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Hydraulisches Steuergerät für eine Regeleinrichtung
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuergerät für eine Regeleinrichtung, auf dessen verschieb- bares Steuerglied ein zum Einstellen eines Sollwertes beliebig verschwenkbarer Hebel und ein den tat- sächlich erreichten Wert übermittelnde Gestänge überlagerbar einwirken, insbesondere für Kraftheber an Bodenbearbeitungsgeräte tragenden Schleppern.
Es ist bekannt, denEinstellhebel und das Gestänge an verschiedenen Stellen auf einen Überlagerungs- hebel einwirken zu lassen und von diesem Hebel an einer andern Stelle die Bewegung des Steuergliedes abzuleiten. Dieses als Differentialgetriebe dienende Hebelgetriebe verlangt eine gewisse Längsausdehnung der Überlagerungseinrichtung und einige Drehgelenke, die genau gearbeitet sein müssen, wenn die Übertragung spielfrei sein soll. Die Einrichtung verlangt daher einen gewissen Aufwand an Kosten und Raum und kann durch Reibungsverluste zu Störungen in der Regeltätigkeit führen. Ausserdem ist der Schwenkwinkel des Einstellhebels auf Grund der Hebelverhältnisse auf einen bestimmten Bereich begrenzt, der in manchen Fällen die Bedienung erschwert, insbesondere nicht feinfühlig genug erlaubt.
Diese Nachteile werden nach der Erfindung dadurch vermieden, dass zwischen sich im wesentlichen in Gleitrichtung bewegenden Anschlägen des Steuergliedes und des Gestänges ein den Abstand zwischen den Anschlägen bestimmender Keil eingefügt ist, der mit Hilfe des verstellbaren Hebels im wesentlichen quer zu der Bewegungsrichtung der Anschläge verschiebbar ist.
Auf diese Weise kann die Überlagerungseinrichtung auf engem Raum Platz finden und der Schwenkwinkel des Einstellhebels kann entsprechend einer leichten Bedienbarkeit gewählt werden.
In besonders zweckmässigerweise ist die Einrichtung in das Gehäuse des Steuergerätes eingebaut. Das Gerät eignet sich in dieser Form besonders zum Ansetzen in Blockbauweise an das Gehäuse eines Krafthebers, wobei an das Steuergerät noch weitere, zusätzliche Steuergeräte angeflanscht werden können.
EinAusführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Sie zeigt inFig. 1 einen hydraulischen Kraftheber im Schnitt, zum Teil vereinfacht, in Fig. 2 das an ein Krafthebergehäuse angebaute Steuergerät.
Das Gehäuse des Krafthebers ist in Fig. 1 mit 1 bezeichnet. Es enthält die wesentlichen Teile des Krafthebers und der zugehörigen Regeleinrichtung.
In das Gehäuse ist ein Hubzylinder 2 eingebaut, in dem ein Hubkolben 3 gleitet. Er ist über eine Kolbenstange 4 und eine Schwinge 5 mit einer im Gehäuse 1 gelagerten Hubwelle 6 verbunden. Die aus dem Gehäuse herausragenden Enden der Hubwelle tragen Hubarme 7.
Das Gehäuse 1 ist auf dem Fahrgestell eines Schleppers befestigt. Es trägt an seiner Rückseite einen Geber 8, der aus einem festen Stützteil 9 und einem an diesem angelenkten Lagerteil 10 besteht ; beide sind ausserdem durch eine Blattfeder 11 verbunden. An dem Stützteil 10 ist ein Geberhebel 12 befestigt.
Ein von dem Schlepper zu ziehender Pflug 13 ist mit einem oberen Lenker 14 an dem Lagerteil 10 des Gebers 8, mit unteren Lenkern 15 an dem Fahrgestell des Schleppers angelenkt. Zugstangen 16 verbinden die unteren Lenker mit den Hubarmen 7.
