NO151129B

NO151129B - VALVE DEVICE, SPECIFIC FOR BRAKING HYDRAULIC ENGINES WITH MECHANICAL BRAKE

Info

Publication number: NO151129B
Application number: NO802111A
Authority: NO
Inventors: Jakob Herabakke
Original assignee: Bryne Mek Verksted
Priority date: 1980-07-14
Filing date: 1980-07-14
Publication date: 1984-11-05
Also published as: DE3127439C2; DE3127439A1; GB2081849A; NO802111L; NO151129C; GB2081849B

Abstract

iammendrag „ •. Oppfinnelsen vedrører en ventilanordning, særlig for bremsing av hydrauliske motorer (1) med mekanisk bremse (26).Venti lanordningen tillater full hydraulisk nedbremsing av motoren (1) og sørger for at mekanisk motorbreæse (26) inn-koples når motoren (1) stopper. Ved oppstart utkoples mekanisk motorbremse. Venti1 anordningen omfatter en senkbremseventil (12, 17), og en strømingsventi 1 (IA, 19) på hver side av motoren (1) og som er koplet i serie mellom motor (1) og manøvrer ingsventi 1 (4), samtidig som det mellom hver side av motor (1) og manøvreringsventi1 (4) er hydrauliske direkte-forbindelser ned tiIbakes1agsventi ler (6, 9). Mekanisk motorbremse (26) står i hydraulisk forbindelse med en vekselventil (22), som på hver side står i hydraulisk forbindelse med hver. sin stromningsventi 1 (14, 19) som i den ene stilling forbinder vekselventilen (22) med tilhørende senkbremseventil (12, 17) og tilhorende side av motoren (1), og i den andre stilling forbinder vekselventilen (22) med tilhørende direkte forbindeIse mellom motor (1) og manøvreringsventil (4). Strømningsventil-ene (14, 19) reagerer på oljes trøming, ikke på oljetrykk. Hver av senkbremsevent i lene (12, 17) har hydraulisk forbindelse med di rekte forbinde Isen mellom motor (1) og manøvreringsventil (4) på motsatt side av motor (1). Senkbremseventilene (12, 17). styrer og bremser motoren (1). Det høyeste trykk på motorens (1) på- eller avløpsside holder mekaniske motorbremse (26). inaktiv så lenge motoren (1) roterer, idet den aktive senkbremseventil (12, 17) sørger for at det laveste trykk på motorens (1) på- eller avløpsside alltid er høyere enn den mekaniske motor-. bremses (26) avlastninqstrykk, samtidig som mekanisk motorbremse (26) aktiveres ved at oljen i den dreneres til tank (3) gjennom vekselventilen (22) og en av stromingsventilene (14, 19), som skifter stilling når motoren (1) er nedbremset til stillstand hydraulisk.iammendrag „•. The invention relates to a valve device, in particular for braking hydraulic motors (1) with a mechanical brake (26). . At start-up, the mechanical engine brake is switched off. The valve1 device comprises a lowering brake valve (12, 17), and a flow valve 1 (IA, 19) on each side of the motor (1) and which is connected in series between motor (1) and operating valve 1 (4), at the same time as between each side of the motor (1) and the actuating valves1 (4) are hydraulic direct connections down to the return valve (6, 9). Mechanical engine brake (26) is hydraulically connected to a reversing valve (22), which is hydraulically connected to each side. its flow valve 1 (14, 19) which in one position connects the reversing valve (22) to the associated lowering brake valve (12, 17) and the associated side of the motor (1), and in the other position connects the reversing valve (22) to the associated direct connection between motor (1) and control valve (4). The flow valves (14, 19) respond to oil leakage, not to oil pressure. Each of the lowering brake valves in the brackets (12, 17) has a hydraulic connection with a direct connection of the ice between the motor (1) and the control valve (4) on the opposite side of the motor (1). The lowering brake valves (12, 17). controls and brakes the engine (1). The highest pressure on the inlet or drain side of the engine (1) holds the mechanical engine brake (26). inactive as long as the motor (1) rotates, the active lowering brake valve (12, 17) ensuring that the lowest pressure on the inlet or drain side of the motor (1) is always higher than the mechanical motor. relief pressure (26) is braked, at the same time as the mechanical engine brake (26) is activated by draining the oil in it to the tank (3) through the reversing valve (22) and one of the flow valves (14, 19), which changes position when the engine (1) is braked to standstill hydraulically.

