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Erdbearbeitungs- oder Lademaschine
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anfällig und bedürfen einer laufenden intensiven Wartung und Pflege, so dass sie eine beträchtliche Er- höhung der Anlage- und Betriebskosten verursachen und ausserdem für Erdbearbeitungs- und Ladema- schinen mit ihren rauhen Arbeitsbedingungen wenig geeignet sind.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Steuer-und Regeleinrichtungen besteht darin, dass sie zwangsläufig eine mehr oder weniger starke Drosselung der einzelnen Teilströme bewirken, was insbe- sondere bei höheren Drücken, grösseren Fördermengen und grösseren Fördergeschwindigkeiten mit gro- ssen Energieverlusten und einer starken Erwärmung der Druckflüssigkeit verbunden ist, wodurch der Wir- kungsgrad derartiger hydraulischer Anlagen erheblich verschlechtert wird.
Aus diesen Gründen werden die vorstehend beschriebenen Steuer-und Regeleinrichtungen, insbesondere bei hydraulisch angetriebenen Erdbearbeitungs- und Lademaschinen, in der Praxis kaum verwendet. Vielmehr zieht man es wegen ihrer vorstehend geschilderten Nachteile in der Regel vor, für jeden Teilförderstrom eine gesonderte Druckflüssigkeitspumpe vorzusehen, so dass mehrere, völlig voneinander getrennte Arbeitsstromkreise mit selbständigen Pumpen gebildet werden, die lediglich von einem gemeinsamen Antriebsmotor, beispielsweise einem Brennkraftmotor, angetrieben werden.
Diese zweite bekannte Möglichkeit zur Erzeugung von sich gegenseitig nicht beeinflussenden Arbeitsstromkreisen innerhalb einer Erdbearbeitungs- oder Lademaschine ist zwar weniger störanfällig und weniger empfindlich gegen rauhe Arbeitsbedingungen als die zuvor behandelte Methode, sie ist jedoch infolge der Verwendung mehrerer Druckflüssigkeitspumpen, die jeweils für den grössten Energiebedarf der einzelnen Teilstromkreise ausgelegt sein müssen, in den Anlagekosten verhältnismässig teuer. Ausserdem lassen sich bei dieser bekannten Bauweise relativ grosse Leerlauf-Verluste nicht vermeiden, da während des Betriebes in der Regel sämtliche Druckflüssigkeitspumpen ständig angetrieben sein müssen, aber nur äusserst selten eine gleichzeitige Beaufschlagung aller Verbrauchsstellen der Maschine erforderlich ist.
Anderseits ist es jedoch erforderlich, für die seltenen Fälle, dass sämtliche Verbrauchsstellen gleichzeitig Druckflüssigkeit benötigen, eine ausreichend grosse Antriebsenergie zur Verfügung zu halten. Infolgedessen muss für jede Druckflüssigkeitspumpe bzw. jeden Teilförderstrom ein entsprechender Teil der Gesamtleistung des Antriebsmotors vorgesehen werden, der dem maximalen Energiebedarf der entsprechenden Pumpe bzw. des zugeordneten Teilstromkreises entspricht, so dass eine sehr starke Dimensionierung der Antriebsmotoren erforderlich ist. Da jedoch-wie bereits erwähnt-nur in Ausnahmefällen des praktischen Betriebes an allen Verbrauchsstellen gleichzeitig deren maximaler Energiebedarf benötigt wird, ist der Antriebsmotor nur äusserst selten voll belastet.
Die Verwendung mehrerer Druckflüssigkeitspumpen bzw. die aus den vorerwähnten Gründen notwendige Überdimensionierung des Antriebsmotors führen zu einer wesentlichen Verteuerung derartiger Erdbearbeitungs- und Lademaschinen und haben ausserdem eine entsprechende Vergrösserung ihrer Ab-
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wird.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese den bekannten Erdbearbeitungs- oder Lademaschinen mit vollhydraulischem Antrieb anhaftenden Nachteile zu vermeiden und unter Verwendung einer einzigen motorisch angetriebenen Druckflüssigkeitspumpe mit mehreren Pumpenzylindern oder Pumpenkammern für sämtliche Verbrauchsstellen der Maschine eine Unterteilung des von der Pumpe erzeugten Förderstromes in mehrere, sich gegenseitig in ihren Grundeigenschaften nicht beeinflussende Teilströme zu ermöglichen, ohne die vorstehend beschriebenen, komplizierten und kostspieligen sowie störanfälligen Steuer-und Regeleinrichtungen verwenden zu müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mindestens der Druckschlitz des Steuerorgans (Steuerrohr oder Steuerspiegel) der rohr- oder spiegelgesteuerten Druckflüssigkeitspumpe in Drehrichtung ihres Kolben- bzw. Flügelträgers in an sich bekannter Weise in zwei oder mehr voneinander getrennte Teilschlitze unterteilt ist, die unter Vermeidung jeglicher druckmittelleitender Verbindung mit dem Saugschlitz an mindestens zwei voneinander getrennte und zu mindestens zwei verschiedenen, ausserhalb der Pumpe befindlichen Verbrauchsstellen führende Teilförderleitungen angeschlossen sind, derart, dass die Gesamtförderung der Druckflüssigkeitspumpe durch die Teilschlitze des Druckschlitzes in zwei oder mehr voneinander getrennte Teilförderströme unterteilt wird, die in ihren Grundeigenschaften (Förderdruck,
Fördermenge und Fördergeschwindigkeit) voneinander unabhängig sind und durch die Teilförderleitungen unabhängig voneinander der Pumpe entnommen werden können. Im Gegensatz zu den bekannten Maschinen mit Erzeugung mehrerer Teilförderströme durch eine gemeinsame motorisch angetriebene Druckflüssigkeitspumpe werden bei der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Erdbearbeitungs- oder Lademaschine allein durch eine entsprechende Ausbildung des Steuerrohres oder des Steuerspiegels, d. h.
in der Pumpe sowie unter Verzicht auf die bislang erforderlichen komplizierten Steuer- und Regeleinrichtungen, zwei oder
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mehr voneinander unabhängige Teilförderströme erzeugt, die sich insbesondere hinsichtlich ihres För- derdruckes, ihrer Fördermenge und Fördergeschwindigkeit in keiner Weise zu beeinflussen vermögen.
Infolgedessen ist es möglich, mit den auf diese Weise erzeugten, voneinander unabhängigen Teilför- derströmen die einzelnen Verbrauchsstellen der Erdbearbeitungs-bzw. Lademaschine, d. h. die einzel- nen dem Fahrwerk zugeordneten Druckflüssigkeitsmotoren und die dem bzw. den Arbeitsgeräten zuge- ordneten hydraulischen Arbeitszylinder anzutreiben, ohne dass sich die einzelnen Teilförderströme auch bei stärkeren Schwankungen des Leistungsbedarfes der einzelnen Verbrauchsstellen, wie sie gerade bei Erdbearbeitungs- oder Lademaschinen ständig auftreten, gegenseitig zu beeinflussen vermögen.
Hie- durch ergibt sich gegenüber den eingangs behandelten hydraulischen Antriebssystemen nicht nur eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung, sondern auch eine erhebliche Verbesserung der Betriebssicherheit, verbunden mit einer wesentlichen Vereinfachung der laufenden Überwachung und Wartung.
Ausserdem lassen sich gemäss der Erfindung ausgebildete Erdbearbeitungs- oder Lademaschinen auch unter schwierigsten Arbeitsbedingungen einsetzen, bei denen sie bislang wegen der verhältnismässig empfindlichen und störungsanfälligen Steuer- und Regelvorrichtungen nicht verwendet werden konnten. Gegenüber den bekannten Bauarten zeichnet sich die erfindungsgemäss vorgeschlagene Maschine ferner durch eine beträchtliche Gewichtsersparnis und eine erhebliche Verringerung der Abmessungen ihrer Antriebsteile aus.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Unterteilung der Gesamtförderung der Druckflüssigkeitspumpe in einzelne Teilförderströme besteht in dem ausserordentlich gleichmässigen Fliessen und Pulsieren der Teilförderströme. Der Grund hiefür liegt darin, dass bei der Ausbildung der Maschine nach der Erfindung sämtliche insgesamt vorhandenen Kolben bzw. Flügel der Druckflüssigkeitspumpe auf jeden der Teilförderströme nacheinander einwirken, so dass die Frequenz der auf jeden Teilförderstrom einwirkenden Druckstösse entsprechend hoch ist.
Bei einer als Speisepumpe für Ölbrenner dienenden Axialkolbenpumpe ist es an sich bekannt, den Druckschlitz des Steuerspiegels in Drehrichtung des Kolbenträgers in zwei nebeneinander angeordnete, aber voneinander getrennte Teilschlitze zu unterteilen, an die auch zwei verschiedene Leitungen angeschlossen sind. Bei dieser Pumpe handelt es sich um eine ein-im Höchstfalle zweizylindrige Speisepumpe für Ölbrenner, die in der Lage ist, besonders kleine, regelbare Brennstoffmengen dem Ölbrenner zuzuführen. Die von dieser Pumpe geförderten sehr geringen Flüssigkeitsmengen sind jedoch bei weitem zu klein, um hydraulische Arbeitsmaschinen von selbst sehr geringer Leistung, geschweige denn hydraulisch angetriebene Erdbearbeitungs-oder Lademaschinen anzutreiben.
