DE102004033316A1

DE102004033316A1 - Verfahren zur Ansteuerung einer Hubwerksventilanordnung

Info

Publication number: DE102004033316A1
Application number: DE102004033316A
Authority: DE
Inventors: Sönke Dr. Jessen
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 2004-07-09
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2006-02-09
Also published as: DE502005006883D1; ATE426099T1; EP1766246A1; EP1766246B1; WO2006005450A1

Abstract

Offenbart ist ein Verfahren zur Ansteuerung einer Hubwerksventilanordnung eines doppelt wirkenden Hubwerks eines mobilen Arbeitsgerätes oder eines Anbaugerätes mit einem Hubzylinder, der zum Anheben oder Senken über ein stetig verstellbares Wegeventil und eine Druckwaage mit einer Pumpe verbindbar ist. Im Druckmittelströmungspfad zwischen dem Wegeventil und dem Hubzylinder ist ein Druckbegrenzungsventil angeordnet, über das ein Maximalauflagedruck einstellbar ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird das Hubwerk abgesenkt, bis dieser Maximalauflagedruck erreicht ist und das Hubwerk stehen bleibt. Bei stehengebliebenem Hubwerk und bei Anliegen eines Senkensignals am Wegeventil wird eine Bewegungsüberwachung gestartet, über die der Auflagedruck auch bei Bodenunebenheiten oder dergleichen im Wesentlichen konstant gehalten wird. Die Bewegungsüberwachung wird erst dann beendet, wenn der Sollwert am Bediengerät zurückgestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Hubwerksventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In modernen Traktoren der mittleren und oberen Leistungsklasse kommen bei der Arbeitshydraulik zunehmend elektrisch ansteuerbare Wegeventile für die Steuerung von Arbeitsfunktionen angekoppelter Geräte zum Einsatz. Die Steuerung dieser hydraulischen Funktionen erfolgt über einen sehr kompakten Steuerblock, bei dem die Steuerung mit allen wesentlichen Wege- und Regelventilen zu einer Einheit zusammengefasst sind. Ein derartiger Steuerblock ist beispielsweise in dem Katalog 1 987 760 507 (elektronisch-hydraulische Hubwerksregelung für Traktoren) der Anmelderin beschrieben.

1, auf die bereits jetzt Bezug genommen wird, zeigt den Grundaufbau der Arbeitshydraulik eines Traktors 1 oder eines sonstigen mobilen Arbeitsgerätes. Der Traktor 1 ist gemäß 1 mit einem Heckhubwerk 2 und einem Fronthubwerk 4 ausgeführt, deren Hubzylinder 6, 8 über einen Steuerblock 10 mit Druckmittel einer Hydropumpe 12 versorgbar sind. Bei dem dargestellten Stand der Technik sind die beiden Hubwerke 2, 4 einfachwirkend (ew) ausgeführt – es sind jedoch auch Lösungen bekannt, bei denen sowohl das Fronthubwerk 4 als auch das Heckhubwerk 2 doppelt wirkend (dw) ausgeführt werden. Der Steuerblock 10 enthält jedem der Verbraucher 6, 8 etc. zugeordnete elektrohydraulisch betätigbare Wegeventile 14, die über ein elektrisches Steuergerät 16 angesteuert werden. Die Sollwerte werden bspw. über ein Frontbedienteil 18 oder ein Heckbedienteil 20, die im Inneren der Traktorkabine 22 angeordnet sind oder über einen rückseitig am Traktor angeordneten Hecktaster 22 oder einen Fronttaster (nicht dargestellt) eingestellt.

Zur Erfassung der auftretenden Kräfte, Drücke und Geschwindigkeiten sind am Traktor 1 noch eine Vielzahl von Sensoren, beispielsweise Drucksensoren 26, Drehzahlsensoren 28, Lagesensoren 30, Kraftsensoren 32 oder Geschwindigkeitssensoren 34 vorgesehen, deren Signale über das Steuergerät 16 verarbeitbar sind.

Wie bereits erwähnt, ist bei den meisten bekannten Lösungen das Heckhubwerk 2 einfachwirkend ausgeführt, wobei der Hubzylinder 6 durch Druckmittelzufuhr über die Pumpe 12 ausgefahren wird und das Absenken durch das Eigengewicht des Heckhubwerks 2 und des daran ggf. angebauten Gerätes wie beispielsweise eines Pflugs 36 erfolgt.

Beispielsweise zum Säen mit einer Drillmaschine wird das Heckhubwerk 2 in eine Schwimmstellung gebracht, so dass das Anbaugerät aufgrund seines Eigengewichtes auf dem Boden aufliegt und eventuelle Bodenunebenheiten überfährt.

Mit den herkömmlichen einfachwirkenden Heckhubwerken lässt sich der Auflagedruck jedoch nicht aktiv verändern, da diese Hubwerke nicht im Arbeitsbereich "Drücken" betrieben werden können. Hierzu sind doppeltwirkende Heckhubwerke erforderlich, deren Grundaufbau demjenigen der üblicher weise verwendeten doppeltwirkenden Fronthubwerke entspricht. Die doppeltwirkenden Heckhubwerke 2 ermöglichen es, den Hubzylinder 6 in Richtung "Drücken" anzusteuern, so dass beispielsweise ein aktives Pflugein ziehen ermöglicht ist. Dieser Betriebszustand kann zum Beispiel auch verwendet werden, um den Traktor zum Wechsel der hinteren, großen Räder rückseitig anzuheben, so dass er auf der pendelnden Vorderachse und auf dem vom Heckhubwerk betätigten Anbaugerät oder direkt auf den Unterlenkern steht.

Der bisher eingesetzte Drucksensor beispielsweise im Fronthubwerk ist auf der Tragen-Seite angeordnet, es erfolgt eine Entlastungsdruckregelung – der Auflagedruck bleibt unbekannt oder wird zur Regelung nicht verwendet.

Die Lage- oder Druckregelung derartiger Hubwerke erfordert einen erheblichen regelungstechnischen Aufwand und beeinflusst somit den Preis der Arbeitshydraulik nachteilig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Hubwerksventilanordnung zu schaffen, das eine vereinfachte Regelung der Absenkbewegung im Arbeitsbereich "Drücken" ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Ansteuerung einer Hubwerksventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Steuerkonzept setzt voraus, dass eine Hubwerksventilanordnung verwendet wird, bei der im Druckmittelströmungspfad zwischen einem stetig verstellbaren Wegeventil, dem eine Druckwaage zugeordnet ist, und einem Arbeitsanschluss ein stetig verstellbares Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist, über das der Druck an dem Arbeitsanschluss, der mit einem in Richtung "Senken" wirksamen Druckraum eines Hubzylinders verbunden ist, auf einen maximalen Druck – im Folgenden Auflagedruck genannt – beschränkt wird.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Steuerkonzept wird dieser Auflagedruck durch entsprechende Einstellung des Druckbegrenzungsventils in Abhängigkeit von einem Betriebsbereich (beispielsweise normale Absenkfunktion, Betätigung Hecktaster, Betätigung Schnelleinzugsschalter, Reifenwechsel, Verwendung als einfach wirkendes Hubwerk) oder einem verwendeten Anbaugerät automatisch oder von Hand eingestellt. Der Fahrer gibt dann über ein Bediengerät, das auch ein Taster oder dergleichen sein kann, einen Sollwert zum Verstellen des Wegeventils in Richtung Senken ein, so dass das Hubwerk entsprechend abgesenkt wird. Bei Erreichen des voreingestellten Maximalauflagedrucks bleibt das Hubwerk stehen – dieser Betriebszustand wird über die Regelelektronik erkannt und ein Überwachungszyklus gestartet, so lange eine Regelabweichung in Richtung Senken besteht und der Betriebszustand "Stehenbleiben" vorliegt. Dieser Bewegungsüberwachungszyklus wird erst dann beendet, wenn der Sollwert am Bediengerät zurückgestellt wird.

