DE1168193B - Steuerschieber fuer eine Regelhydraulik, insbesondere fuer Ackerschlepper - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: F 06 k

Deutsche Kl.: 47 g-29

Nummer: 1 168 193

Aktenzeichen: J 19914 XII / 47 g

Anmeldetag: 13. Mai 1961

Auslegetag: 16. April 1964

Die Erfindung betrifft einen Steuerschieber für eine Regelhydraulik, insbesondere für Ackerschlepper, und hat sich die Aufgabe gestellt, die funktionelle Ausbildung derartiger Steuerschieber zu verbessern.

Bei solchen Anlagen besitzt der Steuerschieber im allgemeinen mindestens zwei Steuerflächen, von denen die eine dazu bestimmt ist, den Drackölstrom direkt zu steuern oder eine Steuerleitung zu steuern, die über ein vorgesteuertes Ventil den Druckaufbau in der Hauptleitung bewirkt. Eine andere Steuerfläche dient dazu, den Ölrücklauf aus dem Arbeitszylinder zu steuern.

Der Steuerschieber wird üblicherweise durch eine Rückholfeder gegen das Regelgestänge in Anlage gehalten und besitzt drei Schaltstellungen: Neutral, Heben und Senken.

In Neutralstellung soll der ölkreislauf und damit die Pumpe druckentlastet sein. Es kann nun jedoch bei der Regelung vorkommen, daß der Steuerschieber nur so weit in Richtung Heben verschoben wird, daß zwar eine Drosselung des ölrücklaufs und damit ein Druckanstieg im Ölkreislauf erfolgt, diese jedoch nicht ausreicht, um den Gegendruck im Arbeitszylinder zu überwinden, das Gerät anzuheben und damit den Schieber über das Regelgestänge wieder in die Neutralstellung zurückzuführen. In diesem Falle würde die Pumpe dauernd gegen einen bestimmten Überdruck arbeiten, was Leistungsverluste und Ölerwärmung zur Folge hätte.

Es ist bereits eine Anlage bekannt, die versucht, die gestellte Aufgabe mittels eines anderen Prinzips zu lösen. Hierbei wird ein Ventil benutzt, das frei zwischen zwei Anschlägen auf einem Hohlschieber bewegbar ist und das einerseits unter der Wirkung einer Feder steht, während die andere Seite mit einer Kammer in Verbindung steht, deren Rücklauf durch eben das Ventil gesteuert wird. In der Neutralstellung wird der Druck in der Kammer durch die Fördermenge der Pumpe und die Einstellung einer Drosselstelle bestimmt. Liegt das Ventil in dieser Stellung gegen den Anschlag an, so kann eine erhebliche Drosselung in der Neutralstellung stattfinden. Liegt das Ventil nicht an, so wird der Neutralumlaufdruck durch die Kraft der Feder im Verhältnis zur Stirnfläche des Ventils bestimmt. Das heißt, die Drosselstelle zwischen der Kammer und dem Durchlaß stellt sich so ein, daß der entsprechende Druck in der Kammer aufrechterhalten bleibt. Die Größe der notwendigen Drosselung ist von der Durchflußmenge abhängig, und diese ist wiederum konstant, da keine Regelpumpe Verwendung findet. Das Ventil wird Steuerschieber für eine Regelhydraulik,
insbesondere für Ackerschlepper

Anmelder:

International Harvester Company m. b. H.,

Neuß, Industriestr. 39

Als Erfinder benannt:

Gerhard Pusch, Neuß-Reuschenberg,

Franz Henninghaus, Düsseldorf

also nicht vom Druck in der Druckleitung, sondern von dem Drosseldruck beaufschlagt, dessen Höhe durch die relative Stellung des Ventils zum Schieber sowie durch die Durchflußmenge bestimmt ist. Findet nun beim langsamen Bewegen des Schiebers eine Drosselung am Übergang vom Ringkanal zur Kammer statt, so bewirkt dies ausschließlich eine Drucksteigerung der Pumpe, ohne daß zunächst die Durchflußmenge sich ändert, solange der Arbeitsdruck im Arbeitszylinder nicht erreicht ist, da kein Öl über das Rückschlagventil zum Arbeitszylinder fließen kann.

An der Gleichgewichtsstellung des Ventils wird daher nichts geändert, und die Anlage muß drosseln.