Hiefür werden Fördermengen benötigt, die weit mehr als 10 000 mal grösser sind als die Fördermengen, welche mit der bekannten Speisepumpe maximal erreichbar sind. Sinngemäss das gleiche gilt auch für die mit der bekannten Speisepumpe erzielbaren Flüssigkeitsdrücke, die sich nur auf einen geringen Bruchteil der für den Antrieb von hydraulisch angetriebenen Erdbearbeitungs-oder Lademaschinen notwendigen Drücke belaufen. Ausserdem pulsieren infolge der geringen Anzahl der Zylinder dieser bekannten Speisepumpe die von ihr geförderten Flüssigkeitsströme ausserordentlich stark und ungleichmässig.
Derartig stark pulsierende Druckflüssigkeitsströme sind jedoch für die Verwendung bei hydraulisch angetriebenen Erdbearbeitungs- oder Lademaschinen ausserordentlich störend und wirken sich ausserdem nachteilig auf die an die Pumpe angeschlossenen Verbraucher sowie deren Schalt- und Steuereinrichtungen aus.
Bei der bekannten Speisepumpe besteht ausserdem die Gefahr, dass es beim Ansaugen der Flüssigkeit durch die Pumpenkolben zu starken Schwankungen der angesaugten Flüssigkeitsmenge kommt, was sich naturgemäss sehr nachteilig in einer stark schwankenden Fördermenge auswirkt. Der Grund hiefür besteht vor allem darin, dass der Saughub des Kolbens nicht zwangsläufig von mechanischen Führungen verursacht wird, sondern lediglich durch die Federkraft von dem Kolben zugeordneten Druckfedern.
Da diese Druckfedern nur eine begrenzte Federkraft aufzubringen vermögen, kann beispielsweise infolge einer durch Verschmutzung bedingten Vergrösserung des beim Kolbenhub zu überwindenden Reibungswiderstandes oder aber bei einer Vergrösserung der Saughöhe der Pumpe der Fall eintreten, dass die Kraft der Druckfedern nicht ausreicht, um den Kolben bis in seine Endstellung zu bewegen, was zu erheblichen Schwankungen der Fördermenge der Pumpe führt.
Abgesehen hievon ist bei dieser bekannten Speisepumpe für Ölbrenner der Druckschlitz des Steuerspiegels streng genommen nicht in zwei voneinander getrennte Teilschlitze unterteilt. Vielmehr ist der in Drehrichtung gesehene vordere Teil des Druckschlitzes über eine besondere Kurzschlussleitung direkt mit dem Saugschlitz verbunden, so dass diese beiden Schlitze praktisch wie ein einziger durchgehender Saugschlitz wirken. Lediglich der in Drehrichtung hintere Teil des Druckschlitzes ist mit einer aus der Pumpe herausführenden Druckleitung versehen, so dass bei dieser bekannten Speisepumpe nur ein ein-
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ziger zu dem Ölbrenner führender Förderstrom erzeugt wird.
Bei der den vorderen Teil des Druck- schlitzes mit dem Saugschlitz verbindenden Leitung handelt es sich dagegen um eine praktisch druck- lose Kurzschluss-oder Rückströmleitung.
Abgesehen hievon dient die Unterteilung des Druckschlitzes dieser bekannten Speisepumpe für Öl- brenner einem völlig andern Zweck als die erfindungsgemäss vorgeschlagene Unterteilung des Druck- schlitzes des Steuerorgans einer Druckflüssigkeitspumpe für eine Erdbearbeitungs- oder Lademaschine.
Bei Speisepumpen für Ölbrenner, u. zw. speziell bei solchen mit einer sehr kleinen Förderleistung, ist es ausserordentlich schwierig, die dem Ölbrenner durch eine solche Pumpe zugeführte Ölmenge ge- nau zu dosieren. Um diese Schwierigkeiten, die bei einer Druckflüssigkeitspumpe für eine Erdbearbei- tungs-oder Lademaschine nicht die geringste Rolle spielen, zu beheben, wird bei der zum Stande der
Technik gehörenden Speisepumpe von der von dem Pumpenkolben angesaugten Fördermenge auf dem ersten Teil seines Druckhubes von der im Pumpenzylinder befindlichen relativ gesehen erheblich schwankenden Ölmenge gerade so viel abgezweigt und zur Saugseite der Pumpe zurückgeführt, dass die hiernach im Pumpenzylinder noch verbleibende Ölmenge genau der gegebenenfalls einstellbaren Men- ge entspricht, die dem Ölbrenner zugeführt werden soll.
Auf diese Weise soll erreicht werden, dass sich alle Schwankungen in der Zylinderfüllung der Pumpe bzw. alle Leckverluste möglichst nur auf die vor der Verbindung der Pumpenzylinder mit der zum Ölbrenner führenden Druckleitung abgezweigte und im
Kurzschluss zur Saugseite der Pumpe zugeführte Ölmenge auswirken, dagegen möglichst ohne Einfluss sind auf die hiernach im Pumpenzylinder verbleibende und in die einzige Druckleitung gelangende Öl- menge.
Sofern diese bekannte Speisepumpe für Ölbrenner mehr als einen Verbraucher mit Druckflüssigkeit versorgen soll, ist bei ihr ebenso wie bei den weiter oben behandelten bekannten hydraulischen Antrie- ben für Erdbearbeitungs- und Lademaschinen für die Erzeugung von in ihren Grundeigenschaften wenig- stens einigermassen voneinander unabhängigen Teilförderströmen die Verwendung von komplizierten, kostspieligen und überdies sehr störungsanfälligen Steuer-und Regeleinrichtungen erforderlich.
Bei einer zweckmässigen Ausführungsform der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Erdbearbeitungs- oder Lademaschine sind die Teilschlitze eines jeden Steuerschlitzes durch mit Dichtflächen versehene
Trennstege voneinander getrennt, welche an der dem Steuerschlitz zugeordneten Dichtfläche des Kolben-bzw. Flügelträgers der Pumpe dichtend geführt sind. Durch eine derartige Unterteilung des Druckschlitzes des Steuerrohres bzw. des Steuerspiegels in mehrere in Drehrichtung des Kolben- bzw.
Flügelträgers aufeinander folgende sowie dichtend voneinander getrennte Teilschlitze erreicht man, dass jeder dieser Teilschlitze als ein von den übrigen Teilschlitzen völlig unabhängiger Druckschlitz wirkt, so dass die diesem Teilschlitz zugeführte Druckflüssigkeitsmenge einen völlig selbständigen Teilförderstrom bildet, der in seinem Druck, seiner Fördermenge und seiner Fördergeschwindigkeit von den den übrigen Teilschlitzen zugeordneten Teilförderströmen völlig unabhängig ist. Bei der Drehbewegung des Kolbenbzw. Flügelträgers wirkt jeder Pumpenzylinder bzw. jede Pumpenkammer nacheinander auf jeden Teilschlitz des Steuerorgans ein, wobei jedoch auf jeden Teilschlitz nur ein bestimmter, bei allen Zylindern bzw. Kammern der Pumpe jedoch gleicher Teil des Druckhubes ihrer Kolben bzw. Flügel entfällt.
Infolgedessen ist die Frequenz der Druckhübe in den einzelnen Teilförderströmen dieselbe wie die Frequenz bei ungeteilter Förderung. Jedoch wirkt auf jeden Teilförderstrom nur ein Teil des Druckhubes der einzelnen Pumpenzylinder bzw. Pumpenkammern ein, wobei für die einzelnen Teilförderströme jeweils ein unterschiedlicher Teil des Druckhubes ausgenutzt wird. Infolge der unverminderten Druckhubfrequenz der einzelnen Teilförderströme erreicht man bei der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Maschine trotz der Unterteilung der Gesamtförderung ihrer Pumpe in mehrere Teilförderströme in jedem dieser Teilförderströme eine gleichmässig pulsierende Förderung, wodurch ein Vibrieren und Schlagen von Leitungen, Steuer- und Regeleinrichtungen, das unter Umständen zu einer Beschädigung oder einer Zerstörung derselben führen kann, mit Sicherheit vermieden wird.
Ausserdem ist die Anzahl der vorhandenen Pumpenzylinder bzw. Pumpenkammern in jedem Falle gross genug, um eine für ein gleichmässiges Pulsieren der Förderströme ausreichend hohe Druckhubfrequenz zu erreichen. Die zwischen den einzelnen Teilschlitzen eines jeden Steuerschlitzes vorgesehenen, an der ihnen zugeordneten Dichtfläche des Kolben- bzw. Flügelträgers der Pumpe dichtend geführten Trennstege schliessen hiebei eine gegenseitige Beeinflussung der den einzelnen Teilschlitzen zugeordneten Teilförderströme aus.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der für sämtliche Verbrauchsstellen der Erd- bearbeitungs-oder Lademaschine gemeinsamen Druckflüssigkeitspumpe ein Leistungsregler zugeordnet ist, welcher die gesamte, den einzelnen Teilförderströmen bzw. Verbrauchsstellen gleichzeitig zuge-
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führte Druckflüssigkeitsenergie selbsttätig im wesentlichen konstant hält.