Das Gehäuse 1 dient gleichzeitig als Ölvorratsbehälter. Es ist durch eine Saugleitung 17 mit einer Pumpe 18 verbunden, von der eine Druckleitung 19 zu einem an das Gehäuse 1 angebauten Steuergerät 20 führt. Das Steuergerät ist über eine Arbeitsleitung 21 mit dem Hubzylinder 2 und über eine Rucklauflei- tung 22 mit einem Filter 23 und einem ins Innere des Gehäuses mündenden Fallrohr 24 verbunden. Ein Teil dieser in Fig. 1 als Leitungen dargestellten Verbindungen besteht lediglich aus Bohrungen des Gehäu- ses 1, da das Steuergerät 20 an dieses Gehäuse angeflanscht ist.
Von ihm geht eine ebenfalls als Bohrung
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ausgebildete Abzweigung 25 der Druckleitung 19 aus, welche durch zusätzliche, an eine Passfläche 20' (Fig. 2) des Steuergerätes 20 angeflanschte Steuergeräte 26,27 hindurch und durch einen Deckel 28 als Leitung 29 wieder in das Steuergerät 20 zurückgeführt ist. Der Zusammenbau der Steuergeräte und des
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zylinder 30,31 angeschlossen, in dem sich je ein Arbeitskolben 32,33 befindet ; diese Kolben dienen zum
Betätigen zusätzlich an dem Schlepper angebrachter Geräte und werden unabhängig von dem Steuerge- rät 20 durch Schalthebel der Steuergeräte 26,27 betätigt.
Das Steuergerät 20 hat eine Steuerbohrung 34, deren linkes Ende an eine Steuerkante 35 anschliessend mit grösserem Durchmesser ausgebildet und durch einen Deckel 36 verschlossen ist. In die Steuerbohrung 34 ist eine mit der Leitung 29 verbundene Ringnut 37 eingedreht, deren linke Seitenwand durch eine Steuer- kante 38 begrenzt wird. In der Steuerbohrung ist gleitend ein Vorsteuerschieber 39 geführt, der als Steuer- glied des Steuergerätes dient, da seine Verschiebung das Umsteuern des Ölflusses bewirkt. Er hat eine Ring- nut 40, die über einen Kanal 41 mit dem inneren Ende einer Bohrung 42 des Vorsteuerschiebers verbunden ist. In dieser Bohrung ist gleitend ein Steuerschieber 43 geführt und von einer Feder 44, die sich auf einer
Verengung an der Mündung der Bohrung 42 abstützt, gegen den Grund dieser Bohrung hin gedrückt.
Der
Steuerschieber 43 hat eine Querbohrung 45, welche mit einer Längsbohrung 46 verbunden ist. Diese mündet mit der Bohrung 42 in einer Kammer 47 des Steuergerätes, die über einen Kanal 48 mit dem linken Teil der Steuerbohrung 34 und mit der Rücklaufleitung 22 verbunden ist. Die Druckleitung 19 ist über ein Überdruckventil 48'ebenfalls mit dem Kanal 48 verbunden. Der Vorsteuerschieber 39 weist im Bereich der Ringnut 37 Querlöcher 49 auf.
Die Ringnut 37 ist unter Umgehung einer Zwischenkammer 50 über ein Rückschlagventil 51 mit der Arbeitsleitung 21 verbunden. Ein Kanal 52 führt von der Arbeitsleitung zum Arbeitsraum 53 eines federbelasteten Ventils, dessen Schliesskegel 54 die Verbindung zwischen dem Arbeitsraum und der Zwischenkammer 50 steuert und von einer Feder 55 auf einen zwischen diesen Räumen liegenden Sitz gedrückt wird. DerSchliesskegel ist über eine dicht abschliessende Gleitführung 56 mit einem Betätigungsbolzen 57 verbunden, in dessen Bereich eine Nase 58 des Vorsteuerschiebers 39 liegt. Die Zwischenkammer 50 ist zu der Kammer 47 hin offen.