Es kann sein, daß diese Ausbildung des Steuer-Schiebers die Drosselstellung etwas labiler gestaltet, mit Sicherheit kann sie dies jedoch nicht vermeiden. Demgegenüber schlägt die Erfindung vor, bei einem Steuerschieber für eine Regelhydraulik, insbesondere für eine Schlepperhydraulik mit Regelung auf Arbeitswiderstand und/oder Lagesteuerung, mit einem unter Druckmitteldruck zwischen zwei Anschlägen verschiebbaren, in einer Richtung unter Federdruck stehenden Teil zum schlagartigen Ein- und Ausschalten, erfindungsgemäß das verschiebbare Teil durch den ungedrosselten Druck in der zu steuernden Leitung verschiebbar zu gestalten.

Während bei der bekannten Ausführung die Umschaltung durch die Kraft einer Feder erfolgt, wenn die Durchflußmenge sich ändert, erfolgt die Umschaltung bei der erfindungsgemäßen Ausführung durch den Druck in der Druckleitung der Pumpe, wenn dieser den eingestellten sehr niedrigen Umlaufdruck übersteigt. Hierdurch wird die Drosselung bei allen Betriebszuständen mit Sicherheit vermieden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann auf dem Steuerschieber ein Ringkolben gelagert sein, dessen axiale Bewegbarkeit durch Anschläge am

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Steuerschieber beidseitig begrenzt ist, wobei er durch eine Rückholfeder entgegen der Schaltrichtung in Anlage gegen einen Anschlag gehalten wird.

In besonders einfacher und zweckmäßiger Weise kann die Erfindung bei einem Steuerschieber verwirklicht werden, der durch das Regelgestänge entgegen der Kraft einer Rückholfeder betätigt wird, indem das Ende des Steuerschiebers als Kolben ausgebildet ist, der eine geringe axiale Beweglichkeit gegenüber dem Steuerschieber besitzt und in Abhängigkeit vom Druck in der Druckleitung gegen den einen oder anderen seiner Anschläge zur Anlage gebracht wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen von zwei Ausführungsbeispielen erläutert:

F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Regelhydraulik für Ackerschlepper mit Arbeitswiderstand und Lagesteuerung, wobei der Steuerschieber nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch den Steuerschieber, wobei die Druckfläche zur Steuerung des Druckstromes nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind beim Ausführungsbeispiel zwei Steuersysteme vorgesehen, die auf den gleichen Steuerschieber wirken. Bei Regelung auf Arbeitswiderstand wird der Steuerimpuls vom oberen Lenker 1 abgenommen, der an einem Zwischenhebel 2 angeschlossen ist und bei 3 an der Rückwand 4 des Getriebegehäuses des Schleppers schwenkbar gelagert ist. Eine Ausgleichfeder 5 läßt eine gewisse Ausschwenkung des Zwischenhebels 2 zu. Die Übertragung des Steuerimpulses auf den Steuerschieber geschieht über eine Stange 6, die gegen das freie Ende des Zwischenhebels 2 zur Anlage kommt. In die Stange 6 ist eine Teleskopfeder 7 eingebaut. Bei 8 ist die Stange 6 an einem zweiarmigen Hebel 9 angelenkt, dessen unteres Ende 10 gegen das Ende 11 des Steuerschiebers 12 anliegt und dessen anderes Ende bei 13 drehbar gelagert ist. Zur Regelung der Arbeitstiefe ist der Drehpunkt 13 über einen Handhebel 14, der auf der Welle 15 drehbar gelagert ist, verstellbar. Die Lage des Drehpunktes 13 bestimmt die Arbeitstiefe, d. h. die Kraft im oberen Lenker 1, bei der sich der Steuerschieber in die Neutralstellung einstellt und das Gerät damit über den Kraftheber auf einer bestimmten Höhe hält.

Bei Lagesteuerung wird der Steuerimpuls von der Hubwelle 16 abgenommen. Eine Stapge 17 ist an der Hubwelle 16 bei 18 exzentrisch angelenkt. Vorzugsweise wird an der Stange 17 eine Langlochverbindung 19 vorgesehen, um die Lagesteuerung unwirksam zu machen, wenn mit Arbeitswiderstandssteuerung gefahren wird. In die Stange 17 ist ferner eine Teleskopfeder 59 eingebaut. Die Stange 17 ist bei 60 schwenkbar an einen zweiarmigen Hebel 20 angelenkt, dessen unteres Ende 21 direkt auf das Ende 11 des Steuerschiebers 12 wirkt. Der obere Drehpunkt 60 ist über den Handhebel 22 zur Vorwählung der Aushubhöhe des angebauten Gerätes verstellbar.