Da bei einer Erdbearbeitungs- oder Lademaschine die einzelnen Verbrauchsstellen, beispielsweise die hydraulischen Fahrwerksmoto- ren einerseits und die hydraulischen Arbeitszylinder für das oder die Arbeitsgeräte anderseits, in den seltensten Fällen zur gleichen Zeit ihren grössten Leistungsbedarf erreichen, liegt der Gesamtleistungs- bedarf sämtlicher Verbrauchsstellen praktisch immer wesentlich niedriger als die Summe der Maximal- leistungen der einzelnen Verbrauchsstellen.
Infolgedessen ist es bei der erfindungsgemäss vorgeschlage- nen Maschine möglich, ihren Antriebsmotor bzw. die von diesem angetriebene Druckflüssigkeitspumpe nur entsprechend dem im Normalbetrieb auftretenden Gesamtleistungsbedarf aller Verbrauchsstellen zu dimensionieren, während in den seltenen Fällen, in denen gleichzeitig an zwei oder mehr Verbrauchs- stellen oder Verbrauchsstellen-Gruppen eine erhöhte oder maximale Energie benötigt wird, der Lei- stungsregler dafür sorgt, dass eine Überlastung des die Druckflüssigkeitspumpe antreibenden Motors ver- mieden und die von der Pumpe insgesamt abgegebene Leistung auch in solchen Fällen im wesentlichen konstant gehalten wird.
Da die Druckflüssigkeitsenergie oder Leistung eines hydraulischen Förderstro- mes bekanntlich gleich dem Produkt aus dem Druckmitteldruck und der Fördermenge des Stromes in der
Zeiteinheit ist, lässt sich eine solche Konstanthaltung der gesamten, den einzelnen Teilförderströmen bzw. Verbrauchsstellen gleichzeitig zugeführten Druckflüssigkeitsenergie beispielsweise in der Weise durchführen, dass bei einem vergrösserten Energiebedarf einer oder mehrerer Verbrauchsstellen und einer entsprechenden Steigerung des Druckflüssigkeitsdruckes in einem oder mehreren Teilförderströmen die
Gesamtförderung der Pumpe solange verringert wird,
bis das Produkt aus den nunmehr erhöhten Flüssig- keitsdrücken in den einzelnen Teilförderströmen und den sie in der Zeiteinheit durchfliessenden Förder- mengen wieder der vorgesehenen Gesamtleistung der Pumpe entspricht und somit eine Überlastung des sie antreibenden Motors, beispielsweise Brennkraftmotors, mit Sicherheit vermieden wird.
Diese Verringerung der Gesamtfördermenge der Pumpe und die hieraus folgende Verringerung der den einzelnen Teilförderströmen zugeführten Teilmengen hat naturgemäss die Folge, dass die von den Teilförderströmen beaufschlagten Verbrauchsstellen, beispielsweise die Druckflüssigkeitsmotoren für das Fahrwerk und/oder die Arbeitszylinder für das hydraulisch bewegbare Arbeitsgerät, langsamer laufen bzw. bewegt werden, während an den Verbrauchsstellen jedoch ein erhöhter Flüssigkeitsdruck bzw. eine grössere Kraft zur Verfügung steht.
Der der Druckflüssigkeitspumpe zugeordnete Leistungsregler ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er laufend die Summe der hydraulischen Teilleistungen der Teilförderströme ermittelt und in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Summe die Gesamtförderung der Pumpe in solcher Weise selbsttätig regelt, dass die der Summe der hydraulischen Teilleistungen im wesentlichen entsprechende hydraulische Gesamtleistung der Pumpe ständig annähernd auf einer bestimmten, vorzugsweise einstellbaren, Höhe gehalten wird.
Hiedurch wird gewährleistet, dass auch bei einem stark unterschiedlichen bzw. stark schwankenden Energiebedarf der einzelnen Teilförderströme, wie dies bei Erdbearbeitungs- oder Lademaschinen die Regel ist, die von der Pumpe insgesamt abgegebene Fördermenge ständig selbsttätig so geregelt wird, dass einerseits jegliche Überlastung der Druckflüssigkeitspumpe und des sie antreibenden Motors vermieden, anderseits jedoch stets die gesamte zur Verfügung stehende Pumpen- bzw. Motorleistung ausgenutzt wird und hiedurch Leerlaufverluste soweit als irgend möglich verhindert werden.
Diese Steuerung der Pumpenleistung in Abhängigkeit von der Summe der Teilleistungen der Teilförderströme lässt sich bei der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Unterteilung der Gesamtförderung der Pumpe in zwei oder mehr voneinander getrennte, in ihren Grundeigenschaften (Förderdruck, Fördermenge und Fördergeschwindigkeiten) voneinander unabhängige und unabhängig voneinander den einzelnen Verbrauchsstellen zuführbare Teilförderströme in besonders einfacher Weise dadurch verwirklichen, dass der Leistungsregler in Abhängigkeit von der Summe der Druckflüssigkeitsdrücke der einzelnen Teilförderströme gesteuert wird. Dies ist dadurch bedingt, dass bei der Unterteilung der Gesamtförderung der Pumpe durch die erfindungsgemäss vorgeschlagene Ausbildung des Steuerrohres bzw.
Steuerspiegels das Verhältnis der auf die einzelnen Teilförderströme entfallenden Fördermengen bzw. deren Anteil an der Gesamtförderung der Pumpe unabhängig von Belastungsschwankungen der einzelnen Verbrauchsstellen bzw. Teilförderströme im wesentlichen konstant bleibt. Infolgedessen steht der jeweilige Förderdruck eines jeden Teilförderstromes in einer verhältnismässig einfachen gesetzmässigen Beziehung zu der jeweiligen auf diesen Teilförderstrom entfallenden hydraulischen Leistung, die sich durch eine entsprechende Ausbildung des Leistungsreglers berücksichtigen lässt, so dass durch Überwachung und Summierung der Förderdrücke der einzelnen Teilförderströme praktisch deren jeweilige Teilleistungen überwacht und summiert werden können.
Dies lässt sich beispielsweise derart verwirklichen, dass die Förderdrücke bei ihrer Summierung je-
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weils auf den Förderanteil des zugeordneten Teilförderstromes an der Gesamtfördermenge der Pumpe bezogen bzw. nur in einem dem Anteil der jeweiligen Teilförderströme an der Gesamfförderung der Pumpe entsprechenden bzw. diesem verhältnisgleichen Masse bei der Summierung der Einzeldrücke bewertet werden.
In diesem Falle werden die Förderdrücke der einzelnen Teilförderströme, bevor sie auf den Leistungsregler einwirken, praktisch mit dem Anteil der auf sie entfallenden Fördermenge an der Gesamtförderung der Pumpe multipliziert, so dass auf diese Weise durch unmittelbare Überwachung der Förderdrücke mittelbar die jeweils auf die einzelnen Teilförderströme entfallenden Teilleistungen bzw. deren jeweiliger Verbrauch an Druckflüssigkeitsenergie überwacht werden.
Besonders zweckmässig ist eine solche Ausbildung des Leistungsreglers, dass dieser-sobald die Summe der Druckflüssigkeitsdrücke der einzelnen Teilförderströme einen gegebenenfalls einstellbaren Wert überschreitet-die Gesamtfördermenge der Pumpe selbsttätig verkleinert, während er-sobald die Summe der Druckflüssigkeitsdrücke der einzelnen Teilförderströme einen bestimmten, ebenfalls gegebenenfalls einstellbaren Wert unterschreitet - selbsttätig die Gesamtfördermenge der Pumpe solange vergrössert, bis wieder die gewünschte und ebenfalls gegebenenfalls einstellbare Gesamtleistung der Druckflüssigkeitspumpe erreicht ist.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Leistungsregler ferner so ausgebildet, dass die hydraulische Gesamtleistung der Pumpe dem jeweiligen Energiebedarf der einzelnen Verbrauchsstellen entsprechend von den diesen Verbrauchsstellen zugeordneten Teilförderströmen entnommen werden kann. Die Entnahme der Energie durch die einzelnen Teilförderströme stellt sich bei einer Änderung ihres Energiebedarfes völlig selbsttätig und allmählich auf diese Veränderung ein. Der Leistungsregler ist hiebei zweckmässig so ausgebildet, dass im Bedarfsfalle auch die gesamte hydraulische Leistung der Pumpe einem einzelnen Teilförderstrom bzw. einer einzelnen Verbrauchsstelle zugeführt werden kann.
Durch diese erfindungsgemäss vorgeschlagene Ausbildung der Erdbearbeitungs- oder Lademaschine ergibt sich die ausserordentlich vorteilhafte Möglichkeit, die gesamte, vom Antriebsmotor abgegebene Leistung jederzeit wahlweise einer einzelnen Verbrauchsstelle zuzuführen oder aber diese auf mehrere Verbrauchsstellen in der jeweils gewünschten bzw. jeweils erforderlichen Weise zu verteilen, wobei diese Verteilung dem jeweiligen Energiebedarf der einzelnen Verbrauchsstellen entsprechend selbsttätig durch den Leistungsregler der Pumpe bewirkt wird.