In dem Gehäuse des Steuergerätes 20 ist eine Welle 59 gelagert, die mit einem Verstellhebel 60 versehen ist. An dieser Welle ist im Inneren des Gehäuses exzentrisch ein Keil 61 angelenkt. Auf einer zweiten, im Gehäuse des Steuergerätes gelagerten Welle 62 ist ein Hebel 63 befestigt, der an seinem freien Ende einen Anschlag 64 trägt. Der Vorsteuerschieber 39 hat an seinem rechten Ende einen Anschlag 65.
In einer mittleren Stellung des Hebels 63, welche der Neutrallage des Vorsteuerschiebers 39 entspricht, liegt der Anschlag 64 in Richtung der Längsachse des Vorsteuerschiebers dem Anschlag 65 gegenüber. Der Vorsteuerschieber wird von einer Druckfeder 66, die sich gegen den Deckel 36 abstützt, nach rechts gedrückt, so dass er sich mit seinem Anschlag auf dem Keil 61 und dieser sich auf dem Anschlag 64 abstützt.
Auf der Hubwelle 6 ist ein Lagerring 67 befestigt ; mit diesem ist um einen Bolzen 68 schwenkbar ein Hubring 69 verbunden. Er hat einen bogenförmigen Schlitz 70 und stützt sich mit diesem auf einem Bolzen 71 ab, der an einem Winkelhebel 72 befestigt ist. Dieser Winkelhebel ist mit Hilfe eines Schalthebels 73 in zwei Stellungen um eine Welle 74 schwenkbar.
Ein auf einem Bolzen 75 in dem Gehäuse 1 gelagerter Hebel 76 stützt sich mit einem Ende über eine Rolle 77 auf den Kurvenringen 67, 69 ab. Sein anderes Ende ist an einen Zwischenhebel 78 angelenkt, der an einem Ende eine Rolle 79 trägt, am andern Ende über eine Stange 80 und einen Hilfshebel 81 mit der Welle 62 verbunden ist. EinStift 82 des Zwischenhebels 78 greift in das Langloch 83 einer Stange 84, die an einen mit der Welle 74 verbundenen Hebel 85 angelenkt ist. Auf dem aus dem Gehäuse 1 herausragenden Ende der Welle 74 ist ein Hebel 86 befestigt ; er hat einen Anschlag 87, gegen den sich das freie Ende des Geberhebels 12 legt.
Bei der dargestellten Lage der Teile ist der Schalthebel 73 so eingestellt, dass der Umfang des Hubringes 69 im wesentlichen konzentrisch zur Achse der Hubwelle 6 liegt, so dass sich deren Drehung nicht auf die Regeleinrichtung auswirkt. Der Pflug 13 ist in den Boden gesenkt und wird von dem Schlepper gezogen ; dadurch übt er eine bestimmte Kraft auf den Lagerteil10 des Gebers aus, so dass der Geberhebel 12 eine bestimmte Schwenkbewegung ausführt und dadurch den Zwischenhebel 78 und über die Stange 80 die Welle 62 mit dem Hebel 63 in eine bestimmte Lage bringt. Nach der Fig. 1 ist der Verstellhebel 60 auf eine grössere Arbeitstiefe als die im Augenblick herrschende eingestellt worden.
Der Keil 61 wurde daher nach oben bewegt, so dass sich der Anschlag 65 nach rechts bewegen konnte ; der Vorsteuerschieber 39 wurde daher von der Feder 66 aus seiner Neutrallage nach rechts verschoben. Er stösst mit seiner Nase 58 den Schliesskegel 54 auf, so dass Druckmittel aus dem Hubzylinder durch die Arbeitsleitung 21, den Ka- . nal 52, die Zwischenkammer 50, die Kammer 47 und den Kanal 48 zur Rücklaufleitung 22 und ins Innere
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des Gehäuses 1 abströmen kann. Dadurch sinkt der Pflug tiefer in den Boden. Gleichzeitig wirkt der Druck des von der Pumpe 18 geförderten Öls von der Leitung 29 über die Ringnut 37, die Ringnut 40 und den
Kanal 41 auf das linke Ende des Steuerschiebers 43 in der Bohrung 42.