-Der hydraulische Teil der Anlage besteht aus einer kontinuierlich angetriebenen Pumpe 23 mit konstanter Fördermenge, die über die Leitung 24 öl aus dem Vorratsbehälter 25 ansaugt und es über die Leitung 26 zu einem vorgesteuerten Kolben 29, dessen vordere Steuerkante 30 bei Anlage gegen die Kegelbohrung 31 den ölrücklauf aus der Leitung 26 über den Ringkanal 32 und die Leitung 33 zum Vorratsbehälter 25 sperrt. Im Kolbenboden des Kolbens 29 ist eine Drosselbohrung 34 angeordnet, über die die Räume vor und hinter dem Kolben 20 in Verbindung stehen. Eine schwache Feder 34 α wirkt in Schließrichtung auf den Kolben 29.

Der Raum 35 hinter der Drosselstelle 34 steht über eine Steuerleitung 36 einerseits mit einem Überdruckventil 37 in Verbindung, das auf den Maximaldruck in der Anlage eingestellt ist.

Die Steuerleitung 36 führt ferner zum Steuerschieber 12. Er ist in einer Bohrung 38 seines Gehäuses längsverschiebbar gelagert und wird durch eine Feder 39 gegen die Hebelenden 10 bzw. 21 in Anlage gehalten. Er ist hydraulisch druckentlastet, und seine Steuerflächen haben die Aufgaben, den Steuerstrom zur Betätigung des vorgesteuerten Ventils 27 sowie den ölrücklauf aus dem Arbeitszylinder 40 zu steuern, über den die Hubwelle 16 zur Aushebung des angebauten Gerätes betätigt wird. Die Steuerleitung 36 mündet in den Ringkanal 41, der durch die Steuerkante 42 den Steuerstrom vom Rücklauf über die Leitung 43 zum Vorratsbehälter 25 absperren kann.

Die Druckleitung 44 zum Arbeitszylinder 40 steht mit dem Ringkanal 45 in Verbindung, der in Absenkstellung von der mit Drosselnuten versehenen Steuerkante 46 freigegeben wird, um den Rücklauf von öl aus dem Arbeitszylinder 40 über die Leitung 44, den Ringkanal 45 und die Leitung 47 zum Vorratsbehälter 25 zu ermöglichen.

Soll die Anlage auf Heben geschaltet werden, so wird der Steuerschieber 12 in F i g. 1 so weit nach rechts verschoben, daß die Steuerkante 42 den Ringkanal 41 abschließt. Über die Drosselstelle 34 baut sich nun vor und hinter dem Ventilkolben 29 der gleiche Druck auf, so daß die Feder 34 a das Kolbenventil 29 schließen kann und der volle Förderstrom der Pumpe 23 über die Leitung 26, das Rückschlagventil 48 und die Druckleitung 44 zum Arbeitszylinder 40 geleitet wird.

Bei der Rückkehr des Steuerschiebers 12 in die Neutralstellung nach F i g. 1 wird der Rücklauf aus der Steuerleitung 36 über den Ringkanal 41 zur Leitung 43 und zum Vorratsbehälter 25 wieder freigegeben. Der Raum 35 hinter dem Kolben 29 wird drucklos, und der Förderstrom der Pumpe 23 verschiebt unter einem durch die Kraft der Feder 34 a bestimmten niedrigen Umlaufdruck den Kolben 29 so weit, daß der volle Förderstrom der Pumpe über den Ringkanal 32 und die Leitung 33 zum ölbehälter 25 zurückfließen kann. Insbesondere bei der Lagesteuerung kann es vorkommen, daß sich durch Leckölverluste das Gerät langsam absenkt. Normalerweise wird das Gerät durch eine kurzzeitige Ölförderung wieder auf die eingestellte Höhe angehoben. Es kann jedoch auch vorkommen, daß der Steuerschieber 12 nur so weit verschoben wird, daß die Steuerkante 42 den Durchgang von der Steuerleitung 36 zur Leitung 43 nur drosselt, jedoch nicht ganz absperrt. In diesem Falle würde das Kolbenventil 29 nicht ganz schließen, und es würde sich ein Druck aufbauen, der gerade ausreicht, um das Gerät auf der augenblicklichen Höhe zu halten, d. h., die Pumpe 23 würde dauernd gegen einen bestimmten Druck arbeiten, der der Belastung der Hubvorrichtung entspricht. Um dies zu vermeiden, wirken die Hebel 10 und 21 nicht direkt auf den Steuerschieber 12, son-

■dem auf einen Kolben 49, der in einer Bohrung 50 des Steuerschiebers 12 gleitbar geführt ist. Der Kolben 49 besitzt eine Querbohrung 51, deren Durchmesser um ein geringes Maß größer ist als der Durchmesser eines sie durchsetzenden und im Steuerschieber 12 befestigten Stiftes 52. Der Kolben 49 besitzt daher eine geringe, nach beiden Seiten begrenzte Bewegbarkeit. Der Raum 53 vor dem Kolben 49 steht über Bohrungen 54 mit dem Ringkanal 41 dauernd in Verbindung.

