DE102012208307A1 - Damping device for wheeled loader, has hydropneumatic accumulator discharged through discharging valve according to operation of control valve when pressure at storage terminal is larger than pressure at power port - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a damping device according to the preamble of patent claim 1.
Derartige Dämpfungsvorrichtungen werden beispielsweise als Stabilisierungsmodul bei Radladern verwendet um die beim Fahren auftretenden Nickschwingungen zu dämpfen. Dazu wird zunächst eine beladene Schaufel über eine Pumpe und über einen Hubzylinder angehoben, und der unter Lastdruck stehende Druckraum des Hubzylinders über ein Steuerventil von der Pumpe getrennt. Während der beladenen Fahrt des Radladers wird der unter Lastdruck stehende Druckraum über das Stabilisierungsmodul mit einem geladenen Hydrospeicher verbunden um die Nickschwingungen zu dämpfen. Such damping devices are used, for example as a stabilization module in wheel loaders to dampen the pitching vibrations occurring during driving. For this purpose, a loaded blade is first lifted by a pump and a lifting cylinder, and the pressure chamber of the lifting cylinder, which is under load pressure, is separated from the pump by a control valve. During the loaded drive of the wheel loader, the pressure chamber under load pressure is connected via the stabilization module to a charged hydraulic accumulator in order to dampen the pitching oscillations.
In der Druckschrift
Wenn bei Aktivierung der Dämpfung durch Öffnung des Hauptventils der Druck des zuvor geladenen Hydrospeichers höher ist als der Druck im Druckraum des Hubzylinders, der weitgehend durch das Gewicht der Schaufel und ihrer Füllung bestimmt ist, treten bei derartigen Dämpfungsvorrichtungen nachteilige Entlastungsschläge auf. If, upon activation of the damping by opening the main valve, the pressure of the previously charged hydraulic accumulator is higher than the pressure in the pressure chamber of the lifting cylinder, which is largely determined by the weight of the blade and its filling, disadvantageous discharge shocks occur in such damping devices.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Dämpfungsvorrichtung zu schaffen bei deren Aktivierung Entlastungsschläge vermieden sind. In contrast, the invention is based on the object to provide a damping device in the activation of relief bumps are avoided.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Dämpfungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. This object is achieved by a damping device having the features of patent claim 1.
Die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung hat einen ersten Arbeitsanschluss zum Anschluss eines zu dämpfenden Verbrauchers (insbesondere eines Hubzylinders) einer mobilen Arbeitsmaschine (insbesondere eines Radladers und einen Speicheranschluss zum Anschluss eines Hydrospeichers. Weiterhin ist ein Hauptventil mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Schaltstellung vorgesehen. In der ersten Schaltstellung ist eine Verbindung ausschließlich vom ersten Arbeitsanschluss (und damit vom Verbraucher) zum Speicheranschluss (und damit zum Hydrospeicher) geöffnet. Damit ist die Dämpfung ausgeschaltet. In der zweiten Schaltstellung ist die Verbindung in beide Richtungen geöffnet. Damit ist die Dämpfung eingeschaltet. Weiterhin ist ein Stellventil vorgesehen, mit dem das Hauptventil hydraulisch in die zweite Schaltstellung geschaltet werden kann, also die Dämpfung ein- und wieder ausgeschaltet werden kann. Schließlich hat die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung ein Entladeventil, das derart mit dem Stellventil und mit dem ersten Arbeitsanschluss (und damit mit dem Verbraucher) und mit dem Speicheranschluss verbunden ist, dass nach der Betätigung des Stellventils der Hydrospeicher über das Entladeventil partiell entladen werden kann, wenn der Druck am Speicheranschluss (und damit im Hydrospeicher) größer als am ersten Arbeitsanschluss (und damit am Verbraucher) ist. Damit ist ein Entlastungsschlag bei der Verbindung des Hydrospeichers mit dem Verbraucher vermieden, da ein eventuell zu hoher Druck es Hydrospeichers zuvor reduziert und angepasst wird. Die Entladung bzw. Druckreduzierung erfolgt insbesondere dadurch, dass das Entladeventil eine Verbindung vom Speicheranschluss zu einem Entladeanschluss oder Tankanschluss der Dämpfungsvorrichtung öffnet. The damping device according to the invention has a first working connection for connecting a load (in particular a lifting cylinder) of a mobile working machine (in particular a wheel loader and a storage connection for connecting a hydraulic accumulator Switching position is a connection only from the first working port (and thus from the consumer) to the storage port (and thus to the hydraulic accumulator) is opened.Thus the damping is switched off.In the second switching position, the connection is open in both directions.Thus, the damping is switched on a control valve is provided with which the main valve can be hydraulically switched to the second switching position, that is, the damping can be switched on and off again il, which is so