Hiedurch wird erreicht, dass eine Reservehaltung an Antriebsleistung für den Fall, dass zwei oder mehr Verbrauchsstellen gleichzeitig bis zu ihrer maximalen Leistungsaufnahme beansprucht werden, nicht notwendig ist, wie es bei den bekannten vollhydraulischen Erdbearbeitungs- und Lademaschinen bislang erforderlich war.
Wird z. B. bei einem fahrbaren Front- oder Überkopflader die Ladeschaufel in gesenktem Zustand in das auf dem Boden liegende Haufwerk oder in das Erdreich hineingestossen, so arbeitet während dieses Arbeitsvorganges lediglich das Fahrwerk der Lademaschine, das durch Vorwärtsbewegung der gesamten Maschine die erforderliche Schubkraft bzw. Wucht erzeugt. Bei den bekannten Lademaschinen kann für diese Arbeitsbewegung der Maschine lediglich ein Teil der Leistung des Antriebsmotors ausgenutzt werden, u. zw. nur der Teil, der dem Fahrwerk der Maschine zugeordnet ist. Solange die der Ladeschaufel zugeordneten hydraulischen Arbeitszylinder nicht betätigt werden, bleibt der diesen Verbrauchsstellen zugeordnete Teil der Gesamtleistung des Antriebsmotors ungenutzt.
Bei der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Maschine wird demgegenüber für die Vorwärtsfahrt der Maschine bzw. das Hineinstossen der Ladeschaufel in das Erdreich oder Haufwerk die gesamte, vom Antriebsmotor abgegebene Leistung ausgenutzt, so dass im Vergleich zu den bekannten Bauarten bei gleicher Dimensionierung der Antriebsmotoren die Vorwärtsbewegung mit grösserer Kraft und/oder mit grösserer Geschwindigkeit ausgeführt werden kann oder aber man zur Erzielung gleicher Kraft und gleicher Geschwindigkeit mit einem wesentlich kleiner dimensionierten Antriebsmotor auskommt.
Wird anschliessend das hydraulische Hubwerk der Ladeschaufel betätigt, so erfolgt in der Regel keine oder nur eine sehr langsame Fahrbewegung der Maschine. In diesem Falle wird durch den der Druckflüssigkeitspumpe zugeordneten Leistungsregler die von der Pumpe insgesamt erzeugte Druckflüssigkeitsenergie in zunehmendem Masse und schliesslich praktisch ausschliesslich dem Hubwerk der Ladeschaufel zugeführt, wobei dieser Vorgang vollautomatisch und allmählich erfolgt und sich die Gesamtleistung des Motors bzw. der Pumpe in dem Masse vom Fahrwerk zum Hubwerk der Ladeschaufel verlagert als der Leistungsbedarf des Fahrwerkes ab- und der des Hubwerkes der Schaufel zunimmt.
Führt die Lademaschine keine Fahrbewegung aus, so steht für das Hubwerk der Ladeschaufel die gesamte, von der Pumpe erzeugte Druckflüssigkeitsenergie bzw. die gesamte Antriebsleistung zur Verfügung, so dass sich bei gegenüber den bekannten Bauarten wesentlich kleinerer Dimensionierung des Antriebsmotors die
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Hubarbeit mit gleich grosser Kraft und Geschwindigkeit ausführen lässt. Bei den bekannten vollhydrauli- schen Lademaschinen wird demgegenüber die gesamte, zur Verfügung stehende Leistung des Antriebs- motors nur in dem Augenblick voll ausgenutzt, in dem das Fahrwerk und das Hubwerk gleichzeitig ih- ren maximalen Leistungsbedarf erreichen, was jedoch nur äusserst selten der Fall ist. Während des ge- samten übrigen Arbeitsablaufes bleibt demgegenüber ein wesentlicher Teil der zur Verfügung stehenden
Antriebsleistung ungenutzt.
Die erfindungsgemäss vorgeschlagene Erdbearbeitungs- oder Lademaschine weist somit den bekann- ten Bauarten gegenüber den wesentlichen Vorteil auf, dass der Antriebsmotor für die Druckflüssigkeits- pumpe wesentlich kleiner dimensioniert werden kann, u. zw. kommt man ohne weiteres mit einer etwa um ein Drittel geringeren Motorleistung aus als bei den bekannten vollhydraulischen Ladern gleicher
Leistungsfähigkeit. Diese wesentliche Verringerung der erforderlichen Motorleistung hat naturgemäss eine erhebliche Verringerung der Anlage- und Betriebskosten zur Folge und führt ausserdem zu einer wesentlichen Gewichts- und Platzersparnis, die bei einer Erdbearbeitungs- oder Lademaschine von nicht zu unterschätzender Bedeutung ist.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der vorzugsweise als Brennkraft- motor ausgebildete Antriebsmotor, der infolge der ständigen vollautomatischen Leistungsregelung stets nur eine im wesentlichen konstant bleibende Leistung abzugeben braucht, die Möglichkeit hat, trotz der gerade bei einer Erdbearbeitungs- oder Lademaschine auftretenden starken Belastungsschwankungen ständig mit der wirtschaftlich und betriebsmässig gesehen günstigen Drehzahl und im Bereich des gün- stigsten Betriebsstoffverbrauches zu laufen. Dies hat naturgemäss eine beträchtliche Senkung der Betriebskosten und eine entsprechende Vergrösserung der Lebensdauer des Motors zur Folge.
Ausserdem hat die erfindungsgemäss vorgeschlagene selbsttätige Leistungsregelung den Vorteil, dass als Antriebsmotoren Brennkraftmotoren, insbesondere Dieselmotoren, verwendet werden können, die nur eine sehr geringe Überlastbarkeit besitzen, anderseits jedoch besonders wirtschaftlich arbeiten.
In der Regel empfiehlt es sich, die einzelnen Verbrauchsstellen der Maschine in zwei oder mehr Gruppen zusammenzufassen und für jede Gruppe einen gesonderten Teilförderstrom vorzusehen. Besonders zweckmässig ist es hiebei, die dem Fahrwerk zugeordneten Verbrauchsstellen zu einer Gruppe und die dem oder den hydraulisch bewegbaren Arbeitsgeräten zugeordneten Verbrauchsstellen zu mindestens einer weiteren Gruppe zusammenzufassen. Die Anordnung wird hiebei vorzugsweise so getroffen, dass jede Gruppe von Verbrauchsstellen von dem ihr zugeordneten Teilförderstrom abschaltbar und dieser Teilförderstrom der oder einer andern Gruppe von Verbrauchsstellen zuführbar ist.
Die Gruppen von Verbrauchsstellen werden ihrerseits wieder in jeweils mindestens zwei Untergruppen aufgeteilt, derart, dass wahlweise alle oder nur ein Teil der Untergruppen jeder Gruppe an den dieser zugeordneten Teilförderstrom anschliessbar sind. Hiebei kann selbstverständlich eine Untergruppe auch nur aus einer einzelnen Verbrauchsstelle, beispielsweise einem einzelnen Druckflüssigkeitsmotor oder einem einzelnen hydraulischen Arbeitszylinder, bestehen.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 eine Lademaschine gemäss der Erfindung, schematisch in der Seitenansicht, Fig. 2 das Antriebsschaltschema der Lademaschine gemäss Fig. 1, Fig. 3 eine Druckflüssigkeitspumpe gemäss der Erfindung, ausschnittsweise im Längsschnitt, Fig. 4 eine Seitenansicht zu Fig. 3, Fig. 5 und 6 den Leistungsregler der Lademaschine gemäss der Erfindung in zwei verschiedenen Schaltstellungen, schematisch im Längsschnitt.
Die in Fig. 1 dargestellte Überkopflademaschine entspricht äusserlich im wesentlichen den bekannten Lademaschinen dieser Art und besteht im wesentlichen aus dem Fahrzeug --1-- und der an diesem beweglich, d. 11. heb- und senkbar sowie kippbar gelagerten Ladeschaufel --2--. Die Ladeschaufel - ist beiderseits mittels gelenkig an dieser befestigter Gelenkhebel--3-- an dem Haupthebel--4-- und den Führungsstangen --5-- gelenkig gelagert. Die beiden Haupthebel--4-- sind auf beiden Seiten der Lademaschine bei --6-- am Hauptrahmen --7-- der Lademaschine schwenkbar befestigt.
Das dem Schwenkhebel--3-- abgekehrte Ende der Führungsstange --5-- ist mittels der Gelenkstange --8-- wieder mit dem Haupthebel --4-- gelenkig verbunden, so dass die Hebel-3, 4, 5 und 8-- ein parallelogrammartiges Gestänge bilden.
An der Gelenkachse-9-zwischen dem Schwenkhebel --3-- und der Führungsstange -5- ist ein hydraulischer Arbeitszylinder --10-- in vertikaler Ebene schwenkbar gelagert, der bei --11- an der Unterseite der Ladeschaufel gelenkig befestigt ist.
