DK163370B - Fremgangsmaade til at formindske stempelhastigheden, isaer i stempel- og cylinderenheder i en gravemaskine, og apparat til at gennemfoere fremgangsmaaden - Google Patents

Description

i

DK 163370 B

5 Den foreliggende opfindelse vedrører en fremgangsmåde af den i indledningen til krav 1 angivne slags.

En gravemaskine indeholder sædvanligvis et antal trykme-diepåvirkede cylindre (pneumatiske/hydrauliske cylindre).

10 En gravemaskine har således hydrauliske cylindre til bl.a. bevægelserne af gravemaskinens bom og skovlskaft. Hvis cylindrenes stemplers endestillinger ikke er dæmpede, opstår der stød, som udsætter bommen og skovlskaftet for betragtelige påvirkninger, som formindsker disses levetid væsent-15 ligt, samtidig med at selve gravebevægelsen påvirkes ugunstigt. I nogle tilfælde udnyttes disse stød til praktisk brug, f.eks. ved tømning af en gravemaskines skovl.

Der kendes mange forskellige indretninger indenfor fagområ-20 det til at formindske et stempels bevægelseshastighed. Den almindeligste indretning er en sensor, som mekanisk følger stemplets stilling i endeområdet og aktiverer et middel til at drosle tilgangen af trykmedie. Imidlertid er indretninger af denne slags vanskelige at montere, og de er heller 25 ikke fuldt pålidelige. Det er også kendt at konstruere stempel og/eller cylinderenhederne på en specifik måde, f.eks. ved på stemplet at montere en tap, som rager ind i trykmediets afgangskanal for at drosle strømmen. Også løsninger af denne type er åbne for indvendinger. Det er 30 klart, at formindsket stempelhastighed er unødvendig, når stemplet bevæger sig bort fra den tilstødende cylinderende.

Tidligere kendte patenterede indretninger er beskrevet og vist i de to franske patenter 2.125.982 og 2.178.549 og i 35 det europæiske patent nr. 0.022.105. Ifølge disse patenter

DK 163370 B

2 registreres stemplets stilling kontinuerligt, d.v.s. under hele stemplets opbremsningsperiode. Ifølge fransk patent nr. 2.125.982 igangsættes stempelbevægelsens opbremsning altid ved samme stempelstilling uanset stempelhastigheden, 5 så at hastighedsreduktionen starter på et uønsket tidligt tidspunkt ved lave hastigheder. Tillige med bevirker det anvendte elektriske kredsløb, at retardationen bliver den samme i begge endestillinger.

10 Ifølge fransk patent nr. 2.178.549 forsinkes starten af retardationen ved lavere stempelhastigheder. Imidlertid sker selve hastigheds reduktionen uafhængigt af, hvor langt stemplet er kommet fra endestillingen. Også i dette tilfælde er retardationen den samme i begge endestillinger. For-15 skellige retardationer for de to endestillinger ville være at foretrække, fordi det trykpåvirkede stempelareal ofte er større på den ene ende af stemplet end på den anden, så at der forekommer forskellige hastigheder. De ovennævnte mangler elimineres ved hjælp af en indretning ifølge europæisk 20 patent nr. 0.022.105, i hvilken en kontinuerlig registrering af stemplets stilling imidlertid er en forudsætning. Endvidere kan denne indretning ikke anvendes i en gravemaskine, hvor stød i endestillingen er ønskelige.

25 Det er formålet med nærværende opfindelse at eliminere ovennævnte ulemper, og dette formål opnås ved hjælp af fremgangsmåden, der beskrives i den kendetegnende del af krav 1.

30 Opfindelsen vedrører også en indretning af den slags, som er angivet i indledningen til krav 1, til at formindske stempelhastigheden i især en gravemaskine, når stemplet nærmer sig endestillingerne. Denne indretning har de ka-rakteriske egenskaber, som er angivet i den kendetegnende 35 del af krav 6.

DK 163370B

3

Opfindelsen vil blive beskrevet mere detaljeret nedenfor med henvisning til de ledsagende tegninger, som viser en udformning.