Der gewünschte Auflagedruck wird somit durch geeignete Einstellung des stetig verstellbaren Druckbegrenzungsventils eingestellt und durch geeignete Ausgestaltung der Bewegungsüberwachung des Hubwerks weitestgehend konstant gehalten. Das Druckbegrenzungsventil wirkt somit praktisch als Druckeinstellgerät, wobei es die elektronische Bewegungsüberwachung ermöglicht, den Auflagedruck ohne die Verwendung von Drucksensoren einzustellen. Es zeigte sich, dass diese Art der Auflagedruckeinstellung für die landtechnische Praxis hinreichend genau und schnell durchgeführt werden kann.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Stehenbleiben des Hubwerks erkannt, wenn die Hubwerksgeschwindigkeit einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet. Diese Hubwerksgeschwindigkeit wird üblicher Weise im Rahmen der elektrohydraulischen Hubwerksregelung ohnehin benötigt und liegt als Signal vor.

Alternativ kann aus dem eingestellten Senkensignal zunächst die zu erwartende Hubwerksgeschwindigkeit mit Hilfe eines in der Steuerung abgelegten Kennfelds ermittelt werden. In Abhängigkeit von dieser Hubwerksgeschwindigkeit wird dann aus einem weiteren Kennfeld ein Überwachungswegintervall bestimmt und aus dem Quotienten des Überwachungswegintervalls und der Hubwerksgeschwindigkeit ein Überwachungszeitintervall bestimmt.

Die Regelung erkennt ein Stehenbleiben des Hubwerks, wenn während des vorgegebenen Überwachungszeitintervalls der Isthubwerksweg wesentlich kleiner als der Überwachungswegintervall ist.

Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Überwachungswegintervall etwa 1/30 des Gesamthubs beträgt und der Isthubweg weniger als 10% dieses Überwachungswegintervalls, d.h. 1/300 des Gesamthubs ist. Der Überwachungszeitintervall liegt üblicher Weise zwischen 0,05 und 5 sec, vorzugsweise zwischen 0,1 und 3 sec.

Bei einem besonderes bevorzugten Steuerungskonzept wird während der Bewegungsüberwachung das Wegeventil periodisch in seine Neutralstellung und nach einem vorbestimmten Zeitintervall wieder auf Senken gestellt, so dass der Auflagedruck auch bei Unebenheiten des Bodens erneut eingestellt wird und somit im wesentlichen konstant bleibt.

Für den Fall, dass das Hubwerk aufgrund äußerer Kräfte, beispielsweise Bodenunebenheiten während der Bewegungsüberwachung angehoben wird, wird das Wegeventil sofort aus der Neutralstellung auf Senken gestellt, so dass der Auflagedruck unverzüglich neu eingestellt wird.

Das System ist prinzipiell doppeltwirkend ausgeführt, es lässt sich jedoch einfachwirkend betreiben, indem das Druckbegrenzungsventil auf einen minimalen Wert eingestellt wird, so dass der in Richtung Senken wirksame Druckraum des Hubzylinders praktisch stets mit dem Tank verbunden ist – es stellt sich die gleiche Funktion wie bei einem einfachwirkenden System ein.

Für den Fall, dass die Einstellung des Sollwerts über einen Schnelleinzugstaster erfolgt, bleibt das Druckbegrenzungsventil auf den aktuellen Auflagedruck eingestellt, bei dem gewährleistet ist, dass das Hubwerk doppeltwirkend betätigt wird. Bei Erreichen des Auflagedrucks, d.h. beim Stehenbleiben des Hubwerks, wird das Wegeventil nicht – wie in der vorbeschriebenen Weise in seine Neutralstellung verstellt, sondern verbleibt in der Stellung Senken, so dass das Hubwerk eventuellen Bodenunebenheiten folgen kann. D.h. es erfolgt eine schnellste Senkenbewegung ohne Berücksichtigung der Lageeinstellung.

Bei einer längeren Betätigung des Schnelleinzugschalters erfolgt aus Sicherheitsgründen eine Abschaltung – das Wegeventil wird auf Neutral umgeschaltet, so dass das Druckmittel nicht übermäßig erwärmt wird.

Bei Betätigung eines Hecktasters wird über das Druckbegrenzungsventil der Maximalauflagedruck auf einen vergleichsweise geringen Wert begrenzt. Ist der Druck beispielsweise im normalen Betrieb und bei Betätigung des Schnelleinzugschalters auf etwa 50 bar begrenzt, so wird dieser Druck bei Betätigung des Hecktasters aus Sicherheitsgründen auf 5 bar reduziert.

Wie eingangs erläutert, kann mit Hilfe eines doppelt wirkenden Heckhubwerks auch die Hinterachse eines Traktors angehoben werden. Um ein Kippen des Traktors zu verhindern, kann erfindungsgemäß der Maximalauflagedruck auf einen Wert begrenzt werden, so dass ein versehentliches Ausheben der Hinterachse (Kippgefahr) nicht möglich ist. Zum Reifenwechsel oder dergleichen muss der Fahrer zunächst, beispielsweise an einem Terminal in der Fahrerkabine, eine Reihe von Sicherheitsabfragen abarbeiten, bevor er den Auflagedruck am Druckbegrenzungsventil auf ein höheres Niveau, beispielsweise 250 bar einstellen kann.

Bei den vorbeschriebenen Steuerkonzepten ist die Verwendung eines Drucksensors zur Bestimmung der Auflagekraft nicht erforderlich. In dem Fall, in dem das System in einer Ausbaustufe mit Drucksensoren zur Bestimmung des Auflagedrucks/Entlastungsdrucks etc. ausgeführt ist, kann die Einstellung des Druckbegrenzungsventils automatisch aus dem eingestellten Soll-Auflagedruck erfolgen. In dem Fall, in dem das System einfachwirkend betrieben werden soll, wird der Auflagedruck auf 0 bar eingestellt und auch das Druckbegrenzungsventil entsprechend eingestellt.