Description

Denne oppfinnelse vedrører en ventilanordning særlig for bremsing av hydrauliske motorer med mekanisk bremse. Dette er for eksempel aktuelt for hydraulisk drevne vinsjer, fremdrift og svingdrift av hydraulisk drevne grave-maskiner og kraner, samt fremdrift av hydraulisk drevne trucker. Det er kjent ventilanordninger av ovennevnte type hvor ventilanordningen har åpne kanaler fra motorens manøvreringsventil til motorens på- og avløpsside uansett manøvreringsventilens stilling, og hvor det finnes en vekselventil med åpne kanaler til så vel den mekaniske bremse som til manøvreringsventilen, hvorved den mekaniske bremse blir aktivert i samme øyeblikk som motorens manøvrer-ingsventil settes i nullstilling, idet den mekaniske bremse er innrettet til å aktiveres ved at oljen i den blir drenert til en tank gjennom vekselventilen, men motoren fortsetter å rotere på grunn av massekreftene inntil den mekaniske bremse har bremset ned bevegelsen til null. This invention relates to a valve device in particular for braking hydraulic motors with a mechanical brake. This applies, for example, to hydraulically driven winches, propulsion and swinging of hydraulically driven excavators and cranes, as well as propulsion of hydraulically driven trucks. There are known valve devices of the above type where the valve device has open channels from the engine's maneuvering valve to the engine's inlet and outlet side regardless of the position of the maneuvering valve, and where there is a changeover valve with open channels to both the mechanical brake and to the maneuvering valve, whereby the mechanical brake is activated at the same moment that the engine's maneuvering valve is set to zero, the mechanical brake being arranged to be activated by the oil in it being drained to a tank through the diverter valve, but the engine continues to rotate due to mass forces until the mechanical brake has slowed down the movement to zero.

Det er også kjent ventilanordninger av ovennevnte type hvor motorens påløps-og avløpsside er forsynt med tilbakeslagsventiler som kan tvinge olje på motorens avløpsside til å strømme gjennom ventiler. There are also known valve devices of the above-mentioned type where the engine's inlet and outlet sides are provided with non-return valves which can force oil on the engine's outlet side to flow through valves.

En ulempe ved de kjente anordninger av denne type er at det er vanskelig å få istandbrakt en tilfredsstillende synkronisering av hydraulisk og mekanisk bremsing. En annen ulempe med de kjente anordninger er at det er vanskelig å få til en jevn og rolig nedbrernsing. Det er også en ulempe med de kjente anordninger at de krever relativt hyppige og nøyaktige justeringer. A disadvantage of the known devices of this type is that it is difficult to establish a satisfactory synchronization of hydraulic and mechanical braking. Another disadvantage of the known devices is that it is difficult to achieve an even and calm burn-down. It is also a disadvantage of the known devices that they require relatively frequent and precise adjustments.

Oppfinnelsen har til formål å frembringe en ventilanordning særlig for bremsing av hydrauliske motorer med mekanisk bremse, hvorved det oppnås full hydraulisk nedbrernsing, og hvor den mekaniske bremse bare fungerer som holde- eller parkeringsbremse, og hvor ovennevnte ulemper er eliminert. The purpose of the invention is to produce a valve device in particular for braking hydraulic motors with a mechanical brake, whereby full hydraulic burn-down is achieved, and where the mechanical brake only functions as a holding or parking brake, and where the above-mentioned disadvantages are eliminated.

