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Steuereinrichtung für das hydraulische Hubwerk von Ackerschleppern
Die Steuereinrichtung des hydraulischen Hubwerkes eines Ackerschleppers weist in der Regel ein mit einem Handschalthebel versehenes Hydraulik-Steuergerät auf, das je nach der Stellung eines Vorwählhebels entweder von der Hubarmwelle oder von einem sich nach der Belastung des oberen Hubwerklenkers gegen
Federkraft einstellenden Schubteil selbständig betätigt wird. Je nach der Stellung des Vorwählhebels ergibt sich dann die sogenannte Zugkraftsteuerung, bei der das an die Lenker des Hubwerkes angebaute
Arbeitsgerät, insbesondere ein Pflug, bei Erhöhung der Bodendichte oder beim Auftreffen auf ein Hindernis zur Verringerung der Arbeitstiefe angehoben wird, bis die Zugbelastung, die sich als Belastung des oberen
Hubwerklenkers auswirkt, wieder ihren vorbestimmten Grad erreicht hat.
Sinkt die Zugkraft auf Grund veränderter Bodenverhältnisseunter den vorbestimmten Wert, wird der Pflug od. dgl. wiederabgesenkt. In der andern Stellung des Vorwählhebels findet die sogenannte Lagesteuerung statt, d. h. das angebaute Gerät wird stets relativ zum Schlepper in einer gewählten Höhenlage gehalten. Sollten die Hubarme, beispielsweise zufolge von Leckverlusten, abwärtsschwenken, so wird diese Drehbewegung der Hubarmwelle in eine solche
Verstellung des Steuergerätes umgewandelt, dass sofort eine Hubbewegung einsetzt und das Gerät wieder in die gewünschte Höhenlage zurückkehrt. Mit dem Handschalthebel des Steuergerätes wird jede Hub- und
Senkbewegung eingeleitet und zugleich, bei Lagesteuerung, die gewünschte Höhenlage bzw. Arbeitstiefe des Gerätes eingestellt.
Üblicherweise ist für die Versorgung des hydraulischen Hubwerkes mit Drucköl eine Zahnradpumpe vorgesehen. Das Hydraulik-Steuergerät liegt dann zwischen der Zahnradpumpe und dem Hubzylinder des Hubwerkes, wobei es zur Schonung der Zahnradpumpe zweckmässig und vorteilhaft ist, das Steuergerät so auszubilden, dass eine möglichst drosselfreie Sprungschaltung stattfindet. Die Sprungschaltung hat auch den weiteren Vorteil, dass bei Zugkraftsteuerung jede Änderung der Zugkraft praktisch sofort in ein Heben oder Senken des Arbeitsgerätes umgesetzt, die Zugkraft also tatsächlich weitgehendst konstantgehalten wird.
Würde dagegen mit Drosselsteuerung gearbeitet werden, so hätte dies nicht nur ungünstige Rückwirkungen auf die Zahnradpumpe und Ölerwärmungen zur Folge, es würde vielmehr auch das Heben und Senken des Arbeitsgerätes nur allmählich stattfinden, wobei während dieses allmählichen Hebens und Senkens die Zugkraft längere Zeit hindurch über- oder unterschritten wird. Die Sprungschaltung hat aber auch den Nachteil, dass alle Steuer- und Bewegungsvorgänge mehr oder weniger schlagartig vor sich gehen, was sich in Schwingungen und in für den Fahrer unangenehmen Erschütterungen auswirken kann.
Es ist auch schon bekannt, das Hydraulik-Steuergerät in der Weise auszubilden, dass eine wegabhängige Mengenteilung des dem Hubzylinder zufliessenden Olstroms stattfindet. Je grösser also der Weg des sich nach der Belastung des oberen Hubwerklenkers einstellenden Schubteiles ist, desto grösser ist auch die Olmenge, die vom Steuergerät dem Hubzylinder zugeleitet wird, während die jeweilige Restmenge mehr oder weniger gedrosselt in den ölvorratsbehälter abfliesst. Da die Zahnradpumpe in diesem Fall nur hinsichtlich der rückfliessenden Restmenge gegen eine Drossel arbeitet, bleibt die Pumpenbeanspruchung und Olerwärmung in einem unschädlichen Ausmass.
Es tritt hier aber wieder der Nachteil auf, dass die Bewegungsvorgänge des Hubwerkes längere Zeit beanspruchen, in welcher Zeitspanne das konstant zu haltende Mass der Zugkraft über- oder unterschritten wird.