connected to the control valve and the first working port (and thus to the consumer) and to the storage port, that after the actuation of the control valve of the hydraulic accumulator via the discharge valve can be partially discharged when the pressure at the storage port (and thus in the hydraulic accumulator) is greater than at the first working port (and thus at the consumer). This avoids a discharge impact when connecting the hydraulic accumulator to the consumer, since any excessively high pressure of the hydraulic accumulator is previously reduced and adjusted. The discharge or pressure reduction takes place, in particular, in that the discharge valve opens a connection from the storage connection to a discharge connection or tank connection of the damping device.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben. Further advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Hauptventil erst nach Beendigung der partiellen Entladung des Hydrospeichers über das Stellventil in die zweite Schaltstellung geschaltet werden kann. Dadurch sind Entlastungsschläge weiter minimiert. It when the main valve can be switched only after completion of the partial discharge of the hydraulic accumulator via the control valve in the second switching position is particularly advantageous. As a result, relief bumps are further minimized.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung bleibt nach der Betätigung des Stellventils zunächst das Entladeventil so lange offen, bis der Druck am ersten Arbeitsanschluss (und damit am Verbraucher) um weniger als eine vorgegebene Druckdifferenz kleiner als der Druck am Speicheranschluss (und damit im Hydrospeicher) ist. In a particularly preferred embodiment, after the actuation of the control valve, the discharge valve initially remains open until the pressure at the first working connection (and thus at the consumer) is less than a predetermined pressure difference smaller than the pressure at the storage connection (and thus in the hydraulic accumulator).
Vorzugsweise ist ein Ventilkörper des Entladeventils hydraulisch einerseits über das Stellventil durch den Druck am Speicheranschluss (und damit im Hydrospeicher) belastbar, und andererseits durch den Druck am ersten Arbeitsanschluss (und damit des Verbrauchers) belastet. Die vorgegebene Druckdifferenz (z.B. etwa 10 bar) ist durch eine auf den Ventilkörper wirkende vorgespannte Feder definiert. Damit ist der Umschaltzeitpunkt des Entladeventils konkret umgesetzt. Die Feder ist vorzugsweise einstellbar.Preferably, a valve body of the discharge valve is hydraulically loaded on the one hand via the control valve by the pressure at the storage port (and thus in the hydraulic accumulator), and on the other hand by the pressure at the first working port (and thus of the consumer) charged. The predetermined pressure difference (e.g., about 10 bar) is defined by a biased spring acting on the valve body. Thus, the switching time of the discharge valve is implemented concretely. The spring is preferably adjustable.
Vorzugsweise ist der Ventilkörper des Entladeventils bei geöffnetem Stellventil mit dem Druck am Speicheranschluss in eine Öffnungsstellung zum Öffnen einer Entladeleitung bewegbar. Weiterhin ist der Ventilkörper des Entladeventils mit dem Druck am ersten Arbeitsanschluss zusammen mit der als Druckfeder ausgebildeten Feder der in eine Schließstellung bewegbar. Die Schließstellung dient zum Absperren der Entladeleitung zumindest in Richtung vom Speicheranschluss zu einem Tankanschluss.Preferably, the valve body of the discharge valve with open control valve with the pressure at the storage port in an open position for opening a discharge line is movable. Furthermore, the valve body of the discharge valve with the pressure at the first working port, together with the spring designed as a compression spring, can be moved into a closed position. The closed position is used for Shutting off the discharge line at least in the direction of the storage port to a tank connection.
Bei einer ersten besonders bevorzugten vorrichtungstechnisch einfachen Variante ist das Entladeventil ein leckagearmes 2/2-Wege-Sitzventil. In a first particularly preferred device-technically simple variant, the discharge valve is a leak-poor 2/2-way seat valve.
Dabei wird es bevorzugt, wenn zwischen einem Ausgang des Stellventils und einer in Öffnungsrichtung des Hauptventils wirkenden Steuerfläche ein Strombegrenzer vorgesehen ist, der unabhängig vom Druck und Viskosität des Steuerdruckmittels stets eine vorbestimme Steuerdruckmittelmenge vom Stellventil zur Steuerfläche durchlässt, so dass eine Öffnung des Hauptventils und eine beginnende Dämpfung immer eine gewisse Zeit (z.B. 2 Sekunden) beansprucht. It is preferred if a current limiter is provided between an output of the control valve and acting in the opening direction of the main valve control, regardless of the pressure and viscosity of the control pressure medium always passes a predetermined amount of control fluid from the control valve to the control surface, so that an opening of the main valve and a beginning damping always takes a certain amount of time (eg 2 seconds).