Solange der Steuerschieber sich in der Neutrale oder Absenkstellung befindet, stehen der Ringkanal 41 und der Raum 53 über die Leitung 43 mit dem Vorratsbehälter 25 in Verbindung und sind daher drucklos. Durch die Wirkung der Rückholfeder 39 wird die Bohrung51 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung gegen die linke Seite des Stiftes 52 zur Anlage gebracht. Sobald sich jedoch die Steuerkante 42 der Begrenzung des Ringkanals 41 so weit genähert hat, daß eine Drosselung des Steuerstromes eintritt, baut sich ein Druck in der Steuerleitung 36, dem Ringkanal 41 und dem Raum 53 auf, der ausreicht, um den Steuerschieber 12 entgegen der Kraft der Feder 39 so weit nach rechts zu verschieben, daß die rechte Seite der Bohrung 51 gegen den Stift 52 zur Anlage kommt. Diese geringe Verschiebung reicht aus, um sicherzustellen, daß die Steuerkante 42 den Ringkanal 41 vollends überfährt und die Anlage auf Heben schaltet. Eine Drosselstellung, bei der die Pumpe dauernd gegen einen bestimmten Gegendruck arbeitet, ist somit nicht mehr möglich.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, daß die Verschiebbarkeit der Steuerkante 42 auf einem anderen konstruktiven Wege gelöst ist. Gleiche Teile werden mit den gleichen Bezugszeichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.

In diesem Fall ist auf dem Steuerschieber 12 ein Ringkolben 55 verschiebbar gelagert. Seine axiale Verschiebbarkeit ist durch die Anschläge 56 und 57 begrenzt. Der Anschlag 56 besteht aus einer Eindrehung des Steuerschiebers, während der Anschlag 57 von einem Ringstück gebildet ist, das auf das Schieberende aufgeschoben und durch einen Seegerring gesichert ist. Eine Feder 58 hält den Ringkolben 55 gegen den Anschlag 57. Nähert sich nun die Steuerkante 42 der Begrenzung des Ringkanals 41, so daß eine Drosselung des Steuerstromes eintritt, so baut sich im Ringkanal 41 ein Druck auf, der auf die Fläche 59 des Ringkolbens 55 wirkt und diesen entgegen der Kraft der Feder 58 so weit verschiebt, daß er gegen den Anschlag 56 zur Anlage kommt. Diese Verschiebung reicht aus, um sicherzustellen, daß die Steuerkante 42 den Ringkanal 41 stets vollends überfährt, sobald ein bestimmter Druckanstieg im Ringkanal 41 überschritten wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Steuerschieber für eine Regelhydraulik, insbesondere für eine Schlepperhydraulik mit Regelung auf Arbeitswiderstand und/oder Lagesteuerung mit einem unter Druckmitteldruck zwischen zwei Anschlägen verschiebbaren, in einer Richtung unter Federdruck stehenden Teil zum schlagartigen Ein- und Ausschalten, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Teil (12, 55) durch den ungedrosselten Druck in einer zu steuernden Leitung (36) verschoben wird.

2. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Steuerkante (42) tragende, verschiebbare Teil als Ringkolben (55) ausgebildet ist, der auf dem Steuerschieber (12) mit durch Anschläge (56, 57) am Steuerschieber beiderseitig begrenzter axialer Beweglichkeit gelagert ist, wobei der Ringkolben durch eine Rückholfeder (58) entgegen der Schaltrichtung in Anlage gegen einen Anschlag (57) gehalten wird.

3. Steuerschieber nach Anspruch 1 mit Betätigung entgegen einer Rückholfeder, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Steuerschiebers (12) als Kolben (49) ausgebildet ist, der in einer Bohrung (50) des Steuerschiebers geführt ist, wobei der Kolben eine Querbohrung (51) aufweist, deren Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser eines sie durchsetzenden Stiftes (52), und die Bohrung durch Kanäle (54) mit der Druckleitung (36) in Verbindung steht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 314 523, 538 705;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1049 180,1100413; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1773 287;
USA.-Patentschriften Nr. 2469 921, 2 542 082,
022,2 888 285.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 559/301 4.64 © Bundesdruckerei Berlin