Formålet oppnås ifølge oppfinnelsen ved en ventilanordning som i nullstilling, det vil si under motorens stillstand, har åpne kanaler fra to senkbremseventilers avløpsside gjennom to strømningsventiler til en vekselventil og videre til en mekanisk bremse på motoren, idet sirømningsventilen på motorens avløpsside ved oppstart av motoren er innrettet til å skifte stilling og kople om en kanal fra vekselventil til innløpssiden av den ene senkbremseventil, idet tilbakeslagsventilene tvinger olje på motorens avløpsside til å strømme gjennom den ene strømningsventil og den ene senkbremseventil, idet senkbremseventilene er innrettet til å styre og bremse motoren, og hvor det høyeste trykk på motorens på- eller avløpsside holder den mekaniske motorbremse inaktiv så lenge motoren roterer, idet den aktive senkbremseventil sørger for at det laveste trykk på motorens på- eller avløpsside alltid er høyere enn den' mekaniske motorbremses avlastningstrykk, samtidig som den mekaniske motorbremse er innrettet til å aktiveres ved at oljen i den blir drenert til tank gjennom vekselventilen og en av strømningsventilene, som skifter stilling når motoren er nedbremset til stillstand hydraulisk, idet strømningsventilene reagerer på oljestrømning og ikke på oljetrykk. The purpose is achieved according to the invention by a valve device which in zero position, i.e. when the engine is at a standstill, has open channels from the drain side of two lowering brake valves through two flow valves to a diverter valve and on to a mechanical brake on the engine, the exhaust valve on the engine's drain side when starting the engine is arranged to change position and switch a channel from the diverter valve to the inlet side of the one lowering brake valve, the check valves forcing oil on the drain side of the engine to flow through the one flow valve and the one lowering brake valve, the lowering brake valves being arranged to control and brake the engine, and where the highest pressure on the engine's intake or exhaust side keeps the mechanical engine brake inactive as long as the engine rotates, as the active lowering brake valve ensures that the lowest pressure on the engine's intake or exhaust side is always higher than the mechanical engine brake's relief pressure, at the same time that the mechanical engine brake is on designed to be activated by the oil in it being drained to the tank through the diverter valve and one of the flow valves, which change position when the engine is braked down to a hydraulic standstill, as the flow valves react to oil flow and not to oil pressure.

Ett utførelseseksempei av oppfinnelsen er vist på tegningen, hvor An embodiment of the invention is shown in the drawing, where

Fig. 1. viser skjematisk en ventilanordning i henhold til oppfinnelsen, og Fig. 1 schematically shows a valve device according to the invention, and

Fig. 2. viser skjematisk en strømningsventil i åpen stilling. Fig. 2 schematically shows a flow valve in the open position.