5

Fig. 1 er et billede set fra siden af en gravemekanisme,

Fig. 2 10 viser en indretning til dæmpning af endestillingen, og Fig. 3 viser en metode til at afstedkomme et elektrisk signal egnet til endestillingsdæmpningen.

15

Fig. 1 viser bommen 21 og skovlskaftet 22 med deres tilhørende cylindre 23 og 24 i en gravemekanisme til en gravemaskine 20. For at indikere, når stemplerne i de respektive cylindre 23, 24 er i en forudbestemt afstand fra de respek-20 tive ydre endestillinger, f.eks. med stempelstangen udtrukket, er der for at frembringe et signal til at starte en endestillingsdæmpning, monteret en sensor på en sådan måde, at et signal opnås uafhængigt af stempelhastigheden, når stemplet er i en forudbestemt afstand fra cylinderendestil-25 lingen. På denne måde opnås der også ved maksimal stempelhastighed en blød bremsning uden nogen uønskede, forstyrrende stød.

En kendt måde til indirekte at finde stempelstillingerne i 30 cylindrene 23, 24 er at montere vinkel sensorer ved dreje-punkterne 25 og 26 mellem skaftet 22 og bommen 21 og mellem bommen 21 og gravemaskinen, idet vinklen derefter konverteres til et signal for stempelstillingen.

35 Fig. 2 viser den måde, på hvilken dæmperindretningen til en

DK 163370 B

4 enkelt arbejdscylinder er blevet integreret i det sædvanlige trykmediesystem i gravemaskinen.

Til at indstille stempelstangens stilling i en arbejdscy-5 linder, f.eks, en af cylinderne 23, 24 i fig. 1 under virkning af en belastning svarende til kræfterne F1 og F2 er arbej dscylinderen forbundet til et trykmediesystem 2, som styres via en elektromagnet 9 ved hjælp af et elektrisk indstillingssystem 3, som aktiveres af et signal fra opera-10 tørens kontrolhåndtag 5, sensorer 6, og et endestillings-dæmpersystem 4. Trykmediesystemet 2 består af en hovedventil 7 til at indstille arbejdscylinderen 1, en servoenhed 8 styret af elektromagneten 9, en pumpe 10 til servotrykmedi-et, en pumpe 11 for arbe j dstrykmediet og en trykmediet ank 15 12. Endestillingsdæmpersystemet 4, som er elektrisk forbun det med det elektriske indstillingssystem 3, består af en dæmpningsaktiveringsenhed 13, en bremseforsinkerenhed 14, og en bremseenhed 15.

20 I det følgende beskrives de væsentlige komponenter af det elektriske endestillingsdæmpersystem 4, som aktiverer arbe jdscylinderen 1 gennem det elektriske indstillingssystem 3 for trykmedieservoenheden 8 ved hjælp af elektromagneten 9.

25

Arbejdscylinderens 1 stempelstangs endestilling styres af maskinoperatøren ved hjælp af et håndtagssignal Sa afgivet af kontrolhåndtaget 5. Med kontrolhåndtaget i neutral stilling fås et nulsignal. Ved hjælp af kontrolhåndtaget afgi-30 ves der f.eks. et positivt håndtagssignal Sa for stempelstangsbevægelse udad og en negativt håndtagssignal Sa for stempelstangsbevægelse indad.

Ved passende anbringelse af sensoren 6 opnås indirekte et 35 sebsorsignal G, som svarer til stemplets stilling, ved at

DK 163370 B

5 måle vinklen i et passende drejepunkt på maskinens gravemekanisme. Signalet G konverteres derefter i dæmpningsaktiveringsenheden 13 til et signal, der svarer til cylinderens stempelstilling. Alternativt opnås et indstillingssignal 5 direkte ved hjælp af en sensor, som er monteret på eller i cylinderen. Et konstant reference-håndtagssignal |Sa| max· tilføres til bremseforsinkerenheden 14 og kontrolhåndtaget 5. Når stemplet ikke er i nogen af endestillingerne A-C henholdsvis B-D vist i fig. 2 afgiver dæmperaktiveringsen-10 heden 13 udgangssignalerne X1=0 og X2=0.