Unter dem Begriff Hubwerk ist allgemein eine Vorrichtung zu verstehen, über die ein einem mobilen Arbeitsgerät zugeordnetes Arbeitswerkzeug, Anbaugerät oder dergleichen gegenüber einer Bezugsebene bewegbar oder gegen diese drückbar ist.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Grundschema der Arbeitshydraulik eines herkömmlichen Traktors;
2 eine Schemadarstellung unterschiedlicher Betriebszustände eines doppeltwirkenden Heckhubwerks, das mit einer erfindungsgemäßen Hubwerksventilanordnung ausgeführt ist;
3 einen Hydraulikschaltplan des Heckhubwerks, mit dem die Betriebszustände gemäß 2 einstellbar sind;
4 eine Detaildarstellung der Hubwerksventilanordnung aus 3;
5 eine Schnittdarstellung einer Hubwerksventilanordnung, die in der Schaltung gemäß 3 verwendet ist und
6 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Steuerungsstruktur zur Ansteuerung der Hubwerksventilanordnung aus 3.
Es sei angenommen, dass der in 1 dargestellte Traktor 1 anstelle eines einfachwirkenden ein doppeltwirkendes Heckhubwerk 2 aufweist, wobei die Druckmittelversorgung der beiden Druckräume des Hubzylinders 6 über eine erfindungsgemäße Hubwerksventilanordnung erfolgt, die mit den Wegeventilen zur Ansteuerung der anderen Verbraucher des Traktors 1 zu einem Steuerblock 10 zusammengesetzt ist.
Ein Heckhubwerk 2 gemäß 1 lässt sich – wie in 2 dargestellt – in unterschiedlichen Betriebszuständen einsetzen. Im Arbeitsbereich "Tragen" ist das Heckhubwerk und entsprechend ggf. davon betätigte Anbaugeräte 36 entweder vom Boden abgehoben oder wird in Bodenkontakt mit einer vorbestimmten Stützkraft getragen. Dieser Arbeitsbereich tritt beispielsweise beim Pflügen oder beim Grubbern auf.
In 2 links ist der Hubkraftverlauf über der Hubhöhe dargestellt – diese Hubkraft muss vom Hubzylinder 6 des Heckhubwerks 2 aufgebracht werden. Beispielsweise zum Säen mit einer Drillmaschine wird eine lastfreie Zwischenstellung eingenommen, in der das Heckhubwerk 2 nicht mit einer Kraft beaufschlagt ist, so dass das Anbaugerät aufgrund seines Eigengewichtes auf dem Boden aufliegt. Eine derartige lastfreie Zwischenstellung wird üblicher Weise – wie im Folgenden beschrieben – durch Verstellen des Wegeventils 14 in eine Schwimmstellung eingestellt.
Wie eingangs erwähnt, kann zum Einstellen des Arbeitsbereiches "Drücken" das Heckhubwerk 2 so angesteuert werden, dass eine in Richtung auf den Boden wirkende Druckkraft aufgebracht wird. Eine derartige Einstellung ist beispielsweise beim aktiven Pflugeinziehen oder bei einem Packer erforderlich. Im Arbeitsbereich "Drücken" kann auch die Hinterachse des Traktors 1 angehoben werden, so dass ein Reifenwechsel möglich ist.
Durch die im Folgenden näher beschriebene Hubwerksventilanordnung 14 kann die im Arbeitsbereich "Drücken" wirksame Druckkraft auf unterschiedliche Werte begrenzt werden, wobei dieser Grenzwert in Abhängigkeit von im Folgenden noch näher beschriebenen Betriebszuständen variiert wird.
In 3 ist ein Schaltschema eines Heckhubwerks 2 dargestellt, das über eine erfindungsgemäße Hubwerksventilanordnung 14 angesteuert wird. Diese ist in einem in Scheibenbauweise ausgeführten Gehäuse aufgenommen und hat einen Druckanschluss P, einen Tankanschluss T sowie zwei Arbeitsanschlüsse A, B. Der Druckanschluss P ist über eine Pumpenleitung mit einer Verstellpumpe 38 verbunden, deren Förderdruck in Abhängigkeit von dem höchsten, an den Verbrauchern des Traktors 1 anliegenden Lastdruck eingestellt wird. Dieser Lastdruck wird an einem LS-Anschluss abgegriffen. Eine derartige LS-Steuerung ist jedoch keine Voraussetzung für das erfindungsgemäße System.
Der Druckanschluss P ist über einen Zulaufkanal 40 mit einem Eingangsanschluss P' einer Individualdruckwaage 42 verbunden, deren Ausgangsanschluss A' mit einem Eingangsanschluss P'' eines stetig verstellbaren Wegeventils 44 verbunden ist. Dessen Rücklaufanschluss R ist über einen Rücklaufkanal 46 mit dem Tankanschluss T der Hubwerksventilanordnung 14 verbunden. Das Wegeventil 44 hat zwei Arbeitsanschlüsse A'' und B'', die über Arbeitskanäle 48, 50 mit den beiden Arbeitsanschlüssen A, B der Hubwerksventilanordnung 14 verbunden sind.
In jedem Arbeitskanal 48, 50 ist jeweils ein Senkenmodul 52, 54 vorgesehen, das in einer Grundstellung als entsperrbares Rückschlagventil zur leckölfreien Einspannung des Hubzylinders 6 des Heckhubwerks 2 dient und in einer Regelposition den vom Hubzylinder 6 zurückströmen den Druckmittelvolumenstrom im Sinne einer Ablaufregelung steuert.
Der Arbeitskanal 50 ist stromabwärts des Senkenmoduls 54 über ein vorgesteuertes proportional verstellbares Druckbegrenzungsventil 56 mit dem Tankanschluss T verbindbar. Der Druck im anderen Arbeitskanal 48 wird über ein Sekundär-druckbegrenzungsventil 58 begrenzt. Der Hubzylinder 6 ist – wie erwähnt – doppeltwirkend ausgeführt, wobei ein in Richtung "Senken" wirksamer Ringraum 60 mit dem Arbeitsanschluss B und der in Richtung "Heben" wirksame Druckraum 62 mit dem Arbeitsanschluss A der Hubwerksventilanordnung 14 verbunden ist. Über den Hubzylinder 6 werden ein schwenkbar an einer Hubwelle 64 gelagerter Arm 66 sowie weitere Koppelelemente betätigt, an denen beispielsweise ein Anbaugerät, wie eine Drillmaschine oder ein Pflug 68 angebaut ist.
Einzelheiten der Hubwerksventilanordnung 14 werden anhand der vergrößerten Darstellung in 4 erläutert.
Ein Druckwaagenkolben 69 der Druckwaage 42 ist von einer Druckwaagenfeder 70 sowie von dem über einen Kanal 72 von einem mit dem LS-Anschluss verbundenen Lastmeldekanal 74 abgegriffenen Druck in Öffnungsrichtung und von dem Druck in einem Steuerkanal 76 in Schließrichtung beaufschlagt, der zwischen der Druckwaage 42 und dem Wegeventil 44 vom Zulaufkanal 40 abzweigt. Der LS-Kanal 74 führt zu einem Steueranschluss LS'' des Wegeventils 44. Dieses hat noch zwei weitere Steueranschlüsse X, denen ausgangsseitig Steueranschlüsse XA und XB zugeordnet sind.
Die Betätigung des Wegeventils 44 erfolgt über ein in 5 dargestelltes Pilotventil 78 bzw. eine Pilot ventilanordnung, die in der Darstellung gemäß 4 durch zwei elektrohydraulische Vorsteuerelemente 75, 77 ausgebildet ist. Das Dreieck 79 deutet die Druckversorgung dieser Vorsteuerelemente 77, 75 an. Über das Pilotventil 78 bzw. die Vorsteuerelemente 77, 75 kann Steueröl jeweils einem Steuerraum des Wegeventils 44 zugeführt werden, bis ein Ventilschieber 80 eine Arbeitsposition einnimmt. Diese wird über einen Wegaufnehmer 128 erfasst. Sobald vom Wegaufnehmer 128 die gewünschte Position gemeldet wird, wird das Vorsteuerelement 77, 75 wieder in seine Neutralstellung gebracht. Die Position des Ventilschiebers 80 wird geregelt aufrechterhalten, indem entsprechend dem Signal des Wegaufnehmers 128 die Vorsteuerelemente 77, 75 angesteuert werden. Die Vorsteuerelemente 77, 75 sind über Steuerleitungen 82 bzw. 84 mit der Druckversorgung 79 verbunden. Der Ventilschieber 80 ist über eine Zentrierfederanordnung 86 in seine dargestellte Grundposition (0) vorgespannt, in der der LS-Kanal 74 mit dem Tankkanal 46 verbunden ist und alle anderen vorgenannten Anschlüsse abgesperrt sind.