På tegningen betegner henvisningstallet 1 en hydraulisk motor som er tilkoplet en ventilanordning hvor en oljepumpe 2 med oljetank 3 står i forbindelse med motorens 1 ene side gjennom en manøvreringsventil 4 og oljeledning 5, tilbakeslagsventil 6 og oljeledning 7. Når manøvreringsventilen 4 står i nullstilling, er det åpen forbindelse mellom oljeledningene 5 og 8 og tanken 3. Oljepumpen 2 står i forbindelse med motorens 1 andre side gjennom manøvrer ingsventilen 4 og oljeledning 8, tilbakeslagsventil 9 og oljeledning 10. Mellom oljeledningene 5 og 7 er innskutt en parallellkopling bestående av en olje-ledning 11, en senkbremseventil 12, en oljeledning 13, en strømningsventil 14 og en oljeledning 15. Mellom oljeledningene 8 og 10 er innskutt en parallellkopling bestående av en oljeledning 16, en senkbremseventil 17, en oljeledning 18, en stromningsventil 19 og en oljeledning 20. Strømningsventilen 14 står på den ene side i forbindelse med oljeledningen 5 via en oljeledning 21 og på den andre side i forbindelse med en vekselventil 22 via en oljeledning 23. Strømningsventiien 19 star på den ene side i forbindelse med oljeledningen 8 via en oljeledning 24 og på den andre side i forbindelse mod vekselventilen 22 via en oljeledning 25. Vekselventilen 22 er forbundet me t en mekanisk bremse 26 på motoren 1 via en oljeledning 27. For å styre ser,,;l)remseventilen 12 er denne forbundet med oljeledning 8 via en oljeledning 28. For å styre senkbremseventilen 17 er denne forbundet med oljeledning 5 via en oljeledning 29. Anordningen virker på følgende måte: Ved oppstart og drift av oljemotoren 1 i pilens retning stilles manøvrerings-ventilen 4 fra nullstilling til en stilling der olje strømmer gjennom oljeledning 5, tilbakeslagsventil 6 og oljeledning 7 til motoren 1. Senkbremseventil 12 og strømningsventil 14 står herunder under samme trykk på påløps- og avløpsside som oljeledningene 5 og 7. Den mekaniske bremse 26 får under oppstarting av motoren 1 tilført den oljemengde som skal til for å løse bremsen, gjennom oljeledning 21, strømningsventil 14, oljeledning 23, vekselventil 22 og oljeledning 27. Senkbremseventil 17 får tilført oljetrykk fra oljeledning 5 via oljeledning 29 og åpner for forbindelse mellom oljeledningene 18 og 16. Derved oppstår det en oljestrømning i strømningsventilen 19, som derved skifter stilling som vist i fig. 2. Så lenge motoren 1 dreier i pilens retning, strømmer oljen fra motorens 1 avløpsside gjennom oljeledning 10. Tilbakeslagsventil 9 tvinger oljen til å strømme videre gjennom oljeledning 20 til strømningsventil 19. Herfra strømmer oljen videre gjennom oljeledning 18, senkbremseventil 17, oljeledningene 16 og 8 og manøvreringsventil 4 tilbake til tank 3. In the drawing, the reference numeral 1 denotes a hydraulic motor which is connected to a valve device where an oil pump 2 with oil tank 3 is connected to one side of the motor 1 through a maneuvering valve 4 and oil line 5, non-return valve 6 and oil line 7. When the maneuvering valve 4 is in the zero position, there is an open connection between the oil lines 5 and 8 and the tank 3. The oil pump 2 is connected to the other side of the engine 1 through the maneuvering valve 4 and oil line 8, check valve 9 and oil line 10. Between the oil lines 5 and 7 a parallel connection consisting of an oil line 11, a lowering brake valve 12, an oil line 13, a flow valve 14 and an oil line 15. Between the oil lines 8 and 10 a parallel connection is inserted consisting of an oil line 16, a lowering brake valve 17, an oil line 18, a flow valve 19 and an oil line 20. The flow valve 14 is on one side in connection with the oil line 5 via an oil line 21 and on the other side in connection with a change-over valve 22 via an oil line 23. The flow valve 19 is on one side in connection with the oil line 8 via an oil line 24 and on the other side in connection with the change-over valve 22 via an oil line 25. The change-over valve 22 is connected to t a mechanical brake 26 on the engine 1 via an oil line 27. To control the se,,;l)strip valve 12, this is connected to oil line 8 via an oil line 28. To control the lowering brake valve 17, this is connected to oil line 5 via an oil line 29. The device works in the following way: When starting and operating the oil motor 1 in the direction of the arrow, the maneuvering valve 4 is set from the zero position to a position where oil flows through oil line 5, non-return valve 6 and oil line 7 to the motor 1. Lowering brake valve 12 and flow valve 14 are below same pressure on the inlet and outlet side as the oil lines 5 and 7. The mechanical brake 26 is supplied with the amount of oil during start-up of the engine 1 is needed to release the brake, through oil line 21, flow valve 14, oil line 23, changeover valve 22 and oil line 27. Lowering brake valve 17 receives oil pressure from oil line 5 via oil line 29 and opens for connection between oil lines 18 and 16. This creates an oil flow in the flow valve 19, which thereby changes position as shown in fig. 2. As long as the engine 1 rotates in the direction of the arrow, the oil flows from the drain side of the engine 1 through oil line 10. Non-return valve 9 forces the oil to flow on through oil line 20 to flow valve 19. From here, the oil flows on through oil line 18, lowering brake valve 17, oil lines 16 and 8 and maneuvering valve 4 back to tank 3.