Zwischen dem Gelenkpunkt --6-- des Haupthebels --4-- und dem Angriffspunkt der Gelenkstange - greift an jedem der Haupthebel--4--, d. h. auf jeder Seite der Lademaschine, je ein weiterer
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hydraulischer Arbeitszylinder --12-- an, der um die Achse --13-- in der vertikalen Ebene schwenkbar gelagert ist. Der Antriebsmotor --14-- ist im hinteren Teil des Fahrzeuges angeordnet, während die von diesem Antriebsmotor angetriebene, für sämtliche Verbrauchsstellen der Lademaschine gemeinsa- me Druckflüssigkeitspumpe --15-- in Fig. 1 der Zeichnungen nicht erkennbar ist.
Durch Druckmittelbeaufschlagung der beiderseits der Lademaschine vorgesehenen hydraulischen Arbeitszylinder-12-lässt sich die Ladeschaufel--2--, wie in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt, he- ben und über den Kopf der Lademaschine nach hinten schwenken, wobei ausserdem durch Ein- und Aus- fahren des hydraulischen Arbeitszylinders --10-- die Ladeschaufel selbst innerhalb eines gewissen Be- reiches geschwenkt werden kann, beispielsweise um sie nach der Hubbewegung - wie dies in Fig. 1 rechts angedeutet ist-zu entleeren.
Die Arbeitszylinder --12 und 10-- sind hiebei doppelseitig beauf- schlagbar, so dass die Kolbenstangen durch Druckmittelzuführung sowohl aus-als auch eingefahren wer- den können und somit sämtliche erforderlichen Arbeitsbewegungen des parallelogrammartig ausgebil- deten Gestänges der Ladeschaufel--2-als auch die Schwenkbewegungen der Ladeschaufel selbst vollhydraulisch ausgeführt werden.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, treibt der vorzugsweise als Brennkraftmotor ausgebildete Antriebsmotor - eine für sämtliche Verbrauchsstellen der Lademaschine gemeinsame Druckflüssigkeitspumpe - an, die bei dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel als eine durch einen Steuerspiegel gesteuerte Axialkolbenpumpe ausgebildet ist. An Stelle dessen können jedoch selbstverständlich auch rohrgesteuerte Axialkolbenpumpen oder aber Radialkolbenpumpen oder Drehflügelpumpen Verwendung finden, sofern bei ihnen nur in der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Weise durch das Steuerrohr oder den Steuerspiegel eine Unterteilung der Gesamtförderung der Pumpe in zwei oder mehr voneinander getrennte, in ihren Grundeigenschaften (Förderdruck, Fördermenge und Fördergeschwindigkeit) voneinander unabhängige Teilförderströme erfolgt.
Bei der in Fig. 3 und 4 nur im Ausschnitt dargestellten Axialkolbenpumpe ist der Kolbenträger - mit einer ungeraden Anzahl von Zylinderbohrungen-n-versehen, die in Umfangsrichtung des Kolbenträgers -16-- auf demselben Teilkreis in gleichmässigen Abständen verteilt angeordnet sind sowie parallel zueinander und zur Kolbenträgerachse verlaufen. In den Zylinderbohrungen --17-- sind Pumpenkolben --18-- längsverschieblich und dichtend geführt, die durch Kolbenstangen--19-- mit einer Schief- bzw. Taumelscheibe --20-- kraftschlüssig verbunden sind.
Die Kolbenstangen --19-- be- sitzen an beiden Enden Lagerköpfe-19a, 19b-, welche in entsprechend ausgebildeten Lagern des Kolbens --18-- bzw. der Schiefscheibe --20- gelenkig gelagert und durch Lagerringe bzw. Lagerhülsen sowie Sicherungsringe in ihrer Lage gesichert sind.
Der Kolbenträger --16-- und die Schiefscheibe --20-- sind einschliesslich der sie verbindenden Kolbenstange --19-- innerhalb eines gemeinsamen, in den Zeichnungen nicht dargestellten Gehäuses angeordnet, aus dessen einer Stirnseite das mit dem Antriebsmotor --14-- zu kuppelnde, in den Zeichnungen gleichfalls nicht dargestellte Ende der Antriebswelle herausragt. Innerhalb dieses Pumpengehäuses können ferner die der eigentlichen Druckflüssigkeitspumpe in der Regel zugeordnete Speisepumpe angeordnet sein, die die Aufgabe hat, die Leckölverluste der einzelnen Stromkreise und Verbrauchsstellen auszugleichen, sowie eine Steuerpumpe, die dazu dient, den Druckmitteldruck für einen besonderen Steuerstromkreis zu erzeugen, der für die erfindungsgemäss vorgeschlagene Leistungsregelung der Pumpe benötigt wird.
Der dem Kolbenträger-16-- zugeordnete Steuerspiegel-21-- besitzt bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Druckflüssigkeitspumpe vier untereinander gleich ausgebildete Teilsteuerschlitze-22, 23, 24, 25-. Die Teilschlitze --22 bis 25-- sind hiebei symmetrisch zu der Totpunktebene--T-T-- der Pumpenkolben --18-- angeordnet sowie ferner symmetrisch zu der hiezu senkrecht verlaufenden Symmetrieebene --S-S--. Da es sich bei der in Fig. 3 und 4 dargestellten Axialkolbenpumpe um eine solche handelt, die in ihrer Förderrichtung umkehrbar ist, wirken die auf der einen Seite der Totpunktebene-T-T-angeordneten Teilschlitze je nach der Förderrichtung als Druckschlitze und die auf der entgegengesetzten Seite angeordneten Teilschlitze als Saugschlitze.
Die jeweils als Druckschlitze wirkenden Teilschlitze sind-was in Fig. 3 und 4 nicht dargestellt ist-an voneinander getrennte Teilför- derleitungen-26, 27- (vgL. Fig. 2) angeschlossen, während die auf der jeweiligen Saugseite liegenden Teilschlitze entweder an voneinander getrennte Saugleitungen --28, 29-- angeschlossen sind, wie dies bei dem Schaltschema in Fig. 2 der Fall ist, oder aber auch kurzgeschlossen und mit einer gemeinsamen Saugleitung verbunden sein können.
Den einzelnen Teilschlitzen --22 bis 25-- des Steuerspie- gels--21 sind auf demselben Teilkreis des Kolbenträgers --16-- angeordnete Anschlussbohrungen - der einzelnen Pumpenzylinder --17-- zugeordnet. über die die Pumpenzylinder auf der einen
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Seite der Totpunktebene --T-T-- Druckflüssigkeit aus den Teilschlitzen, beispielsweise-24, 25-, ansaugen und auf der andern Seite in die andern Teilschlitze, beispielsweise --22, 23--, und damit in die Teilförderleitungen-26, 27-- fördern.
Die auf der Druck- bzw. Saugseite des Steuerspiegels --21-- angeordneten Steuerschlitze --22,23 bzw. 24, 25- sind durch Trennstege-31, 32-- druckdicht getrennt, deren Dichtfläche in Drehrichtung
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Selbstverständlich ist es möglich, zumindest den Druckschlitz bzw. den jeweils als Druckschlitz wirkenden Steuerschlitz in mehr als zwei voneinander getrennte Teilschlitze, z. B@--22 und 23--, zu unterteilen und jedem Teilschlitz entweder eine gesonderte Förderleitung zuzuteilen oder aber mindestens einem Teil der Teilförderleitungen jeweils zwei untereinander gleich ausgebildete sowie symmetrisch zu der Symmetrieebene --S-S-- angeordnete Teilschlitze zuzuordnen.
In den Fällen, in denen die Druckflüssigkeitspumpe ständig mit gleichbleibender Förderrichtung arbeitet, genügt es naturgemäss, wenn nur der auf der Druckseite der Totpunktebene --T-T-- befindliche Druckschlitz in eine der jeweils gewünschten Anzahl von Teilströmen entsprechende Anzahl von Teilschlitzen unterteilt ist.
Selbstverständlich lässt sich eine entsprechende Unterteilung der Gesamtförderung der Druckflüssigkeitspumpe in zwei oder mehr voneinander völlig unabhängige Teilförderströme auch bei rohrgesteuerten Axial- oder Radialkolbenpumpen bzw. Drehflügelpumpen durchführen. In diesem Falle werden der Steuerschlitz des Steuerrohres in eine Anzahl von Teilschlitzen unterteilt und diesen Teilschlitzen zwei oder mehr Teilförderleitungen zugeteilt, deren Teilförderströme in ihren Grundeigenschaften voneinander völlig unabhängig sind.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die einzelnen Verbrauchsstellen der Lademaschine in zwei Gruppen unterteilt, u. zw. in die dem Antrieb des Fahrwerkes dienenden Druckflüssigkeitsmotoren --35,36 und 37-- sowie die zur Bewegung der Ladeschaufel dienenden hydraulischen Arbeitszylinder --10 und 12--.
Die Druckflüssigkeitsmotoren --35 und 36-- dienen hiebei jeweils zum Antrieb eines Rades der Vorderachse, während der Druckflüssigkeitsmotor --37-- dem Antrieb der Hinterachse der in Fig. 1 dargestellten Lademaschine dient.
Der Druckflüssigkeitspumpe --15-- ist zunächst ein Schaltorgan -38-- zugeordnet, das drei verschiedene Schaltstellungen-a, b, c-ermöglicht. In der in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung-bwird der von der druckflüssigkeitspumpe --15-- erzeugte Teilförderstrom --26-- den Verbrauchsstellen - -35, 36 und 37-- des Fahrwerkes zugeführt, während der Teilförderstrom --27- den Verbrauchsstellen - 10 und 12-- des Hubwerkes der Schaufel zugeleitet wird.