Schliesslich ist es bekannt, in der Pumpendruckleitung vor dem Hydraulik-Steuergerät ein einstellbares
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Mengenteilventil anzuordnen, wobei das Steuergerät nach dem Prinzip. der drosselfreien Sprungschaltung arbeitet. Stellt der Fahrer fest, dass die Steuerung zu hart erfolgt, so kann er das Mengenteilventil verstellen, so dass dem Hubzylinder nur ein Teil der gesamten Ölfordermenge zugeführt und eine weichere Steuerung erreicht wird. Es steht dann aber für alle sonstigen Steuervorgänge, also beispielsweise für die Lagesteuerung oder für das an sich rasch zu erfolgende Ausheben des Gerätes auf volle Hubhöhe, auch nur die Teilfördermenge zur Verfügung, es sei denn, dass der Fahrer vorher wieder eine Rückverstellung des Mengenteilventiles vornimmt.
Ein solches Verstellen des Mengenteilventiles zur Anpassung an die jeweilige Betriebsbedingung kann jedoch in der Regel dem Fahrer nicht zugemutet werden. Da das Mengenteilventil unmittelbar hinter der Zahnradpumpe liegt, wird es dauernd durchflossen und es findet bei Mengenteilung eine dauernde Drosselung der rückfliessenden Teilmenge statt, was mit erhöhter Pumpenbelastung und Ölerwärmung verbunden ist.
Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, alle diese Mängel zu beseitigen und eine Steuereinrichtung zu schaffen, bei der unter weitgehender Schonung der Zahnradpumpe während der Einstellung auf Zugkraftsteuerung die Heb- und Senkvorgänge zur möglichsten Konstanthaltung der Zugkraft rasch vor sich gehen, ohne aber zu harte und für den Fahrer unangenehme Steuervorgänge vorauszusetzen,
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volle Ölfördermenge zur Verfügung steht.
Ausgehend von einer Steuereinrichtung für das hydraulische Hubwerk von Ackerschleppern, bei der ein zwischen der Zahnradpumpe und dem Hubzylinder angeordnetes, nach dem Prinzip der drosselfreien
Sprungschaltung arbeitendes, mit einem Handschalthebel versehenes Hydraulik-Steuergerät je nach der
Stellung eines Vorwählhebels entweder zur Lagesteuerung von der Hubarmwelle oder zur Zugkraftsteuerung von einem sich nach der Belastung des oberen Hubwerklenkers gegen Federkraft einstellenden Schubteil selbständig betätigbar ist, wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in der Leitung vom
Steuergerät zum Hubzylinder ein Mengenteilventil eingebaut ist, das dem Hubzylinder nur eine gleichbleibende Teilmenge des vom Steuergerät kommenden Flüssigkeitsstromes zuleitet, die Restmenge sowie den Rückstrom vom Hubzylinder aber abfliessen lässt.
Da also dem Hubzylinder bei jedem
Steuervorgang nur eine stets gleiche Teilmenge der gesamten Pumpenfördermenge zugeführt wird, das
Steuergerät aber nach dem Prinzip der Sprungschaltung arbeitet, werden einerseits die gewünschten kurzzeitigen Heb- und Senkbewegungen erreicht, anderseits aber harte Schläge und Stösse, die zu
Schwingungen führen könnten, vermieden. Die dem Hubzylinder nicht zugeteilte Restmenge fliesst zwar mehr oder weniger gedrosselt ab, doch handelt es sich dabei eben nur um eine Restmenge, so dass eine zu starke ölerwärmung oder Pumpenbeanspruchung nicht zu befürchten ist, zumal der gedrosselte Abfluss nicht dauernd, sondern je nach den Steuervorgängen nur fallweise erfolgt.
Da der Rückfluss vom Zylinder her ungehindert vor sich gehen kann, bleibt die Funktionsfähigkeit des vorgeordneten Hydraulik-Steuergerätes voll erhalten und es wird lediglich die dem Hubzylinder zukommende Ölmenge vermindert.
Um den freien Rückstrom vom Hubzylinder durch das Mengenteilventil zu ermöglichen, ist im Schieber des Mengenteilventils ein federbelasteter Ventilkörper vorgesehen, der einen im Schieber angeordneten Verbindungskanal zwischen den zum Steuergerät einerseits und zum Hubzylinder anderseits führenden Leitungsabschnitten sperrt und sich bei einsetzendem Rückstrom vom Hubzylinder gegen die Federkraft von seinem Sitz abhebt.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist ein im Gehäuse des Mengenteilventils gelagerter, den Ventilkörper im Schieber fallweise von seinem Sitz abhebender Druckstift vorgesehen, der über ein Gestänge und eine auf der Welle des Handschalthebels sitzenden Nocke beim Verschwenken dieses Hebels in die der höchsten Hubarmlage entsprechenden Stellung im Sinne des Abhebens des Ventilkörpers verschiebbar ist.