Når oljemotoren 1 skal bremses ned, og det forutsettes at den dreier i pilens retning, stilles manøvreringsventilen 4 tilbake til nullstilling. Derved dreneres oljeledningene 5 og 8 til tank 3. Samtidig mister senkbremseventil 17 styre-trykket gjennom oljeledning 29 og begynner å stenge passasjen mellom oljeledningene 18 og 16 inntil passasjen er så liten at trykket i oljeledning 18 er lik det innstilte arbeids- og sjokktrykk for senkbremseventil 17. Det samme trykk forplanter seg gjennom strømningsventil 19 og oljeledninger 20 og 10 til motorens 1 avløpsside. Motoren 1 bremses derved ned. Da motoren 1 under nedbrernsing har høyere trykk på avløpsside enn på påløpsside, og da oljeledning 25 har samme trykk som oljeledningene 10 og 20 (se fig. 2), mens trykket i oljeledning 23 er det samme som i oljeledningene 5 og 7, vil vekselventilen 22 skifte stilling. Vekselventilen 22 vil derved åpne for passasje mellom oljeledningene 25 og 27, til mekanisk bremse 26. Derved vil mekanisk motorbremse 26 under hele nedbremsingen stå under samme trykk som motorens 1 avløpsside og forhindres i å aktiveres fordi det laveste trykk på motorens på- eller avløpsside alltid er større enn den mekaniske bremses avlastningstrykk. When the oil motor 1 is to be slowed down, and it is assumed that it rotates in the direction of the arrow, the maneuvering valve 4 is set back to the zero position. Thereby, oil lines 5 and 8 are drained to tank 3. At the same time, lowering brake valve 17 loses control pressure through oil line 29 and begins to close the passage between oil lines 18 and 16 until the passage is so small that the pressure in oil line 18 is equal to the set working and shock pressure for lowering brake valve 17. The same pressure propagates through flow valve 19 and oil lines 20 and 10 to the engine 1 drain side. Motor 1 is thereby slowed down. Since the engine 1 during burn-down has a higher pressure on the drain side than on the inlet side, and since oil line 25 has the same pressure as oil lines 10 and 20 (see fig. 2), while the pressure in oil line 23 is the same as in oil lines 5 and 7, the diverter valve will 22 change position. The diverter valve 22 will thereby open passage between the oil lines 25 and 27, to the mechanical brake 26. Thereby, during the entire deceleration, the mechanical engine brake 26 will be under the same pressure as the drain side of the motor 1 and is prevented from being activated because the lowest pressure on the supply or drain side of the motor always is greater than the mechanical brake's relief pressure.

Når motoren 1 hydraulisk er nedbremset til full stillstand, vil senkbremseventil 17 stenge forbindelsen mellom oljeledningene 18 og 16. Derved stopper oljestrømmen gjennom strømningsventil 19, og den vil da skifte stilling som vist i fig. 1. I denne stilling er det åpen forbindelse mellom oljeledningene 25 og 24, og derved blir mekanisk bremse 26 drenert gjennom oljeledning 27, vekselventil 22, oljeledning 25, strømningsventil 19, oljeledningene 24 og 8 og manøvreringsventil 4 til tank 3. Hvis vekselventil 22 av en eller annen grunn skulle skifte stilling etter at motor 1 er stoppet, vil det være åpen forbindelse for drenering av mekanisk bremse 26 gjennom oljeledning 23, strøm-ningsventil 14, oljeledningene 21 og 5 og manøvreringsventil 4 til tank 3. Ved drenering av mekanisk bremse 26 aktiveres denne. When the motor 1 is hydraulically braked down to a complete standstill, the lowering brake valve 17 will close the connection between the oil lines 18 and 16. This stops the oil flow through the flow valve 19, and it will then change position as shown in fig. 1. In this position, there is an open connection between oil lines 25 and 24, and thereby mechanical brake 26 is drained through oil line 27, changeover valve 22, oil line 25, flow valve 19, oil lines 24 and 8 and maneuvering valve 4 to tank 3. If changeover valve 22 off should for some reason change position after engine 1 has stopped, there will be an open connection for draining mechanical brake 26 through oil line 23, flow valve 14, oil lines 21 and 5 and maneuvering valve 4 to tank 3. When draining mechanical brake 26 this is activated.