Die Ventilkörper der beiden Senkenmodule 52, 54 werden jeweils durch eine Feder 88 und durch den am Ausgang A'' bzw. B'' über Druckwaagenkanäle 90, 92 abgegriffenen individuellen Lastdruck stromabwärts des Wegeventils 44 in ihre Grundposition (a) beaufschlagt, in der die Senken-module 52, 54 als Rückschlagventile wirken, die eine Druckmittelströmung zu den Anschlüssen A, B zulassen. In Öffnungsrichtung sind die Ventilkörper der Senkenmodule 52, 54 jeweils von dem am Anschluss XA bzw. XB anliegenden Steuerdruck beaufschlagt, der über einen Entsperrkanal 94, 96 abgegriffen wird. Dieser Steuerdruck kann beispielsweise dem Eingangsdruck der Pilotventilanordnung 78 entsprechen.
Der Aufbau der Hubwerksventilanordnung mit der Individualdruckwaage 42, dem stetig verstellbaren Wegeventil 44 und dem beiden nachgeordneten Senkenmodulen 52, 54 entspricht im wesentlichen der herkömmlichen Lösung des Ventils SB23 LS, so dass in der Folge nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente beschrieben werden und im übrigen diesbezüglich auf den vorhandenen Stand der Technik zum Wegeventil SB23 LS verwiesen wird.
Soll beispielsweise der Hubzylinder 6 zum Anheben des Pflugs 68 verfahren werden, so wird über die Pilotventilanordnung 78 der Ventilschieber 80 des Wegeventils 44 in eine seiner mit (b) gekennzeichneten Regelpositionen verschoben. Je nach Position wird dabei eine Messblende auf gesteuert, die der Individualdruckwaage 42 nachgeschaltet ist. In Abhängigkeit von der Messblendenöffnung stellt sich die Druckwaage 42 in eine Regelposition ein, in der der Druckabfall über der Messblende konstant gehalten und somit ein lastdruckunabhängiger Druckmittelvolumenstrom eingestellt ist. Dieser Druckmittelvolumenstrom wird in den mit (b) gekennzeichneten Regelpositionen über die Druckwaage 42, den Druckanschluss P'' und den Ausgangsanschluss A'' des Wegeventils 44 zum Eingangsanschluss PDW des Senkenmoduls 52 und über dessen Ausgangsanschluss ADW zum Arbeitsanschluss A der Hubwerksventilanordnung 14 und von dort in den bodenseitigen Druckraum 62 geführt – der Hubzylinder 6 fährt aus. Das aus dem Ringraum 60 verdrängte Druckmittel strömt über den Arbeitsanschluss B der Hubwerksventilanordnung 14, den Arbeitskanal 50, den Ausgangsanschluss BDW und den Eingangsanschluss PDW des Senkenmoduls 54 zum Anschluss B'' des Wegeventils 44 und von dort über den Rücklaufanschluss R, den Tankkanal 46 und den Tankanschluss T zurück zum Tank. Diese Rückströmung wird dadurch ermöglicht, dass der an der Pilotventilanordnung 78 anliegende Eingangsdruck über den Steueranschluss X und den Ausgangsanschluss XB des Wegeventils 44 abgegriffen und über den Entsperrkanal 96 den Ventilkörper in Öffnungsrichtung beaufschlagt, so dass der Senkenmodul 54 entsperrt und die Rückströmung des Druckmittels zum Tank T hin ermöglicht. In diesen mit (b) gekennzeichneten Positionen des Senkenmoduls 54 wirkt dieser als Ablaufdruckwaage, über die der ablaufende Druckmittelvolumenstrom in gewissem Umfang geregelt wird.
Zum Andrücken eines vom Hubwerk getragenen Anbaugerätes wird das Wegeventil 44 in eine seiner mit (b) gekennzeichneten Regelpositionen verschoben, so dass entsprechend die Druckmittelzufuhr über das Senkenmodul 54 in seiner Rückschlagfunktion zum Ringraum 60 erfolgt, während das aus dem bodenseitigen Druckraum 62 abströmende Druckmittel über das entsperrte Senkenmodul 52 und das Wegeventil 44 zum Tank hin abströmt. Das Entsperren erfolgt dabei über den Steuerdruck, der über die Steueranschlüsse X, XA des Wegeventils 44 und den Entsperrkanal 94 an die in Öffnungsrichtung wirksame Steuerfläche des Senkenmoduls 52 geführt ist.
Zum lastfreien Auflegen wird das Wegeventil 44 in seine Schwimmstellung (Endstellung c) verfahren, in der beide Senkenmodule 52, 54 entsperrt und in ihre mit (b) gekennzeichnete Durchgangsposition verfahren werden und die Arbeitsanschlüsse A, B und der Steueranschluss LS mit dem Tankanschluss T verbunden und der Eingangsanschluss P'' abgesperrt ist.
In dem Arbeitsbereich "Drücken" wird – wie im Folgenden noch ausführlich erläutert – der Maximaldruck im Arbeitskanal 50 durch geeignete Einstellung des proportional verstellbaren Wegeventils 44 auf eine Wert von beispielsweise zwischen 0 bis 250 bar begrenzt.
5 zeigt einen Schnitt durch eine Ventilscheibe, durch die die Hubwerksventilanordnung 14 realisiert ist. Die Ventilscheibe hat ein scheibenförmiges Gehäuse 98, in das die Druckwaage 42, das Wegeventil 44, die beiden Senkenmodule 52, 54, das Pilotventil 78, das Sekundärdruckbegrenzungsventil 58 sowie das proportional verstellbare Druckbegrenzungsventil 56 integriert sind.
Die in 5 dargestellte Ventilscheibe 98 enthält weiterhin ein nur schematisch dargestelltes und von Hand betätigbares Notablassventil 100, über das die Arbeitskanäle 48 und 50 mit dem Tank T verbindbar sind.
Bei der in 5 dargestellten Lösung ist das Notablassventil 100 in einem Verbindungskanal 102 zwischen den Arbeitskanälen 48, 50 angeordnet. Es hat eine Kugel 104, die über eine von außen zugängliche Madenschraube 106 in eine Schließposition vorgespannt ist, in der eine Verbindung zu dem Tankkanal 46 und damit zum Rücklaufanschluss R abgesperrt ist. Durch Lösen der Madenschraube 106 wird die zuvor eingespannte Kugel 104 frei und kann daher durch den höheren Druck im Arbeitskanal 48 oder 50 in eine Öffnungsstellung gebracht werden, in der die Verbindung zum Tankkanal 46 geöffnet ist – das Druckmittel kann aus dem druckbeaufschlagten Arbeitskanal 48 oder 50 abgelassen werden.
Über das Sekundärdruckbegrenzungsventil 58 wird der Druck im Arbeitskanal 48 (Anschluss A) auf einen unterhalb des Pumpendrucks eingestellten Maximaldruck begrenzt. Der Aufbau derartiger Sekundärdruckbegrenzungsventile ist bekannt, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind. Auch der Aufbau des vorgesteuerten proportional verstellbaren Druckbegrenzungsventils 56 ist per se bekannt – ein Kolben 108 des Druckbegrenzungsventils 56 ist über eine schwache Druckfeder 110 und durch den Druck im Federraum gegen einen Ventilsitz in eine Schließstellung belastet. Der Druck im Federraum ist durch die mittels eines Proportionalmagneten 112 auf einen Schließkegel 114 aufgebrachte Kraft begrenzt.
Die Ansteuerung des Proportionalmagneten 112 erfolgt in der nachfolgend beschriebenen Weise über das Steuergerät 16.
Die Heben- und Senkenmodule 52, 54 haben ebenfalls einen herkömmlichen Aufbau, wobei ein Modulkolben 116 über eine Schließfeder 118 in eine Schließstellung vorgespannt ist. Der Federraum der Schließfeder 118 ist in der Schließstellung des Modulkolbens 116 vom Druck im Arbeitskanal 48 bzw. 50 beaufschlagt. Im Boden des Modulkolbens 116 ist ein Vorsteuerventilkörper 120 angeordnet, der ebenfalls über die Schließfeder 118 in seine Schließposition vorgespannt ist und dabei eine Vorsteueröffnung verschliesst. Der Vorsteuerventilkörper 120 hat einen Vorsprung, der in Anlage an einen Aufstoßkolben 122 bringbar ist. Dieser Aufstoßkolben ist rückseitig mit dem Druck am Steueranschluss XA (XB) beaufschlagbar, der über das Wegeventil 54 und dessen Anschluss X abgreifbar ist. D.h. bei Beaufschlagung des Aufstoßkolbens 122 des Senkenmoduls 52 oder 54 wird der Vorsteuerventilkörper 120 gegen die Kraft der Schließfeder 118 von seinem Vorsteuersitz angehoben – der Modulkolben 116 ist dann druckausgeglichen und kann durch den Aufstoßkolben 122 gegen die Kraft der Schließfeder 118 von seinem Sitz abgehoben werden, so dass Druckmittel vom Arbeitsanschluss A bzw. B zum Tank T hin abströmen kann.