Soll das Arbeitsgerät voll ausgehoben werden, sollen also die Hubarme ihre höchste Schwenkstellung erreichen, und wird dementsprechend der Handschalthebel verschwenkt, so wird gleichzeitig der Ventilkörper im Schieber des Mengenteilventils von seinem Sitz abgehoben und dadurch der unmittelbare Verbindungskanal zwischen dem zum Steuergerät einerseits und zum Hubzylinder anderseits führenden Leistungsabschnitten freigegeben und das Mengenteilventil dadurch ausser Funktion gesetzt, so dass der Hubvorgang mit voller Ölmenge und dementsprechend in wünschenswerter Weise rasch erfolgt.
Erfindungsgemäss besitzt das Gestänge auch eine Bewegungsspiel zulassende Verbindung zum Vorwählhebel, so dass der Druckstift beim Verschwenken des Vorwählhebels auf Lagesteuerung im Sinne des Abhebens des Ventilkörpers von seinem Sitz verschoben wird, das Mengenteilventil also auch bei Lagesteuerung ausser Funktion gesetzt ist. Durch das Bewegungsspiel in der Verbindung des Gestänges zum Vorwählhebel kann bei auf Zugkraftsteuerung stehendem Vorwählhebel das Gestänge im notwendigen Masse ungehindert bewegt werden.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, u. zw. zeigen Fig. l die
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wesentlichen Teile der Steuereinrichtung in Seitenansicht, wobei das Steuergerät zum Teil weggebrochen ist, und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. l, wobei allerdings das Hydraulik-Steuergerät nur in Ansicht dargestellt ist.
Zwischen der nicht dargestellten Zahnradpumpe und dem ebenfalls nicht dargestellten Hubzylinder des
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Hubarmwelle oder von einem sich nach der Belastung des oberen Hubwerklenkers gegen Federkraft einstellenden Schubteil über ein Gestänge, das der besseren Übersichtlichkeit halber weggelassen ist, selbständig betätigt. Vom Hydraulik-Steuergerät --2-- führt eine Leitung --4,5-- über ein Mengenteilventil --6-- zum Hybzylinder.
Das Mengenteilventil-6-besitzt einen Schieber-7-, in
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den Leitungsabschnitt --4-- frei, so gelangt das Öl über eine Abflachung --11-- des Schieber s--7-in den Leitungsabschnitt-5-, aber auch durch den Kanal -10--, in dem der Ventilkörper --8-lediglich mit Längsleisten geführt ist, zur rechten Stirnseite des Schiebers --7--, auf die eine Feder - drückt. überschreitet die in der Zeiteinheit geförderte ölmenge jene Menge, die durch die Abflachung --11-- weiterströmen kann, so steigt der Druck im Raum --13-- vorm Ventilkörper - an und der Schieber --7-- verschiebt sich gegen die Kraft der Feder --12-- und den auf seine rechte Stirnseite wirkende öldruck nach rechts.
Das überflüssige öl kann dann an der Kante--14-vorbei
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dann der Druck im Leitungsabschnitt --5-- vom Hubzylinder her und es wird der Ventilkörper--8-- gegen die verhältnismässig schwache Feder --9-- von seinem Sitz abgehoben, so dass das öl aus dem
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den Verbindungskanal--10--,--4-- und das Steuergerät-2-abfliessen kann.
Auf der Welle des Handschalthebels-l-sitzt eine Nocke --16--, an der ein Hebel--17-anliegt, auf dessen Welle --18-- ein weiterer Hebel --19-- drehfest gelagert ist. Der Hebel--19--
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--20-- in- zwischen den Leitungsabschnitten --4,5-- freigegeben und das Mengenteilventil--6-- ausser Funktion gesetzt ist. Wird der Vorwählhebel --3-- aus der dargestellten, der Zugkraftsteuerung entsprechenden Lage nach links verschwenkt, so erfolgt auf dem letzten Teil der Bewegung die Mitnahme der Stange-21-, die am Hebel--19-- angreift, so dass auch in diesem Falle der Ventilkörper --8- über den Druckstift --20-- von seinem Ventilsitz abgehoben wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Steuereinrichtung für das hydraulische Hubwerk von Ackerschleppern, bei der ein zwischen der Zahnradpumpe und dem Hubzylinder angeordnetes, nach dem Prinzip der drosselfreien Sprungschaltung arbeitendes, mit einem Handschalthebel versehenes Hydraulik-Steuergerät je nach der Stellung eines Vorwählhebels entweder zur Lagesteuerung von der Hubarmwelle oder zur Zugkraftsteuerung von einem sich nach der Belastung des oberen Hubwerklenkers gegen Federkraft einstellenden Schubteil selbständig
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Hubzylinder ein Mengenteilventil (6) eingebaut ist, das dem Hubzylinder nur eine gleichbleibende Teilmenge des vom Steuergerät kommenden Flüssigkeitsstromes zuleitet, die Restmenge sowie den Rückstrom vom Hubzylinder aber abfliessen lässt.
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