In der Schaltstellung --a-- des Schaltor- gans -38-- werden demgegenüber beide Teilförderströme --26 und 27-- zusammengefasst und gemeinsam den Verbrauchsstellen-10 und 12-- des Hubwerkes zugeführt, während sie in der Schaltstellung --c-- ebenfalls zusammengefasst und gemeinsam den Verbrauchsstellen --35 bis 37-- des Fahrwerkes zugeführt werden.
In die zu den Verbrauchsstellen des Fahrwerkes führende Teilförderleitung --26- ist ein weiterer Schalter --39-- eingeschaltet, der ebenfalls drei verschiedene Schaltstellungen-a, b und c-aufweist.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung --c-- führt dieser Schalter die Druckflüssigkeit dem nachgeschalteten Schalter --40- zu, der in seiner in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung-b-die gesamte Druckflüssigkeit des Teilförderstromes --26-- den beiden Druckflüssigkeitsmotoren-35 und 36-der Vorderachse des Fahrwerkes zuleitet, von wo aus sie in der angedeuteten Pfeilrichtung über die Schal-
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--40sigkeitsmotoren --35 und 36- treiben hiebei die beiden Räder der Vorderachse im Sinne einer Vorwärtsfahrt an.
Bewegt man den Schalter --39-- in seine Schaltstellung --a--, so wird die Druckflüssigkeitsbeaufschlagung der Motoren --35 und 36-der Vorderachse umgekehrt, so dass diese beiden Räder im Sinne einer Rückwärtsfahrt angetrieben werden.
Wird der Schalter --40-- in seine Schaltstellung --a-- bewegt, so erfolgt ausser einer Beaufschlagung der beiden Motoren --35 und 36-- der Vorderachse auch eine Druckmittelbeaufschlagung des Antriebsmotors --37-- für die Hinterachse. Hiebei ist die Anordnung naturgemäss so getroffen, dass sämtliche Motoren jeweils in der gleichen Drehrichtung beaufschlagt werden, wobei mittels des Schalters --39-- in der Schaltstellung-c-- sämtliche Motoren auf Vorwärtsfahrt und in der Schaltstellung - sämtliche Motoren auf Rückwärtsfahrt geschaltet sind.
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Bewegt man den Schalter --39-- in seine mittlere Schaltstellung --b--, so sind sämtliche Motoren - 35 bis 37-- des Fahrwerkes abgeschaltet, d. 11. die durch die Teilförderleitung --26-- zugeführte
Druckmittelmenge wird unmittelbar über die Saugleitung --28-- zur Druckflüssigkeitspumpe --15-- zurückgeführt.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung des Schaltorgans --38- wird der Teilförderstrom - den Verbrauchsstellen-10 und 12-- des Hubwerkes der Ladeschaufel zugeleitet. Diese Ver- brauchsstellen bestehen einmal aus den beiden Hubzylindern --12-- des Gestänges der Ladeschaufel und dem Arbeitszylinder --10-- für das Kippen bzw. Schwenken der Schaufel. Während die Druckflüssig- keitsmotoren --35 bis 37-- des Fahrwerkes so geschaltet sind, dass entweder die Motoren der Vorderund Hinterachse in Parallelschaltung oder nur die Motoren der Vorderachse druckmittelbeaufschlagt werden, ist die Schaltung der Arbeitszylinder des Hubwerkes so ausgebildet, dass die Hubzylinder --12-- sowie der Schwenkzylinder --10-- jeweils für sich oder aber in Hintereinanderschaltung in den Teil- förderstrom-27, 29- eingeschaltet werden können.
Hiezu sind den beiden Untergruppen --12 bzw. 10-- der Verbrauchsstellen des Hubwerkes zwei
Schaltorgane-41, 42- zugeordnet, die jeweils wieder drei verschiedene Schaltstellungen- a. bund c-aufweisen. In den in Fig. 2 dargestellten Schaltstellungen --b-- sind die Arbeitszylinder --12 bzw.
10-- jeweils von der Druckflüssigkeitszufuhr abgeschaltet, so dass die durch den Teilförderstrom-27-- zugeführte Druckflüssigkeitsmenge unmittelbar über die Saugleitung -29-- der Druckflüssigkeitspumpe - wieder zufliesst. In der Schaltstellung --a-- des Schaltorgans --41-- werden die beiden Hubzylinder --12-- im Sinne eines Ausfahrens der Kolbenstange bzw. Hochschwenkens des Schaufelgestänges beaufschlagt, so dass die Ladeschaufel --2-- angehoben wird. In der Schaltstellung --c-- des Schaltorgans --41-- erfolgt die Druckmittelbeaufschlagung der Hubzylinder --12-- entgegengesetzt, so dass die Kolbenstangen eingefahren werden und die Ladeschaufel gesenkt wird.
Sinngemäss in der gleichen Weise wird in der Schaltstellung-a-- des Schaltorgans-42-- die Kolbenstange des Arbeitszylinders - für das Schwenken und Kippen der Ladeschaufel --2-- ausgefahren, während diese in der Schaltstellung --c-- eingefahren wird.
Mit --43-- ist in Fig. 2 ein Leck- und Kühlölbehälter bezeichnet, aus dem eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Speisepumpe ständig eine den Leckölverlusten entsprechende Druckmittelmenge erneut den Teilförderströmen-26 und 27-- zuführt. --44-- ist ein in den Fig. 5 und 6 dargestellter Leistungsregler, der unabhängig von den jeweiligen Belastungen der einzelnen Verbrauchsstellen und der Zu- bzw. Abschaltung einzelner Verbrauchsstellen die Gesamtleistung der Druckflüssigkeitspumpe - und damit die dem Antriebsmotor --14-- abverlangte Leistung im wesentlichen konstant hält.
Und zwar regelt dieser Leistungsregler --44-- die Gesamtfördermenge der Pumpe in Abhängigkeit von der Summe der Druckmitteldrücke der einzelnen Teilförderströme-26 und 27-- in der Weise, dass er die Gesamtförderung der Druckflüssigkeitspumpe solange verändert, bis die Summe der Einzelleistungen aller Teilförderströme wieder der gewünschten und vorzugsweise einstellbaren Gesamtleistung der Pum- pe-15-entspricht.
Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, die diesen Leistungsregler in schematischer Darstellung veranschaulichen, besitzt dieser zunächst eine Steuervorrichtung-45-, die von der Summe der einzelnen Teilförderströme-26 und 27-- betätigt wird. Diese Steuervorrichtung -45-- ist bei dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei Steuerkölbchen --46 und 47-- ausgerüstet, von denen das eine -46-- durch den in der Teilförderleitung --26-- herrschenden Flüssigkeitsdruck und das andere --47-- durch den in der Teilförderleitung --27-- herrschenden Flüssigkeitsdruck stirnseitig beaufschlagt werden.
Die beiden Steuerkölbchen --46 und 47-stützen sich mit der der Druckmittelbeaufschlagung abgekehrten Stirnseite gegen eine Scheibe --48-- ab. die mit einer Steuerstange --49-- fest verbunden ist. Auf der den Steuerkölbchen-46, 47-- abgekehrten Seite ist die Scheibe --48-- durch eine Druck- feder -50-- belastet, deren Vorspannung - was in den Zeichnungen nicht dargestellt ist - einstellbar ist.
DieVorspannung der Druckfeder --50-- wird auf den normalen Arbeits-Flüssigkeitsdruck der Druckflüssigkeitspumpe --15-- bzw. auf die normale Summe der Flüssigkeitsdrücke der einzelnen Teilför- derleitungen --26 und 27-eingestellt, so dass sie bei normalem Druck die Scheibe --48- und die Steuerstange --49-- in ihrer in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausgangsstellung hält.
Ausserdem besitzt die Feder --50-- eine der Gleichung N = p. Q = konstant soweit als möglich angepasste Federcharakteristik, wobei es in der Regel erforderlich ist, zur Erzielung einer derartigen Federcharakteristik zwei oder mehr Federn miteinander zu kombinieren, um auf diese Weise die erforderliche, annähernd hyperbolische Federcharakteristik zu erzielen (N ist die Normalleistung der Pumpe bzw. des Antriebsmotors).
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Im Gegensatz zu der schematischen Darstellung in Fig. 5 und 6, die nur zwei Steuerkölbchen --46 und 47-- zeigt, werden in der Regel über den Umfang der Scheibe --48-- eine grössere Anzahl von Steuerkölbchen verteilt angeordnet, wobei jeweils zwei oder mehr gleichmässig über den Umfang verteilt angeordnete Kölbchen durch den in einer Teilförderleitung herrschenden Flüssigkeitsdruck beaufschlagt werden. Ebenso sind der oder den andern Teilförderleitungen eine entsprechende Anzahl von Steuerkölbehen zugeordnet, um auf diese Weise auch bei grösseren Druckunterschieden in den verschiedenen Teilförderleitungen eine über den Umfang möglichst gleichmässige Belastung der Scheibe --48-zu gewährleisten.