Dabei wird es bevorzugt, wenn das Hauptventil eine Absperrstellung hat, wobei die erste Schaltstellung zwischen der Absperrstellung und der zweiten Schaltstellung angeordnet ist. Bei einer Öffnung des Hauptventils muss somit die erste Schaltstellung überfahren werden, so dass auch ein Druckausgleich von dem druckhöheren Arbeitsanschluss zum druckniedrigeren Speicheranschluss erfolgen kann, wobei der Strombegrenzer dafür eine vorbestimmte Zeit zur Verfügung stellt. It is preferred if the main valve has a shut-off position, wherein the first switching position between the shut-off position and the second switching position is arranged. With an opening of the main valve thus the first switching position must be run over, so that a pressure equalization can be carried out from the higher pressure working port to pressure lower storage port, the current limiter for a predetermined time available.
Bei einer zweiten bevorzugten Variante ist das Entladeventil ein 5/2-Wege-Ventil. Dabei wird über die Öffnungsstellung seines Ventilkörpers eine Verbindung eines Ausgangs des Stellventils mit einer in Öffnungsrichtung des Hauptventils wirkenden Steuerfläche abgesperrt, wobei gleichzeitig die Steuerfläche entlastet wird. Damit ist sicher gestellt, dass das Hauptventil nicht zur Dämpfung öffnet, wenn das Entladeventil noch entlädt. Damit ist ein zeitliches Aufeinanderfolgen der beiden Zustände „Entladen“ und „Dämpfen“ sicher gestellt. In a second preferred variant, the discharge valve is a 5/2-way valve. In this case, a connection of an output of the control valve with a force acting in the opening direction of the main valve control surface is shut off via the open position of its valve body, at the same time the control surface is relieved. This ensures that the main valve does not open for damping when the unloading valve is still discharging. This ensures a temporal succession of the two states "unloading" and "damping".
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der zweiten Variante ist zwischen dem 5/2-Wege-Ventil und der in Öffnungsrichtung des Hauptventils wirkenden Steuerfläche eine Drosselanordnung vorgesehen. Dadurch werden die Öffnung und das Schließen des Hauptventils gedämpft und verzögert. In a preferred development of the second variant, a throttle arrangement is provided between the 5/2-way valve and the control surface acting in the opening direction of the main valve. This dampens and delays the opening and closing of the main valve.
Bei bevorzugten Anwendungsfällen der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung ist der von ihr dämpfbare Verbraucher doppelt wirkend, wobei die Dämpfungsvorrichtung einen Tankanschluss und einen zweiten Arbeitsanschluss zum Anschluss des Verbrauchers (insbesondere eines Ringraumes des Hubzylinders) hat. Dabei ist in der ersten Schaltstellung des Hauptventils eine Verbindung des zweiten Arbeitsanschlusses mit dem Tankanschluss abgesperrt, und in der zweiten Schaltstellung des Hauptventils die Verbindung in beide Richtungen geöffnet. In preferred applications of the damping device according to the invention of her dampable consumer is double acting, wherein the damping device has a tank port and a second working port for connecting the consumer (in particular an annular space of the lifting cylinder). In the first switching position of the main valve, a connection of the second working port to the tank port is shut off, and in the second switching position of the main valve, the connection is opened in both directions.
Im Folgenden werden anhand der Figuren verschiede Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert beschrieben. Es zeigen: In the following, various embodiments of the invention will be described in detail with reference to FIGS. Show it:
und
Insbesondere bei vergleichsweise zügiger Fahrt (z. B. ab 6 km/h) des Radladers und insbesondere bei einer gefüllten Schaufel kann an die in Hebekraft wirkende erste Arbeitsleitung
Die Dämpfungsvorrichtung
Die erste Schaltstellung a, die Absperrstellung b und die Entladestellung c sind kontinuierlich ineinander überführbar. Schließlich hat das Hauptventil
Der Ventilkörper des Hauptventils
Bei einem vorbestimmten Speicherdruck des Hydrospeichers
Das Stellventil
In der Steuerleitung
Erfindungsgemäß ist zwischen dem Speicheranschluss X2 und dem Tankanschluss T eine Entladeleitung
Bei beiden vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt das Einschalten der Dämpfung über das Stellventil
In vergleichsweise geringem Maße wirkt auch der Druck am Speicheranschluss X2 über eine ringförmige Differenzfläche
Der Ventilkörper
Die
Abweichend vom Entladeventil
In
In den
Abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen des Entladeventils