Der Steuerschieber wird dadurch in seine rechte Endlage verschoben, in welcher seine Querbohrung 45 über die Querlöcher 49 eine Verbindung von der Ringnut 37 zu der Kammer 47 herstellt, so dass die von der Pumpe 18 geförderte Flüssigkeit im wesentlichen drucklos abströmen kann.
Durch das zunehmende Einsinken des Pfluges in den Boden wächst die Zugkraft ; der Geberhebel 12 schwenkt daher nach rechts, zieht die Stange 80 nach links und verschwenkt den Hebel 63 so, dass sein
Anschlag 64 mit Hilfe des Keils 61 den Vorsteuerschieber 39 nach links führt. Hat die Zugkraft einen Wert erreicht, welcher der Einstellung des Verstellhebels 60 entspricht, so hat die Nase 58 des Vorsteuerschie- bers den Schliesskegel 54 freigegeben, so dass kein Öl mehr aus dem Hubzylinder abströmen kann. Der
Pflug wird daher hydraulisch über den Kolben 3 in seiner Lage gehalten. Das von der Pumpe geförderte Öl fliesst weiterhin durch den Steuerschieber 43 ab.
Wird der Zugwiderstand kleiner, so verschwenkt sich der Geberhebel entgegen dem Uhrzeigersinn. der Hebel 63 schwenkt im Uhrzeigersinn und verstellt erneut den Vorsteuerschieber 39 in die gezeichnete
Lage, bis die Zugkraft wieder den gewünschten Wert hat.
Wird umgekehrt der Zugwiderstand grösser, so schwenkt der Geberhebel 12 über das Regelgestänge den
Hebel 63 entgegen dem Uhrzeigersinn. Dadurch wird der Vorsteuerschieber 39 nach links bewegt und seine
Ringnut 40 tritt nach links über die Steuerkanten 35 und 38 hinaus. Die Ringnut ist daher von der Ring- nut 37 getrennt und wird über das linke Ende der Steuerbohrung 34 entlastet. Der Steuerschieber 43 rückt unter dem Einfluss der Feder 43 in seine linke Endlage und sperrt dieQuerlöcher 49 ab. Das von der Pumpe gelieferte Öl kommt daher unter Druck, öffnet das Rückschlagventil 51 und dringt in den Hubzylinder 2, wo es den Kolben 3 nach links schiebt, wodurch dieser den Pflug anhebt.
Infolgedessen nimmt die Zugkraft wieder ab und das Gestänge kehrt in die vorige Lage zurück, so dass der Vorsteuerschieber in die Neutralstellung zurückkehrt, in welcher der Hubzylinder 2 abgeschlossen ist.
Wird eine andere Zugkraft gewünscht, so wird der Verstellhebel 60 in eine andere Lage gebracht. Der Keil 61 verändert dadurch den Abstand zwischen den Anschlägen 64 und 65, und die vorstehend beschriebenen Regelbewegungen bewirken nun in entsprechender Weise, dass eine andere Zugkraft durch Nachregeln der Arbeitstiefe des Pfluges aufrecht erhalten wird. Der Keil verlegt also den Sollwert der Kraft, und die Regeleinrichtung sorgt durch Betätigen des Steuergerätes dafür, dass dieser Sollwert auch bei wechselnden äusseren Einflüssen aufrecht erhalten wird.
Verschwenkt man den Schalthebel 73 entgegen dem Uhrzeigersinn, so kommt der Hubring 69 in eine exzentrische Lage. Er legt sich gegen die Rolle 79 und hebt den Stift 82 vom Ende des Langloches 83 ab.