Mit den Bezugszeichen 124, 126, 130, 132, 134 sind Drucksensoren bezeichnet, über die die Drücke in den Arbeitskanälen 48, 50, der Druck am Druckanschluss P, der Lastdruck und sonstige Drücke erfassbar sind.
Das Pilotventil 78 gemäß 5 ist als 4/3-Wegeventil ausgeführt, wobei dessen Ausgangsanschlüsse an die Steuerleitungen 82 bzw. 84 angeschlossen sind, die zu den stirnseitigen Steuerräumen 136 bzw. 138 des Wegeventils 44 geführt sind. An der in 5 linken Stirnfläche des Ventilschiebers 80 des Wegeventils 44 ist ein Wegaufnehmer 128 angeordnet, über den der Ventilschieberhub erfassbar ist.
Da – wie gesagt – der Grundaufbau der Hubwerksventilanordnung 14 gemäß 5 – abgesehen vom Druckbegrenzungsventil 56, vom Notablass 106 und der Positionierung des Sekundärdruckbegrenzungsventils 58 sowie der Drucksensoren 124, 126, 130, 132, 134 – bereits aus dem bekannten Ventil SB23 LS bekannt sind, kann auf die Beschreibung weiterer konstruktiver Details der vorbeschriebenen Ventilkomponenten verzichtet werden.
Zum Einstellen des Betriebsbereiches "Drücken" wird das Pilotventil 78 so angesteuert, dass in den Steuerräumen 136, 138 eine Steuerdruckdifferenz wirkt, durch die der Ventilschieber 80 aus der in 5 dargestellten federvorgespannten Grundposition nach links verschoben wird, so dass Druckmittel vom Druckanschluss P, über die Druckwaage 42, den sich verzweigenden Eingangsanschluss P'' des Wegeventils 44, dessen Ausgangsanschluss B'', das sich in seiner Rückschlagventilfunktion öffnende Senkenmodul 54 und den Arbeitskanal 50 zum Arbeitsanschluss B und von dort zum Ringraum 60 gefördert wird. Das aus dem bodenseitigen Druckraum 62 verdrängte Druckmittel wird über den Arbeitsanschluss A, das in der vorbeschriebenen Weise entriegelte Senkenmodul 52, den Anschluss A'' des Wegeventils 44, den Tankkanal 46 und den Rücklaufan schluss R zum Tank T zurückgeführt. Der maximale Auflagedruck ist durch geeignete Einstellung des Druckbegrenzungsventils 56 auf einen in Abhängigkeit vom verwendeten Anbaugerät oder in Abhängigkeit von der Aufgabenstellung an das Heckhubwerk 2 vorbestimmten wert begrenzt.
Dem Druckbegrenzungsventil 56 kann gemäß 4 ein Schaltventil 140 vor- oder nachgeschaltet sein, das über einen Magneten in eine Drosselstellung verfahrbar ist, so dass das Druckmittel nicht über das Druckbegrenzungsventil 56 zum Tank abströmen kann. Das Schaltventil 140 wird betätigt, wenn der Auflagedruck auf einen wert eingestellt werden soll, der oberhalb des am Druckbegrenzungsventil 56 einstellbaren Werts liegt (beispielsweise beim Reifenwechsel).
Im Folgenden wird das Steuerkonzept der Hubwerksansteuerung anhand unterschiedlicher Betriebszustände erläutert.
In der Regel wird das Heckhubwerk doppeltwirkend betrieben. Die Drucksensoren 124, 126, 130, 132, 134 ermöglichen dabei eine Lage-/Zugkraftregelung, wobei die Funktion jedoch auch ohne diese Druckerfassung gewährleistet ist, da eine Absicherung im Arbeitsbereich "Drücken" über das Druckbegrenzungsventil 56 möglich ist. Bei Einsatz der in 5 dargestellten Ausbaustufe mit Drucksensoren 124, 126, 130, 132, 134 kann der Auflagedruck/Entlastungsdruck über die Drucksensoren geregelt werden. Die Absicherung im Arbeitsbereich "Drücken" erfolgt dann wiederum über das Druckbegrenzungsventil 56, wobei dieses dann automatisch in Abhängigkeit vom Auflage-/Entlastungsdruck einstellbar ist. Das Basiskonzept der erfindungsgemäßen Steuerung wird anhand der in 3 dargestellten Ausbaustufe ohne Drucksensoren erläutert – dieses Grundkonzept ist auch bei der in 5 darge stellten Ausbaustufe anwendbar, wobei der wesentliche Unterschied zu den Lösungen ohne Drucksensoren darin liegt, dass die Einstellung des Druckbegrenzungsventils 56 in Abhängigkeit von dem eingestellten Auflagedruck erfolgt, der über die Druckregelung mittels der Drucksensoren geregelt werden soll. Wie im Folgenden erläutert wird, ermöglichen es beide Ausbaustufen, das Heckhubwerk sowohl doppeltwirkend als auch einfachwirkend zu betreiben.
1. Grundfunktion
Es sei angenommen, dass das Heckhubwerk 2 im Arbeitsbereich "Drücken" (siehe 2) betrieben werden soll, um beispielsweise einen Pflug einzuziehen. Der Fahrer erzeugt durch Einstellen am Heck-Bediengerät 20 oder an einem sonstigen Bedienelement ein Stellsignal, über das das Wegeventil 44 in eine seiner mit (b) gekennzeichneten Senken-Positionen nach links (4) verschoben wird. Gleichzeitig wird der Maximalauflagedruck im Arbeitskanal 50 durch geeigneten Einstellung des Druckbegrenzungsventils 56 begrenzt. Dieser Maximalauflagedruck kann in Abhängigkeit vom angehängten Arbeitsgerät – oder wie im Folgenden beschrieben – in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen variieren. Es sei angenommen, dass das Druckbegrenzungsventil 56 auf einen Druck von 50 bar eingestellt ist. Der Druckmittelvolumenstrom wird über den Arbeitsanschluss B in den Ringraum 60 des Hubzylinders 6 gefördert und aus dem bodenseitigen Druckraum 62 über das auf gesteuerte Ablaufmodul 52 und das Wegeventil 44 zum Tank T zurückgeführt – das Heckhubwerk 2 wird abgesenkt und beispielsweise der Pflug eingezogen. Dieses Absenken erfolgt nach der über das Steuergerät 16 vorgegebenen Regelung, beispielsweise einer Lageregelung. Bei Erreichen eines vorbestimmten maximalen Auflagedruckes – d.h. bei Überschreiten des eingestellten Maximaldrucks von beispielsweise 50 bar im Arbeitskanal 50, öffnet das Druckbegrenzungsventil 56 und das Druckmittel strömt nicht mehr über den Arbeitsanschluss B zum Hubzylinder 6 sondern zum Tank T hin ab – das Heckhubwerk 2 bleibt stehen, wobei das Bediengerät 20 immer noch auf "Senken" eingestellt ist. Aus dem "Stehenbleiben" des Heckhubwerks 2 erkennt der Fahrer das Erreichen des gewünschten, voreingestellten Auflagedrucks (50 bar) – das Wegeventil 44 kann auch neutral geschaltet werden, so dass dieser eingestellte, nicht geregelte Druck gehalten wird. Da dieser Druck aufgrund von Bodenunebenheiten etc. oder durch äussere Kräfte variieren kann, wird im Arbeitsbereich "Drücken" eine Bewegungsüberwachung (motion control) durchgeführt. Dieses Steuerungskonzept wird anhand 6 erläutert.
Das System befindet sich gemäß 6 zunächst im Ruhezustand, d.h. der Fahrer hat noch nicht auf den Arbeitsbereich "Senken" umgestellt. Nach Umschalten auf Senken werden zunächst Weg und Zeitintervalle für die Bewegungsüberwachung berechnet. Hierzu bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten, wobei beispielhaft lediglich zwei Methoden herausgegriffen wurden. Bei der in 6 dargestellten Lösung wird zunächst auf der Basis des vom Steuergerät 16 an das Wegeventil 44 bzw. das Pilotventil 78 abgegebenen Stellsignals die erwartete, normale Hubwerksgeschwindigkeit v über ein im Speicher des Steuergeräts 16 abgelegtes Kennfeld bestimmt. Über ein weiteres Kennfeld wird aus dieser Hubwerksgeschwindigkeit v ein geeignetes Wegintervall dw berechnet. Aus dem Quotienten dw/v wird dann ein Überwachungszeitintervall dt bestimmt. Die genannten Kennfelder sind so abgestimmt, dass sich im Hauptarbeitsbereich "Drücken" ein möglichst konstantes Wegintervall dw von etwa 1/30 des Gesamthubes ergibt. Solange während des berechneten Zeitintervalls der ermit telte weg zumindest etwa 90% des vorgenannten Wegintervalls (1/30 des Gesamthubes) trägt, erkennt die Steuerung, dass das Heckhubwerk 2 immer noch abgesenkt wird. Bewegt sich dieses während des Zeitintervalls um weniger als 10% des berechneten Wegintervalls (1/30 des Gesamthubs), so erkennt die Steuerung, dass das Heckhubwerk 2 "stehen bleibt" – das Wegeventil 44 wird in seine Neutralposition (0) gestellt.
