innefattar en reglerbar strypventil 23, som är ansluten mellan ackumulatorn 5 och hydraulledningen 4 och är reglerbar på samma sätt som har beskrivits i samband med figur 1, dvs. den är anordnad att inta en första ventilposition då hydraulvätska strömmar in mot ackumulatorn 5, eller åtminstone under huvuddelen av den tid då hydraulvätskan strömmar in mot ackumulatorn 5, och en andra ventilposition då hydraulvätskan strömmar ut från ackumulatorn, eller åtminstone under huvuddelen av den tid då hydraulvätskan strömmar ut från ackumulatorn.

Ventilanordningen 22 saknar dock den ovan beskrivna riktningsoberoende strypventilen 11. Istället uppvisar strypventilen 23, förutom ett reducerat strömningstvärsnitt i sin andra ventilposition, även ett reducerat strömningstvärsnitt i sin första ventilposition, vilket strömningstvärsnitt dock är större än strömningstvärsnittet i den andra ventilpositionen. Således uppvisar även ventilanordningen 22 ett större flödesmotstånd för hydraulvätskan vid en flödesriktning ut från ackumulatorn 5 än vid flödesriktningen in mot ackumulatorn 5.

Till skillnad från den tidigare beskrivna strypventilen 6, är strypventilen 23 förspänd i riktning mot den första ventilpositionen, dvs. strypventilen 23 är anordnad att inta den första ventilpositionen då hydraultrycket vid den första ventilporten A är lika med hydraultrycket vid den andra ventilporten B.

Figur 5 visar en utföringsform av en dämpningsanordning 3'" som ej omfattas av uppfinningen. Dämpningsanordningen 3'" uppvisar en ventilanordning 24, som innefattar en backventil 25, en med backventilen 25 seriekopplad, riktningsoberoende första strypventil 26 och en med backventilen 25 parallellkopplad, riktningsoberoende andra strypventil 27, varvid den första strypventilen 26 uppvisar ett strömningstvärsnitt som är större än den andra strypventilens 27 strömningstvärsnitt. Backventilen 25 är anordnad att tillåta flöde av hydraulvätska i riktning in mot ackumulatorn 5, men blockera flöde av hydraulvätska i riktning ut från ackumulatorn 5. Således kommer hydraulvätskan tvingas att gå igenom den andra strypventilen 27 vid flöde ut från ackumulatorn 5 men inte vid flöde in mot ackumulatorn 5, och följaktligen kommer ventilanordningen 24 att uppvisa ett större flödesmotstånd för hydraulvätskan vid en flödesriktning ut från ackumulatorn än vid flödesriktningen in mot ackumulatorn.

För försörjning av hydraulvätska innefattar hydraulsystemet 1 på känt sätt en hydraulpump och relaterad utrustning som är ansluten till hydraulledningen och som i figurerna 1 och 3 är markerad P in. Sådan utrustning är känd i sig och kommer inte att beskrivas närmare här.

Uppfinningen har ovan beskrivits utifrån ett flertal möjliga utföringsformer. Fackmannen inser emellertid att andra utföringsformer, eller varianter därav, är möjliga inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (12)

Krav

1. Dämpningsanordning (3, 3', 3") för dämpning av svängningar i ett hydraulsystem (1 ) hos en arbetsmaskin, vilken dämpningsanordning (3, 3', 3") innefattar minst en ackumulator (5, 5', 17, 17') för ackumulering av hydraulvätska hos hydraulsystemet (1), och en mellan nämnda minst en ackumulator (5, 5', 17, 17') och hydraulsystemet (1) ansluten ventilanordning (20, 21 , 22), vilken ventilanordning (20, 21 , 22) uppvisar ett första flödesmotstånd för hydraulvätskan under huvuddelen av den tid då hydraulvätskan strömmar genom ventilanordningen (20, 21 , 22) i riktning in mot nämnda minst en ackumulator (5, 5', 17, 17'), och ett andra flödesmotstånd för hydraulvätskan under huvuddelen av den tid då hydraulvätskan strömmar genom ventilanordningen (20, 21, 22) i riktning ut från nämnda minst en ackumulator (5, 5', 17, 17'), vilket andra flödesmotstånd är större än det första flödesmotståndet, vilken ventilanordning (20, 21, 22) innefattar minst en reglerbar strypventil (6, 6', 23), som innefattar en första ventilport (A) för anslutning till hydraulsystemet (1) och en andra ventilport (B), vilken är ansluten till nämnda minst en ackumulator (5, 5', 17, 17'), vilken minst en strypventil (6, 6', 23) innefattar en första ventilposition, som uppvisar ett första strömningstvärsnitt, och en andra ventilposition, som uppvisar ett andra strömningstvärsnitt, vilket andra strömningstvärsnitt är mindre än det första strömningstvärsnittet, vilken minst en strypventil (6, 6', 23) är anordnad att inta den första ventilpositionen under huvuddelen av den tid då hydraulvätska strömmar genom strypventilen (6, 6', 23) i riktning in mot nämnda minst en ackumulator (5, 5', 17, 17'), och den andra ventilpositionen under huvuddelen av den tid då hydraulvätska strömmar genom strypventilen (6, 6', 23) i riktning ut från nämnda minst en ackumulator (5, 5', 17, 17'), kännetecknad av att nämnda minst en strypventil (6, 6', 23) är en fjäderförspänd, pilotstyrd 2/2-ventil som innefattar en ventilkropp som är flyttbart anordnad i en ventilkammare mellan den första ventilpositionen och den andra ventilpositionen, samt en förspänd fjäder (8), som påverka ventilkroppen med en fjäderkraft, som bringar ventilkroppen till den första ventilpositionen eller den andra ventilpositionen då hydraultrycket vid den första ventilporten (A) är lika med hydraultrycket vid den andra ventilporten (B), och varvid en första pilotledning (9) är anordnad att avkänna hydraultrycket vid den första ventilporten (A) och en andra pilotledning (10) är anordnad att avkänna hydraultrycket vid den andra ventilporten (B), varvid ventilkroppen är anordnad att påverkas av pilottrycken för att inta den första ventilpositionen då hydraultrycket i den första pilotledningen (9) överstiger hydraultrycket i den andra pilotledningen (10) och den andra ventilpositionen då hydraultrycket i den andra pilotledningen (10) överstiger hydraultrycket i den första pilotledningen (9).