Offenbart ist eine Dämpfungsvorrichtung mit einem ersten Arbeitsanschluss zum Anschluss eines zu dämpfenden Verbrauchers einer mobilen Arbeitsmaschine und mit einem Speicheranschluss zum Anschluss eines Hydrospeichers. Weiterhin ist ein Hauptventil mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Schaltstellung vorgesehen. In der ersten Schaltstellung ist eine Verbindung ausschließlich vom ersten Arbeitsanschluss zum Speicheranschluss geöffnet. Damit ist die Dämpfung ausgeschaltet. In der zweiten Schaltstellung ist die Verbindung in beide Richtungen geöffnet. Damit ist die Dämpfung eingeschaltet. Weiterhin ist ein Stellventil vorgesehen, mit dem das Hauptventil hydraulisch in die zweite Schaltstellung geschaltet werden kann, also die Dämpfung ein- und wieder ausgeschaltet werden kann. Schließlich hat die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung ein Entladeventil, das derart mit dem Stellventil und mit dem ersten Arbeitsanschluss und mit dem Speicheranschluss verbunden ist, dass nach der Betätigung des Stellventils der Hydrospeicher über das Entladeventil partiell entladen werden kann, wenn der Druck am Speicheranschluss größer als am ersten Arbeitsanschluss ist. Damit ist ein Entlastungsschlag bei der Verbindung des Hydrospeichers mit dem Verbraucher vermieden, da ein eventuell zu hoher Druck es Hydrospeichers zuvor reduziert und angepasst wird. Disclosed is a damping device with a first working port for connecting a consumer to be damped a mobile machine and with a storage port for connecting a hydraulic accumulator. Furthermore, a main valve with at least a first and a second switching position is provided. In the first switching position, a connection is opened exclusively from the first working connection to the storage connection. This deactivates the damping. In the second switching position, the connection is open in both directions. Thus the damping is switched on. Furthermore, a control valve is provided, with which the main valve can be hydraulically switched to the second switching position, so the damping on and off again. Finally, the damping device according to the invention has a discharge valve, which is connected to the control valve and to the first working port and to the storage port such that after actuation of the control valve the hydraulic accumulator can be partially discharged via the discharge valve when the pressure at the storage port is greater than at the first Work connection is. This avoids a discharge impact when connecting the hydraulic accumulator to the consumer, since any excessively high pressure of the hydraulic accumulator is previously reduced and adjusted.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Hubzylinder lifting cylinder
- 2 2
- Bodenraum floor space
- 4 4
- Ringraum annulus
- 6 6
- erste Arbeitsleitung first line of work
- 8 8th
- Steuerblock control block
- 10 10
- zweite Arbeitsleitung second working line
- 12 12
- Tank tank
- 14; 114 14; 114
- Dämpfungsvorrichtung damping device
- 16 16
- Hydrospeicher hydraulic accumulator
- 18 18
- Hauptventil main valve
- 20 20
- Steuerleitung control line
- 22 22
- Steuerfläche control surface
- 24 24
- Feder feather
- 26 26
- Stellventil Control valve
- 28 28
- Steuerleitung control line
- 30 30
- Steuerfläche control surface
- 32 32
- Feder feather
- 34 34
- Strombegrenzer current limiter
- 36 36
- Entladeleitung discharge line
- 38; 138 38; 138
- Entladeventil unloader
- 40; 140 40; 140
- Ventilkörper valve body
- 42; 142 42; 142
- Druckfeder compression spring
- 44; 144 44; 144
- Gehäuse casing
- 46 46
- Längsachse longitudinal axis
- 48 48
- Ventilsitz valve seat
- 50 50
- konischer Abschnitt conical section
- 52 52
- Endabschnitt end
- 53 53
- Zwischenstück connecting piece
- 54 54
- Verschlussteil closing part
- 55 55
- Differenzfläche differential area
- 56 56
- Stirnfläche face
- 58 58
- Führungsbuchse guide bush
- 60 60
- Bohrungsstern bore star
- 134 134
- Drosselanordnung throttle arrangement
- 146 146
- Kanal channel
- 148 148
- Verschlussteil closing part
- 150 150
- Rückschlagventil check valve
- A A
- erster Arbeitsanschluss, Steueranschluss first work connection, control connection
- B B
- zweiter Arbeitsanschluss second work connection
- X1 X1
- Steueranschluss control connection
- X2 X2
- Speicheranschluss memory connector
- Y1 Y1
- Steueranschluss control connection
- Y2 Y2
- Steueranschluss control connection
- T T
- Tankanschluss tank connection
- T1 T1
- Tankanschluss tank connection
- 0 0
- Grundstellung initial position
- a a
- erste Schaltstellung first switching position
- b b
- Absperrstellung shut-off
- c c
- Entladestellung unloading
- d d
- zweite Schaltstellung second switch position
- e e
- Schaltstellung switch position
- f f
- Schließstellung closed position
- g G
- Öffnungsstellung open position
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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