Die druckbeaufschlagte Gesamtkolbenfläche der einem jeden Teilförderstrom zugeordneten Steuerkölbchen wird hiebei verhältnisgleich dem Anteil dieses Teilförderstroms an der Gesamtförderung der Pumpe --15-- gewählt. Bei der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Erdbearbeitungsoder Lademaschine bleibt dieser Anteil unabhängig von Belastungsschwankungen der einzelnen Teilförderströme bzw. Verbrauchsstellen im wesentlichen konstant und ist durch die Ausbildung des Steuerorgans, beispielsweise des Steuerspiegels --21--, der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Axialkolbenpumpe festgelegt.
Bei der dort dargestellten Ausbildung des Steuerspiegels entfällt auf jeden der beiden Teil- förderströme --26 und 27-- unabhängig von der jeweiligen Belastung der Teilförderströme etwa die Hälfte der Gesamtförderung der Pumpe, so dass die druckbeaufschlagte Gesamtkolbenfläche der den beiden Teilförderströmen --26 und 27-- zugeordneten Steuerkölbchen jeweils gleich gross gewählt wird. Bei einer andern Ausbildung des Steuerorgans und einer entsprechend andern Verteilung der Gesamtförderung der Pumpe auf zwei oder mehr Teilförderströme ist naturgemäss eine entsprechende andere Bemessung der druckbeaufschlagten Gesamtkolbenfläche der jedem einzelnen Teilförderstrom zugeordneten Steuerkölbchen erforderlich.
Die Steuerstange --49-- ist mittels einer um ein begrenztes Mass längsverschieblichen Kupplung - 51-mit der Kolbenstange-52-eines Vorsteuerschiebers-53-verbunden. Die Kupplung-51- besteht bei dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem in einem Langloch der Steuerstange --49-- um ein begrenztes Mass längsverschieblich geführten, am Ende der Kolbenstange - vorgesehenen Kupplungsbolzen, kann jedoch selbstverständlich auch in anderer Weise ausgebildet sein.
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bar gelagerten Handhebel --60-- bei --61-- drehbar gekuppelt, so dass er bei einer Schwenkung des Handhebels in Richtung x - xl zwar von dem Handhebel--60-- mitgenommen wird, jedoch seine senkrecht zur Achse der Kolbenstange --52-- verlaufende Lage beibehält.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Stellung befindet sich der Handhebel --60-- in Nullstellung. Ausserdem kann er durch Rasten od. dgl. in mindestens einer Normalstellung für den Vorwärtslauf (Fig. 6) sowie gegebenenfalls auch in einer Normalstellung für den Rückwärtslauf (nach Schwenkung in Richtung xj festgestellt werden.
Der Vorsteuerkolben-53-steuert einen Servomotor --62--, der im wesentlichen aus einem Stellzylinder --63-- und einem darin längsverschieblich und dichtend geführten Servokolben--64-- besteht.
Der Vorsteuerkolben-53-greift in eine axiale Bohrung-65-des Servokolbens-64-ein und steuert die beidseitige Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens-64-. Hiezu ist der Stellzylinder - an eine Steuerleitung --66-- angeschlossen, der durch die in den Zeichnungen nicht dargestellte, vorerwähnte Steuerpumpe in einem von den Teilförderströmen unabhängigen Kreislauf Steueröl zugeführt wird.
In der in Fig. 5 dargestellten Stellung des Handhebels --60-- und des Steuerkolbens--53-
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zu dem durch die Kolbenabschnitte --53a und 53b-begrenzten Ringraum der Zylinderbohrung-65fort, ohne dass er jedoch den Servokolben-64-zu verschieben vermag, da die Mündungen der Steu- erkanäle --69 und 70--, die zu der vorderen bzw. hinteren Zylinderkammer des Stellzylinders --63- führen, durch die Kolbenabschnitte --53a und 53b-- des Vorsteuerkolbens --53-- dichtend verschlossen sind.
Der Vorsteuerkolben-53-besitzt ferner eine zwischen den Kolbenabschnitten --53b und 53c--
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längerung des die Kammer --72-- aufnehmenden axialen Fortsatzes des Servokolbens --64-- wird als Kolbenstange --74-- ausgebildet, die mit einem Schwenkhebel--75-- gelenkig gekuppelt ist, der um die Achse-76-- in Pfeilrichtung-z-z-, d. h. gegenüber seiner Nullstellung in beiden Richtungen jeweils um den in Fig. 5 angegebenen Winkel ex schwenkbar ist. Der Schwenkhebel --75-- verstellt denjenigen Teil oder diejenigen Teile der Druckflüssigkeitspumpe, die eine Veränderung ihrer Fördermenge herbeiführen.
Bei einer Ausbildung der Druckflüssigkeitspumpe entsprechend den Fig. 3 und 4 wird durch den Schwenkhebel--75-- die Schiefstellung der Taumelscheibe --20-- verändert. Und zwar befindet sich die Taumelscheibe--20-- in der senkrechten Stellung des Schwenkhebels --75-- in ihrer Nullstellung, d. h. in der Stellung, in der die Pumpe keine Druckflüssigkeit fördert. Durch eine Schwenkung des Schwenkhebels --75-- in PfeiIrichtung --z-- wird die Schrägstellung der Taumelscheibe - und damit die Fördermenge der Druckflüssigkeitspumpe --15-- zunehmend vergrössert, wobei die Druckflüssigkeitspumpe in der in Fig. 2 angegebenen Pfeilrichtung fördert.
Eine Schwenkung des Hebels-75-in Pfeilrichtung-z-führt zunächst zu einer Verringerung der Fördermenge der Pumpe und nach Überschreiten der Nullstellung wieder zu einer Vergrösserung der Fördermenge, jedoch bei entgegengesetzter Förderrichtung der Pumpe, d. h. durch eine Schwenkung des Schwenkhebels --75-in Pfeilrichtung-z-über die Nullstellung hinaus wird die Förderrichtung der Pumpe umgekehrt.
Dem Schwenkhebel --75-- sind in den Zeichnungen nicht dargestellte Federelemente zugeordnet, die ihn - sofern er nicht durch die Kolbenstange --74-- in der einen oder andern Richtung bewegt wird bzw. in einer von der Nullstellung abweichenden Stellung gehalten wird-in seine Nullstellung zurückbewegen. Sobald der Antriebsmotor abgeschaltet und damit auch der Servomotor --62-- drucklos wird. bewegt der Schwenkhebel--75-- daher jeweils selbsttätig die Taumelscheibe --20-- der Druckflüssigkeitspumpe in ihre Nullförderstellung zurück, so dass bei erneutem Anlaufen des Antriebsmotors die Pumpe zunächst nicht fördert und der Anlaufwiderstand des Motors entsprechend gering ist.
Die Arbeitsweise des in den Fig. 5 und 6 dargestellten Leistungsreglers ist folgende :
Zum Einschalten der Druckflüssigkeitspumpe bei der in Fig. 2 angegebenen Förderrichtung wird zunächst der Handhebel --60-- in die in Fig. 6 gezeigte normale Betriebsstellung bewegt und dort durch
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begrenzt nachgiebige Kupplung --51-- zwischen der Steuerstange --49-- und der Kolbenstange --52-in der einen Bewegungsrichtung verstart, derart, dass bei einer Bewegung der Steuerstange --49-- in Pfeilrichtung-y- die Kolbenstange-52-- ohne Spiel mitgenommen wird. Dagegen vermag sich die Steuerstange --49-- in Richtung --y- um einen dem Zweifachen des Weges --s-- entsprechenden Betrag zu verschieben, ohne die Kolbenstange --52-- mitzunehmen.
Durch die Axialverschiebung der Kolbenstange --52-- in Richtung --y-- wird naturgemäss auch der damit starr verbundene Vorsteuerschieber-53-um das Mass-s-in Richtung-y-verschoben, was folgende Wirkungen hat : Der Kolbenabschnitt-53b-des Vorsteuerschiebers-53-verbindet den unter dem Steuerdruck stehenden Steuerkanal --68-- mit dem Steuerkanal--69--. der zu der vorderen Zylinderkammer des Stellzylinders --63-- führt. Gleichzeitig gibt der Kolbenabschnitt --53a-- des Vorsteuerschiebers die Mündung des Steuerkanals --70-- frei, so dass die hintere Zylinderkammer des Stellzylinders --63-- über die Zylinderkammer --72-- an den Abfluss --73-- für das Steueröl angeschlossen wird.
Durch die in dieser Weise bewirkte Druckmittelbeaufschlagung der vorderen Zylinderkammer des Stellzylinders-63-wird der Servokolben --64--, der eine gegenüber den Steuerkölbchen --46 und 47-- um ein Vielfaches grössere Kolbenfläche besitzt, ebenfalls in Pfeilrichtung-y-verschoben, u. zw. solange, bis die Kolbenabschnitte-53a und 53b-- wieder die in den Steuerzylinder --65-- ein-
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wegt ist. Bei dieser Bewegung nimmt die Kolbenstange --74-- des Servokolbens --64-- den SchwenkHebel --75-- in Pfeilrichting --z-- mit und schwenkt ihn um den in Fig. 6 angegebenen Winkel ss.