Når stemplet bevæger sig mod en af endestillingerne A eller B, og et signal G eventuelt efter konvertering fås fra sensoren 6 svarende til en stempelstilling i en vis afstand d 15 fra stempelendestillingen, afgiver dæmperaktiveringsenheden 13 et blivende udgangssignal X=1 (X2=0) ved stempelstillingen (A-C), alternativt X2=l (X1=0) ved stempelstillingen B-D for at igangsætte endestillingsdæmpningen. Bremserforsin-kerenheden 14 forårsager nu en forsinkelse af stempelretar-20 dationens start ved at starte en med tiden lineært aftagende rampefunktion rl(t), hvorved startværdien for denne rampefunktion er lig med et konstant maksimalt referencehåndtagssignal |Sa| aax. Se også fig. 3. Når rl(t) < |Sa|, afgiver bremseforsinkerenheden 14 signalet Z=1 til bremseen-25 heden 15 for at starte et rampesignal r2(t), som aftager lineært med tiden (se fig. 3), hvorved startværdien af dette rampesignal er lig med det aktuelle håndtagssignal |Sa| (så længe Z=0 sættes imidlertid U=|Sa|). Ved Z=1 sammenligner bremseenheden 15 også de to signaler |Sa| og r2(t) og 30 afgiver et udgangssignal U=min (|Sa|, r2(t)) til det elektriske indstillingssystem 3. Eftersom signalet U her er en absolut værdi og ikke oplyser, om kontrolhåndtaget bevæges for udad- eller indadbevægelse af cylinderens stempelstang, får det elektriske system også et indgangssignal, som re-35 præsenterer fortegnet "+" eller for det aktuelle hånd-

DK 163370 B

6 tagssignal Sa. Imidlertid er det også muligt at give signalet U= et "+" eller værdi, i hvilke tilfælde forbin delsen vist i fig. 2 mellem kontrolhåndtaget 5 og indstillingssytemet 3 udelades.

5

Hvis kontrolhåndtaget 5 under det ovennævnte bremseforløb aktiveres, så at det aktuelle håndtagssignal Sa bliver 0 eller skifter fortegn, gives udgangssignalet Z fra bremse-forsinkerenheden 14 værdien 0, og udgangssignalet U fra 10 bremseenheden 15 vil være lig |Sa|, og stempelbevægelsen aktiveres igen direkte af signalet Sa. For at frembringe endestillingsstød, kan bremseforsinkerenheden 14 aktiveres til at frembringe en for- forsinkelse i At sekunder (At normalt ca. l.sek.) før starten på rampefunktionen rl(t), 15 så snart det aktuelle håndtagssignal Sa 0 (d.v.s. kontrolhåndtaget bevæges fra neutral stilling). Til tilpasning til de specielle forhold, som gælder for de respektive endestillinger, f.eks. forskellige stempelhastigheder på grund af forskellige stempelendearealer, kan rampesignalerne 20 rl(t) og r2(t) have forskellige værdier, se kurvehældningen i fig. 3.

Endvidere har rampesignalet r2(t) en given minimumsværdi Δ I Sa I Bax for at sikre, at stemplet altid når ende-25 stillingen.

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til at formindske stempelhastigheden især i stempel og cylinderenheden (1) i en gravemaskine, når 5 stemplet nærmer sig endestillingerne (A,B), ved hvilken fremgangsmåde det tidspunkt, hvor stemplet passerer en forudbestemt stilling (C,D) nær cylinderenderne, detekteres direkte eller indirekte, hvorved der frembringes et signal (G), som føres til et signalbehandlingssystem (4), hvis ud-10 gangssignal (U) føres til et indstillingssystem (3) til styring af tilførslen af trykmediet til stempel- og cylinderenheden, kendetegnet ved, at dette signal (G), som angiver stempelstillingen, sammen med et referencesignal (|Sa| og et kontrolhåndtagssignal (Sa) fø-15 res til en forsinkerenhed (14), der sammenligner kontrolhåndtagssignalet (Sa) med referencesignalet (|Sa| ^) og efter en periode afhængig af sammenligningen frembringer et signal Z, som derefter sammen med kontrolhåndtagssignalet (Sa) føres til en bremseenhed (15), som behandler disse 20 signaler for at frembringe et signal (U), som føres til indstillingssystemet (3) sammen med et signal, der angiver stemplets bevægelsesretning.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 25 ved, at forsinkerenheden (14) har en med tiden lineært aftagende rampefunktion (ri(t)), med en startværdi svarende til referencesignalet (|Sa| aax) og en minimumværdi svarende til den absolutte værdi af det aktuelle afgivne kontrolsignal ( ISaI). 30