In dem Fall, in dem weiterhin von der elektrohydraulischen Hubwerksregelung ein Senken-Sollsignal anliegt (Solllage noch nicht erreicht) und – wie vorstehend beschrieben – die Senkenbewegung abgeschaltet ist (Wegeventil 44) in Neutralstellung (0)) wird auf einen Bewegungsüberwachungsmodus umgeschaltet. Dazu wird während eines vorbestimmten Zeitintervalls, der nicht mit dem eingangs beschriebenen Zeitintervall zur Erfassung des Zustands "Stehenbleiben" identisch sein muss, eine "Druckmessung" durchgeführt. Dazu wird das Wegeventil 44 wieder in eine seiner "Senken"-Position (b) verstellt, d.h., es wird eine Senkenbewegung über eine festgelegte Rampe aktiviert um das "Druck messen" vorzunehmen. Dadurch wird das Heckhubwerk 2 abgesenkt und kann sich an die aktuelle Bodensituation anpassen. Nach dieser Senkenbewegung wird das Wegeventil 44 wieder in die Neutralstellung (0) zurückgestellt – die Überwachung wird solange durchgeführt, bis über das Bediengerät 20 das Senkensignal zurückgenommen ist.
In dem Fall, in dem eine Hubwerksbewegung nach oben aufgrund äusserer Kräfte erfolgt (beispielsweise Überfahren einer Bodenunebenheit, wird die vorbeschriebene erneute Absenkbewegung unmittelbar nach Auftreten dieser nach oben gerichteten Hubwerksbewegung gestartet, wobei diese unabhängig von dem eingestellten Zeitintervall (beispielsweise 5 Sekunden) erfolgen kann. Nach Zurücknehmen des Senkensignals befindet sich das System wieder in seinem in 6 links dargestellten Ruhezustand.
Bei dem vorbeschriebenen Steuerungskonzept werden die Zeit- und Wegintervalle aus Kennlinienfeldern bestimmt. Bei einer vereinfachten Lösung kann anstelle dieses relativ aufwendigen Verfahrens zur Ermittlung der Zeit-/Wegintervalle aus Kennlinienfeldern auch die Hubwerksgeschwindigkeit verwendet werden, die ohnehin im Rahmen der elektrohydraulischen Regelung erfasst ist (beispielsweise über den Sensor 30). Ein "Stehenbleiben" des Heckhubwerks 2 wird dann erkannt, wenn die Senkgeschwindigkeit während eines vorbestimmten Zeitintervalls eine Minimalgeschwindigkeit unterschreitet. D.h. anstelle des Wegintervalls wird direkt die Hubwerksgeschwindigkeit ausgewertet.
2. Einfachwirkende Funktion des Heckhubwerks
Wie erwähnt, kann das Heckhubwerk auch einfachwirkend betrieben werden. Hierzu wird der Druck des Druckbegrenzungsventils 56 auf einen Minimalwert, beispielsweise 5 bis 8 bar eingestellt, so dass am Arbeitsanschluss B und damit im Ringraum 60 des Hubzylinders 6 ein minimaler Druck eingestellt ist. Wird nun über die elektrohydraulische Hubwerksregelung (EHR) ein Senken-Signal abgegeben und die vorbeschriebene Bewegungsüberwachung aktiviert, da die tatsächliche Wegänderung des Hubwerks (Hubwellenwinkel) weniger als 10% der erwarteten Wegänderung pro Zeiteinheit beträgt (oder die Hubwerksgeschwindigkeit unterhalb des Grenzwerts liegt), so wird das Wegeventil 44 nicht wie in der doppeltwirkenden Funktion in die Neutralstellung (0) sondern in die Schwimmstellung (c) verstellt – das Hubwerk kann sich an eventuelle Unebenheiten des Bodens anpassen. Das einge stellte Verhalten entspricht demjenigen herkömmlicher einfachwirkender Hubwerksventile.
3. Schnelleinzug
Zum Betätigen des Schnelleinzugs wird ein Schnelleinzugsschalter betätigt, so dass das Heckhubwerk doppeltwirkend mit maximaler Geschwindigkeit abgesenkt wird, bis der am Druckbegrenzungsventil 56 eingestellte Auflagedruck erreicht ist. Bei Erreichen dieses Auflagedrucks wird im Unterschied zur vorbeschriebenen Grundfunktion das Wegeventil 44 nicht in seine Neutralposition (0) umgeschaltet, sondern verbleibt in seiner Senken-Position 8b), so dass das Heckhubwerk 2 sofort einer weiteren Absenkbewegung folgen kann.
Für den Fall, dass der Fahrer den Schnelleinzugsschalter längere Zeit betätigt (länger als beispielsweise 10 Sekunden) und das Heckhubwerk 6 während dieser Zeit stehenbleibt, wird das Wegeventil 44 in seine Neutralposition (0) verstellt, um eine unnötige Druckmittelerwärmung zu vermeiden.
Während der Betätigung in Senkenrichtung befindet sich die Pumpe der Arbeitshydraulik evtl. im Sättigungsbereich, d.h. es kann unter Umständen kein anderer Verbraucher betätigt werden.
4. Hecktaster
Bei der Betätigung des Hecktasters 24 (1) wird das Druckbegrenzungsventil – vorzugsweise automatisch – auf einen vergleichsweise geringen Druck von beispeilsweise 5 bar eingestellt. Dabei erfolgt der Hub des Heckhubwerks 2 mit einer festgelegten lastkompensierten Geschwindigkeit, wobei in Abhängigkeit vom weg die Ge schwindigkeit nach einer Rampe erhöht werden kann. In diesem Betriebsmodus ist ein feinfühliges An-/Abkuppeln der Anbaugeräte möglich. Das leere Hubwerk kann schnell abgesenkt werden.
5. Traktor anheben
Wie eingangs erläutert, ist es beispielsweise zum Reifenwechsel erwünscht, die Traktorhinterachse über das Heckhubwerk 2 anzuheben, so dass der Traktor 1 auf der pendelnden Vorderachse und einem evtl. nicht standfesten Anbaugerät steht, so dass eine erhebliche Kippgefahr besteht. Um diese zu verringern, wird der Maximalauflagedruck auf einen vergleichsweise niedrigen Druck, beispielsweise 50 bar begrenzt – ein Reifenwechsel ist dann ohne weiteres nicht möglich.
Zum Reifenwechsel muss der Druck des Druckbegrenzungsventils 56 erhöht werden, wobei dieser Modus erst nach einigen Abfragen eingestellt werden kann, so dass bewusste Bedienungseinschränkung vorliegt. Anhand dieser Sicherheitsabfragen kann beispielsweise überprüft werden, ob die Handbremse angezogen ist, der erforderliche Druck am Druckbegrenzungsventil (250 bar) eingestellt ist oder das Schaltventil 140 in seine Sperrstellung verschoben ist, falls der Maximaldruck des Druckbegrenzungsventils 56 nicht ausreichend ist (50 bar).
Durch die vorbeschriebenen Steuerungskonzepte im Zusammenwirken mit der Hubwerksventilanordnung lässt sich mit sehr geringem regelungstechnischen und vorrichtungstechnischen Aufwand das Heckhubwerk 2 im Arbeitsbereich "Drücken" mit hoher Präzision und Betriebssicherheit steuern.
Anstelle des vorbeschriebenen verstellbaren Druckbegrenzungsventils 56 kann auch ein fest eingestelltes Druckbegrenzungsventil verwendet werden, womit allerdings eine Komforteinbuße einher geht.
Offenbart ist eine Hubwerksventilanordnung zur Ansteuerung eines doppeltwirkenden Hubwerks oder eines Anbaugerätes mit einem stetig verstellbaren Wegeventil und einer Individualdruckwaage, über die ein Druckmittelvolumenstrom zu und von einem Hubzylinder des Hubwerks steuerbar ist. Im Druckmittelströmungspfad zwischen einem Ausgangsanschluss des Wegeventils und einem Arbeitsanschluss der Hubwerksventilanordnung ist ein proportional verstellbares Druckbegrenzungsventil vorgesehen, über das der Druck in diesem Bereich auf einen Maximalwert begrenzbar ist. Die Einstellung des Druckbegrenzungsventils erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von den Betriebszuständen des Hubwerks oder der Art des Anbaugerätes.