2. Dämpningsanordning (3, 3', 3") enligt krav 1 ,kännetecknad av att nämnda minst en strypventil (6, 6', 23) är anordnad att inta den första ventilpositionen då PA> PB+ ?Pförspänning och den andra ventilpositionen då PA< PB+ ?Pförspänning där PAär hydraultrycket vid den första ventilporten (A), PBär hydraultrycket vid den andra ventilporten (B), och ?Pförspänningär en tryckskillnad mellan den första ventilporten (A) och den andra ventilporten (B) som motsvarar en tryckkraft med vilken en förutbestämd förspänning av strypventilen (6, 6', 23) påverkar ventilkroppen.

3. Dämpningsanordning (3, 3', 3") enligt krav 2,kännetecknad av att förspänningen är anordnad att vara försumbar i jämförelse med de tryckkrafter med vilka den genom strypventilen (6, 6', 23) strömmande hydraulvätskan påverkar ventilkroppen, varvid strypventil (6, 6', 23) är anordnad att inta den första ventilpositionen då hydraultrycket vid den första ventilporten (A) är högre än hydraultrycket vid den andra ventilporten (B), och den andra ventilpositionen då hydraultrycket vid den andra ventilporten (B) är högre än hydraultrycket vid den första ventilporten (A).

4. Dämpningsanordning (3, 3', 3") enligt något av kraven 1-3,kännetecknad av att arean hos det andra strömningstvärsnittet är i intervallet 0,1 % till 90% av arean hos det första strömningstvärsnittet.

5. Dämpningsanordning (3, 3', 3") enligt något av föregående krav,kännetecknad av att nämnda minst en ackumulator (5, 5', 17, 17') innefattar ett flertal ackumulatorer som uppvisar olika volymer och/eller förladdningstryck.

6. Dämpningsanordning (3') enligt något av kraven 1-5,kännetecknad av att nämnda minst en strypventil (6, 6') innefattar en första strypventil (6), som är ansluten till minst en första ackumulator (5, 17), och en andra strypventil (6'), som är ansluten till minst en andra ackumulator (5', 17').

7. Dämpningsanordning (3') enligt krav 6,kännetecknad av att arean hos det första strömningstvärsnittet hos den första strypventilen (6) och arean hos det första strömningstvärsnittet hos den andra strypventilen (6') är olika.

8. Dämpningsanordning (3') enligt något av kraven 6 och 7,kännetecknad av att arean hos det andra strömningstvärsnittet hos den första strypventilen (6) och arean hos det andra strömningstvärsnittet hos den andra strypventilen (6') är olika.

9. Dämpningsanordning (3') enligt något av kraven 6-8,kännetecknad av att förladdningstrycket och/eller volymen hos nämnda minst en första ackumulator (5, 17) är skild från förladdningstrycket och/eller volymen hos nämnda minst en andra ackumulator (5', 17').

10. Arbetsmaskin innefattande ett hydraulsystem (1),kännetecknad av att den innefattar en dämpningsanordning (3, 3', 3") enligt något av föregående krav för att dämpa svängningar i hydraulsystemet (1).

11. Arbetsmaskin enligt krav 10,kännetecknad av att dämpningsanordningen (3, 3', 3") är anordnad att dämpa krängningar hos en förarhytt hos arbetsmaskinen.

12. Arbetsmaskin enligt något av kraven 10 och 11,kännetecknad av att arbetsmaskinen är någon av en skogsmaskin, en entreprenadmaskin och en lasthanteringsmaskin.