Durch diese Schwenkung des Schwenkhebels -75-- wird das die Fördermenge verändernde Organ der Pumpe - bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel somit die Taumelscheibe - -20-- - auf die normale Förderleistung der Pumpe eingestellt und bleibt in dieser Stellung stehen, solange nicht der Vorsteuerschieber --53-- entweder durch Betätigung des Handhebels --60-- oder aber durch ein Ansprechen der Steuervorrichtung --45-- verschoben wird.
Wird der Handhebel-60-in Pfeilrichtung-x-bewegt, so wird die Kolbenstange --52-- und
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damit der Vorsteuerschieber --53-- in Pfeilrichtung --y1-- bewegt, was eine entsprechende Bewegung des Servokolbens --64-- in Pfeilrichtung -y1-- und damit eine Schwenkung des Schwenkhebels --75-in Pfeilrichtung --zl-- zur Folge hat. Bei dieser Bewegung wird die hintere Zylinderkammer des Stellzylinders --63-- über die Steuerleitung --70-- durch den Steuerdruck beaufschlagt, während die vordere Zylinderkammer über die Steuerleitung --69-- an die Abflussleitung --71-- des Steuerschiebers angeschlossen und über die Zylinderkammer --72-- an den zum Leckölbehälter --43-- führenden Ab- fluss --73-- angeschlossen wird.
Eine Verstellung der Kolbenstange --52-- bzw. des Vorsteuerschie- bers-53-- in Richtung-y,- bewirkt somit ebenfalls eine entsprechende Verstellung des Servokolbens
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Die beiden äusseren Raststellungen, in denen der Handhebel --60-- nach Schwenkung in Pfeilrichtung-x bzw. x-festgestellt werden kann, entsprechen-wie bereits erwähnt-der normalen Betriebsfördermenge der Pumpe in den beiden möglichen Förderrichtungen. Ist die Druckflüssigkeitspumpe und die gesamte Schaltung so ausgebildet, dass nur in einer Förderrichtung gearbeitet werden kann, so wird selbstverständlich nur eine der normalen Förderung der Pumpe entsprechende Raststellung für den Handhebel--60-- vorgesehen.
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der von diesen Teilförderströmen gespeisten Verbrauchsstellen übernimmt nun die Steuervorrichtung --45--.
Steigt beispielsweise der Druckflüssigkeitsdruck in dem Teilförderstrom --26-- oder in beiden Teilförderströmen --26 und 27-- über den normalen festgelegten Betriebsdruck an, so wird durch die Beaufschlagung des Steuerkölbchens-46-oder der Steuerkölbchen --46 und 47-- die Scheibe --48-und damit die Steuerstange --49-- gegen die Rückstellkraft der Feder --50-- bzw. des aus mehreren Federn bestehenden Federelementes --50-- in Pfeilrichtung --y1-- verschoben, Die Feder --50-- bzw. das aus mehreren Federn bestehende Federelement --50-- besitzt - wie bereits erwähnt-eine der Gleichung aus N = p.
Q = konstant entsprechende Federcharakteristik, so dass bei einer Vergrösserung der Summe der Flüssigkeitsdrücke der Teilförderleitungen --26 und 27-- über den eingestellten normalen Betriebsdruck die Steuerstange -49-- in einem Masse in Richtung --y 1-- verschoben wird, wie es sich aus der vorerwähnten hyperbolischen Federcharakteristik der Feder bzw. des Federelementes--50ergibt.
Durch die Verschiebung der Steuerstange --49-- in Pfeilrichtung --y1-- wird infolge der in dieser
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Kolbenstange-52-- und der Vorsteuerschieber-53-- gleich-- 53-- in richtung --y1-- hat die vorstehend beschriebene Folge, dass der Servokolben --64-- um ein entsprechendes Mass ebenfalls in der Richtung --Y1-- bewegt wird. Infolge der relativ grossen Kolbenfläche des Servokolbens --64-- überträgt dieser bei seiner Bewegung in Richtung -Y1-- eine verhältnismässig grosse Kraft auf den mit seiner Kolbenstange -74-- gelenkig gekuppelten Schwenkhebel
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Schwenkung des Schwenkhebels --75-- wird die Schrägstellung der Taumelscheibe --20-- der Druckflüssigkeitspumpe gemäss Fig. 3 und 4 und damit die von der Druckflüssigkeitspumpe erzeugte GesamtFördermenge entsprechend der Gleichung N = p.
Q = konstant verkleinert. Die Schwenkung des Schwenkhebels --75-- bzw. die Verstellung der Taumelscheibe --20-- der Druckflüssigkeitspumpe wird somit erst dann beendet, wenn nach einer Erhöhung des Druckflüssigkeitsdruckes in einem oder mehreren Teilförderströmen --26 bzw. 27-- die Summe der auf die Teilförderströme entfallenden Einzelleistungen wieder der eingestellten Gesamtleistung der Pumpe entspricht.
Der Handhebel--60-- behält bei dieser automatischen Regelung der Fördermenge der Pumpe seine in Fig. 6 dargestellte Raststellung naturgemäss bei, so dass die zwischen dem Kupplungsring --56-- und dem Anschlag --55-- vorgesehene Druckfeder --58-- zusammengedrückt wird. Infolgedessen muss die Charakteristik der Druckfeder --58-- so auf die Federcharakteristik der Feder --50-- bzw. des aus mehreren Federn bestehenden Federelementes-50-abgestimmt werden, dass dessen vorerwähnte hyperbolische Federcharakteristik durch die Feder --58-- nicht verändert wird.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Feder --58-- so mit der Feder --50- bzw. dem Federelement --50-- zu kombinieren, dass diese zusammen die gewünschte, vorstehend beschriebene Federcharakteristik aufweisen.
Sinkt der Druck in den Teilförderleitungen --26 und 27-- wieder auf den normalen Betriebsdruck ab, so wird durch die Feder oder das Federelement --50-- die Steuerstange --49-- wieder in ihre Aus-
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gangsstellung in Richtung-y-zurückbewegt. Die zuvor zusammengepresste Feder --58-- wird hiedurch freigegeben, so dass sie den Steuerkolben --53-- wieder in seine eingestellte Ausgangsstellung zurückzieht. Hiedurch wird infolge der vorstehend beschriebenen Wirkungsweise auch der Servokolben
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wieder in Richtung --z-- geschwenkt und die Taumelscheibe-20-- der Druckflüssigkeitspumpe wie- der in ihre normale Betriebsstellung geschwenkt wird, die in Fig. 6 durch den Winkel ss bezeichnet ist.
Wird der Antriebsmotor der Pumpe abgeschaltet, so wird ausser der Druckflüssigkeitspumpe auch die den Steuerdruck erzeugende Steuerpumpe stillgesetzt. Die dem Schwenkhebel --75-- zugeordne- ten Rückstellfedern sind nunmehr in der Lage, diesen in seine Nullstellung zurückzuschwenken, da sich der Servokolben --64-- nunmehr ohne weiteres gegenüber dem Vorsteuerschieber --53-- axial ver- schieben lässt. Hiedurch wird das die Fördermenge der Pumpe verändernde Organ, im vorliegenden Fal- le also die Taumelscheibe --20-- der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Axialkolbenpumpe, in ihre
Nullstellung zurückgedreht, so dass bei erneutem Anschalten des Antriebsmotors die Druckflüssigkeits- pumpe --15-- mit der Fördermenge null anläuft und der Antriebsmotor nur einen entsprechend geringen
Anlaufwiderstand zu überwinden hat.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Erdbearbeitungs- oder Lademaschine mit einem hydraulisch angetriebenen Fahrwerk und min- destens einem hydraulisch bewegbaren Arbeitsgerät (z. B. Schaufel, Greifer, Löffel od. dgl.), deren hydraulische Motoren und Arbeitszylinder (Verbrauchsstellen) durch mindestens zwei Druckflüssigkeits- ströme gespeist werden und die mit einer für alle Verbrauchsstellen gemeinsamen, motorisch angetrie- benen Druckflüssigkeitspumpe mit mehreren Pumpenzylindern oder Pumpenkammern ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Druckschlitz des Steuerorgans (21) (Steuerrohr oder Steuerspiegel) der rohr- oder spiegelgesteuerten Druckflüssigkeitspumpe (15) in Drehrichtung ihres Kolben- bzw.
Flügelträgers (16) in an sich bekannter Weise in zwei oder mehr voneinander getrennte
Teilschlitze (z. B. 22, 23) unterteilt ist, die unter Vermeidung jeglicher druckmittelleitender Verbindung mit dem Saugschlitz (z. B. 24, 25) an mindestens zwei voneinander getrennte und zu mindestens zwei verschiedenen, ausserhalb der Pumpe (15) befindlichen Verbrauchsstellen (z. B. 10, 37) führende Teilförderleitungen (26, 27) angeschlossen sind, derart, dass die Gesamtförderung der Druckflüssigkeitspumpe (15) durch die Teilschlitze (z.
B. 22, 23) des Druckschlitzes in zwei oder mehr voneinander getrennte Teilförderströme (26, 27) unterteilt wird, die in ihren Grundeigenschaften (Förderdruck, Fördermenge und Fördergeschwindigkei1) voneinander unabhängig sind und durch die Teilförderleitungen (26, 27) unabhängig voneinander der Pumpe (15) entnommen werden können.