Auf das Regelgestänge wirkt dann nicht mehr die Bewegung des Geberhebels 12 ein, sondern die Lage des Hubringes 69. Das bedeutet, dass nunmehr die Drehlage der Hubwelle 6 und die Höhe des mehr oder weniger angehobenen Pfluges 13 den Ausgangswert für dieRegelbewegung bilden. Einer bestimmten Stellung des Verstellhebels 60 entspricht eine bestimmte Pflughöhe. Wird er auf"Heben" (entgegen dem Uhrzeigersinn) geschwenkt, so schiebt sich der Keil 61 nach unten und bewegt bei zunächst feststehendem Hebel 63 den Vorsteuerschieber 39 nach links.
Dadurch wird auf die vorstehend beschriebene Weise Drucköl zum Hubzylinder 2 geleitet und der Pflug so lange angehoben, bis der Hubring 69 durch Verschwenken des Hebels 76 und des Zwischenhebels 78 die Stange 80 so weit nach rechts geführt hat, dass der Anschlag 64 des Hebels 63 nach rechts geschwenkt ist und der Vorsteuerschieber 39 wieder in die neutrale Lage zurückkehrt. Der Keil 61 schwenkt bei diesen Vorgängen um seinen Anlenkpunkt. Sollte der Pflug, z. B. durch Undichtigkeiten am Hubkolben 3, unter eine der Lage des Verstellhebels 60 entsprechende Stellung sinken, so wirkt das vom Hubring 69 bewegte Regelgestänge über den Keil 61 auf den Vorsteuerschieber so ein, dass der Pflug wieder in die gewünschte Lage gehoben wird.
Durch Schwenken des Verstellhebels 60 in eine andere Lage wird der Sollwert der Lageregelung für den Pflug auf den gewünschten Wert eingestellt ; dasRegelgestänge sorgt lageabhängig dafür, dass jedeAb- weichung des Pfluges von der gewünschtenLage auf Grund äussererEinflüsse durch Beeinflussen des Steuergerätes wieder ausgeglichen wird. Das Regelgestänge und der Verstellhebel 60 wirken also unabhängig voneinander und überlagerbar auf den Vorsteuerschieber 39 ein. Die Überlagerungseinrichtung ist auf kleinem Raum in der Kammer 47 des Gehäuses des Steuergerätes zusammengefasst, so dass sie weder das Anflanschen des Steuergerätes 20 an das Gehäuse 1 noch das Ansetzen der zusätzlichen Steuergeräte 26,27 beeinträchtigt.
Werden die zusätzlichen Steuergeräte 26,27 nicht benötigt, so kann der Deckel 28 unmittelbar an das Steuergerät 20 angeschraubt werden, wodurch die Leitungen 25 und 29 unmittelbar miteinander verbunden sind.
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Die beschriebene Überlagerungseinrichtung lässt sich auch für andere Regeleinrichtungen verwenden, bei denen an Stelle der Zugkraft oder der Drehlage einer Welle von beliebigen andem zu regelnden Erscheinungen herrührende Einflüsse ein Regelgestänge betätigen, das abhängig von der Einstellung eines Verstellhebels einen bestimmten Zustand dieser EinflUsse oder Erscheinungen herstellen oder aufrecht erhalten soll.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydraulisches Steuergerät für eine Regeleinrichtung, auf dessen verschiebbares Steuerglied ein zum Einstellen eines Sollwertes beliebig verschwenkbarer Hebel und ein den tatsächlich erreichten Wert übermittelnde Gestänge überlagerbar einwirken, insbescndere für Kraftheber an Bodenbearbeitungsgeräte tragenden Schleppern, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen sich im wesentlichen in Gleitrichtung bewegenden Anschlägen (65,64) des Steuergliedes (39) und des Gestänges (80,63) ein den Abstand zwischen den Anschlägen bestimmender Keil (61) eingefügt ist, der mit Hilfe des verstellbaren Hebels (60) im wesentlichen quer zu der Bewegungsrichtung der Anschläge verschiebbar ist.