Da ventilanordningen ifølge oppfinnelsen er symmetrisk oppbygget, vil det uten videre forstås at motor 1 kan dreies og nedbremses i motsatt retning av den pilen viser på samme måte som ovenfor beskrevet. As the valve arrangement according to the invention is symmetrically structured, it will be readily understood that motor 1 can be turned and slowed down in the opposite direction to that shown by the arrow in the same way as described above.

Ved denne ventilanordning oppnås at mekanisk bremse 26 ikke aktiveres så lenge motoren 1 er i rotasjon. Derved kan bremsen 26 dimensjoneres kun for å holde motoren 1 i stillstand etter at motoren 1 er nedbremset hydraulisk til full stopp. With this valve arrangement, it is achieved that the mechanical brake 26 is not activated as long as the motor 1 is in rotation. Thereby, the brake 26 can only be dimensioned to hold the motor 1 at a standstill after the motor 1 has been braked hydraulically to a full stop.

En annen fordel ved ventilanordningen ifølge oppfinnelsen er at den mekaniske bremse 26 ikke lager støy. Another advantage of the valve arrangement according to the invention is that the mechanical brake 26 does not make noise.

En tredje fordel er at nedbremsingsmomentet er konstant under hele nedbremsingen. A third advantage is that the deceleration torque is constant during the entire deceleration.

En fjerde fordel er at når arbeids- og sjokktrykket på senkbremseventilene 12 og 17 er innstilt, er det ikke behov for noen senere justering. A fourth advantage is that when the working and shock pressures on the lowering brake valves 12 and 17 have been set, there is no need for any subsequent adjustment.

Det vil uten videre forstås at ventilanordningen ifølge oppfinnelsen vil kunne brukes for andre formål enn det som er beskrevet ovenfor. Eksempelvis vil ventilanordningen kunne brukes i forbindelse med stempelbevegelsen i en hydraulisk sylinder der det ønskes avgitt signal for en annen funksjon når oljestrømmen til eller fra den hydrauliske sylinder opphører. It will be readily understood that the valve device according to the invention will be able to be used for purposes other than those described above. For example, the valve device could be used in connection with the piston movement in a hydraulic cylinder where a signal is desired for another function when the oil flow to or from the hydraulic cylinder ceases.

Claims

Valve device, in particular for braking hydraulic motors with a mechanical brake where the motor's (l) inlet and outlet sides are provided with non-return valves (6, 9) which force oil on the motor's outlet side to flow through valves, and where the valve device has open channels from the motor's ( l) maneuvering valve (4) to the supply and drain side of the engine (l), characterized in that the valve device in the zero position, that is when the engine (l) is at a standstill, has open channels from the drain side of two lowering brake valves (12, 17) through two flow valves (14, 19) to a change-over valve (22) and further to a mechanical brake (26) on the motor (l), as the flow valve (19) on the drain side of the motor (1) is designed to change position when the motor (l) is started and re-connect a channel (25) from the diverter valve (22) to the inlet side of the one lowering brake valve (17), the check valves (6, 9) forcing oil on the engine (l) drain side to flow through the one flow valve (19) and the one lowering brake lever until (17), as the lowering brake valves (12, 17) are designed to control and brake the motor (l), and where the highest pressure on the inlet or outlet side of the motor (l) keeps the mechanical motor brake (26) inactive as long as the motor ( l) rotates, as the active lowering brake valve (17) respectively (12) ensures that the lowest pressure on the supply or discharge side of the motor (1) is always higher than the relief pressure of the mechanical motor brake (26), at the same time that the mechanical motor brake (26) is designed to be activated by the oil in it being drained to tank (3) through the change-over valve (22) and one of the flow valves (19, 14), which change position when the engine (l) is braked to a standstill hydraulically, as the flow valves (19 , 14) reacts to oil flow and not to oil pressure-