1: Traktor
2: Heckhubwerk
4: Fronthubwerk
6: Hubzylinder
8: Hubzylinder
10: Steuerblock
12: Pumpe
14: Hubwerksventilanordnung
16: Steuergerät
18: Bediengerät
20: Bediengerät
22: Kabine
24: Hecktaster
26: Drucksensor
28: Drehzahlsensor
30: Lagesensor
32: Kraftsensor
34: Geschwindigkeitssensor
36: Anbaugerät
38: Verstellpumpe
40: Zulaufkanal
42: Druckwaage
44: Wegeventil
46: Tankkanal
48: Arbeitskanal
50: Arbeitskanal
52: Senkenmodul
54: Senkenmodul
56: Druckbegrenzungsventil
58: Sekundärdruckbegrenzungsventil
60: Ringraum
62: Druckraum
64: Hubwelle
66: Arm
68: Anbaugerät
69: Druckwaagenkolben
70: Druckwaagenfeder
72: Kanal
74: LS-Kanal
75: Vorsteuerelement
76: Steuerkanal
77: Vorsteuerelement
78: Pilotventilanordnung
79: Steuerölversorgung
80: Ventilschieber
82: Steuerleitung
84: Steuerleitung
86: Rückstellfederanordnung
88: Feder
90: Druckwaagenkanal
92: Druckwaagenkanal
94: Entsperrkanal
96: Entsperrkanal
98: Ventilscheibe
100: Notablassventil
102: Verbindungskanal
104: Kugel
106: Madenschraube
108: Kolben
110: Druckfeder
112: Proportionalmagnet
114: Schließkegel
116: Modulkolben
118: Schließfeder
120: Vorsteuerventilkörper
122: Aufstosskolben
124: Drucksensor
126: Drucksensor
128: Wegaufnehmer
130: Drucksensor
132: Drucksensor
134: Drucksensor
136: Steuerraum
138: Steuerraum
140: Schaltventil