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at bremseenheden (15) har en med tiden lineært aftagende rampefunktion (r2(t)) med en startværdi svarende til den absolutte værdi af det aktuelle kontrolsignal (|Sa|) og 35 en forudbestemt minimumværdi (AlSal „ ). 1. max DK 163370 B 8

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at detekteringen af stempelstillingen (C,D) for start af bremsningen af gravemaskinens bom- og skaftcylinder sker 5 indirekte ved- vinkelmåling af bommens drejning omkring dens vandrette ophængningsakse og vinklen mellem bommens og skaftets fælles drejepunkt, hvilke vinkler konverteres til de tilsvarende stempelstillinger.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at detekteringen af stempelendestillingerne (C,D) for bremsning af gravemaskinens bom- og skaftcylindre sker indirekte ved diskret detektering af to forskellige stillinger af bommens drejning omkring sin vandrette ophængnings-15 akse og to forskellig vinkler mellem bommens og skaftets fælles drejepunkt, hvilke vinkler svarer til stempelstillingerne (C,D).

6. Apparat til at formindske stempelhastigheden især i 20 stempel- og cylinderenheden i en gravemaskine, når stemplet nærmer sig endestillingeme (A,B), bestående af en signalsensor (6) indrettet til at føle det øjeblik, når stemplet passerer en forudbestemt position (C,D) nær ved cylinderens ender, et kontrolorgan (5) indrettet til at frembringe et 25 positivt eller et negativt signal (Sa) til at forlænge henholdsvis sammentrække stempel- og cylinderenheden, og et trykmediesystem (2), som kan reguleres ved hjælp af et indstillingssystem (3), og er indrettet til at regulere tilførslen af trykmedie til stempel- og cylinderenheden (1), 30 kendetegnet ved en forsinkerenhed (14), til hvilket et signal (G), frembragt når stemplet passerer den nævnte stilling (C,D), kan tilføres sammen med et referencesignal (I Sa I max) og et kontrolhåndtagssignal (|Sa|), idet denne enhed er indrettet til ved aktivering ved hjælp 35 af dette stillingssignal (G) at sammenligne kontrolhånd- 9 DK 163370 B tagssignalet (Sa) med referencesignalet (|Sa| aax) og at frembringe et signal (Z) efter en tidsperiode afhængig af denne sammenligning, en bremseenhed (15) til hvilken dette signal (Z) fra forsinkerenheden og kontrolsignalet (Sa) 5 tilføres, og som er indrettet til at behandle disse signaler og frembringe et signal (U), som sammen med et signal, der angiver stempelbevægelsens retning, kan tilføres til indstillingssystemet (3) for regulering af tilførslen af trykmedie til stempel- og cylinderenheden.

7. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, en dæmpningsaktiveringsenhed (13), til hvilken stillingssignalerne (G) kan tilføres, og som er indrettet til at afgive et udgangssignal (X) når stemplet er indenfor endestillin- 15 gerne (A-C, B-D).

8. Apparat ifølge krav 8, kendetegnet ved, at forsinkerenheden (14) har funktionsdannende midler, som ved tilførsel af et signal (X) fra aktiverings enheden (13) be- 20 stemmer forsinkelsestiden ved at starte en med tiden lineært aftagende rampefunktion |rl(t)| med en startværdi lig med det faste referencesignal ( | Sa | Bax) og en minimumværdi lig med den absolutte værdi ([Sa() af det aktuelle kontrolsignal . 25

9. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at bremseenheden (15) har midler til ved tilførsel af et indgangssignal (Z) at frembringe udgangssignalet (U) som en med tiden aftagende funktion, f.eks. en rampefunktion. 30

10. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 6-9, kendetegnet ved, at forsinkelsesenheden (14) har midler til konstant forsinkelse (£t) af forsinkelsesfunktionens (rl(t)) start. 35