Claims

Verfahren zur Ansteuerung einer Hubwerksventilanordnung eines doppeltwirkenden Hubwerks eines mobilen Arbeitsgerätes oder eines Anbaugerätes mit einem Hubzylinder (6), der zum Anheben oder Senken über ein stetig verstellbares Wegeventil (44) und eine Druckwaage (42) mit einer Pumpe (P) verbindbar ist, wobei im Druckmittelströmungspfad zwischen dem Wegeventil (44) und einem in Richtung Senken wirksamen Druckraum (60) des Hubzylinders (6) ein – vorzugsweise stetig – verstellbares Druckbegrenzungsventil (56) angeordnet ist, mit den Schritten: – Einstellen des Druckbegrenzungsventils (56) auf einen Maximalauflagedruck in Abhängigkeit von einem Betriebsbereich oder einem verwendeten Anbaugerät; – Einstellen eines Sollwerts über ein Bediengerät (18, 20, 24) zum Verstellen des Wegeventils (44) in Richtung Senken; – Absenken des Hubwerks (2) bis der Maximalauflagedruck erreicht ist und Erkennen des Zustands "Stehen bleiben" des Hubwerks (2); – Starten einer Bewegungsüberwachung, so lange am Wegeventil (44) noch ein Senkensignal anliegt und das Hubwerk im Zustand "Stehen bleiben" ist und – Beenden der Bewegungsüberwachung, wenn der Sollwert am Bediengerät zurückgestellt ist.
Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei das "Stehen bleiben" des Hubwerks (2) erkannt wird, wenn eine Hubwerksgeschwindigkeit einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet.
Verfahren nach Patentanspruch 1 mit den Schritten: – Auslesen einer zu erwartenden Hubwerksgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem eingestellten Senkensignal mittels eines abgespeicherten Kennfeldes; – Auslesen eines geeigneten Überwachungswegintervalls in Abhängigkeit von der zu erwartenden Hubwerksgeschwindigkeit mittels eines weiteren Kennfeldes; – Berechnen eines Überwachungszeitintervalls aus dem Quotienten des Überwachungswegintervalls und der Hubwerksgeschwindigkeit; – Erkennen des Zustandes "Stehen bleiben", wenn während des Überwachungszeitintervalls der Isthubwerksweg wesentlich kleiner als der Überwachungswegintervall ist.
Verfahren nach Patentanspruch 3, wobei der Überwachungswegintervall ca. 1/30 des Gesamthubes beträgt und das "Stehen bleiben" erkannt wird, wenn der Isthubwerksweg weniger als 10% des Überwachungswegintervalls beträgt.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, wobei der Überwachungszeitintervall zwischen 0,05 und 5 sec. beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei während der Bewegungsüberwachung das Wegeventil (44) periodisch in Neutralstellung (0) und nach einem vorbestimmten Zeitintervall wieder auf Senken (b) gestellt wird.
Verfahren nach Patentanspruch 6, wobei während der Bewegungsüberwachung das Wegeventil (44) bei Anheben des Hubwerks aufgrund äußerer Kräfte aus der Neutralstellung (0) wieder auf Senken (b) verstellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der maximale Auflagedruck auf etwa 0 bar eingestellt wird, um das Hubwerk einfachwirkend zu betreiben, wobei das Wegeventil (44) bei Erreichen des Maximalauflagedrucks in eine Schwimmstellung (c) verstellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Bediengerät ein Schnelleinzugschalter ist, bei dessen Betätigung der Maximalauflagedruck so eingestellt wird, dass das Hubwerk (2) doppeltwirkend betätigt wird, wobei das Wegeventil (44) während der Bewegungsüberwachung in der Stellung Senken bleibt und nach einer vorbestimmten Abschaltzeit, während der der Schnelleinzugschalter betätigt ist, in Stellung Neutral (0) umgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Bediengerät ein Taster (24) ist, bei dessen Betätigung der Maximalauflagedruck auf einen vergleichsweise geringen Wert (beispielsweise 5 bar) begrenzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Maximalauflagedruck auf einen Wert begrenzt ist, der kein Ausheben einer Hinterachse des mobilen Arbeitsgerätes ermöglicht und wobei ein höherer, für ein Ausheben hinreichender Maximalauflagedruck nur nach mehreren Sicherheitsabfragen einstellbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Auflagedruck über Drucksensoren (124, 126, 130, 132, 134) erfasst und in Abhängigkeit von deren Messsignal geregelt wird und die Einstellung des Maximalauflagedrucks in Abhängigkeit vom als Sollwert vorgegebenen Auflagedruck erfolgt.