DE1193877B

DE1193877B - Mobile loader, especially crawler loader, with hydraulic drive for several functions

Info

Publication number: DE1193877B
Application number: DES78149A
Authority: DE
Inventors: Egon Steffen
Original assignee: SAARBERGTECHNIK GmbH
Current assignee: SAARBERGTECHNIK GmbH
Priority date: 1962-02-21
Filing date: 1962-02-21
Publication date: 1965-05-26

Description

Fahrbares Ladegerät, insbesondere Laderaupe, mit hydraulischem Antrieb für mehrere Funktionen Die bekannten fahrbaren Ladegeräte, insbesondere Laderaupen, ob Front- oder überkopflader, sind im allgemeinen mit einer Einkreishydraulik ausgerüstet. Bei derartigen Anlagen werden alle vorhandenen Arbeitszylinder, die zur Betätigung der Ladeeinrichtung mit Kippvorrichtung sowie der Anbaugeräte dienen, von einer einzigen Pumpe gespeist. Die Erfindung bezieht sich auf ein solches fahrbares Ladegerät mit hydraulischem Antrieb für mehrere Funktionen, z. B. für »Laden«, »Planieren« und »Anbaugeräte«. Da die einzelnen Funktionen durch verschiedene Steuerventile nicht nur getrennt, sondern zum Teil auch gleichzeitig ausgelöst werden, muß eine einzige Pumpe für eine große Förderleistung ausgelegt werden. Da die Förderpumpe von der Fahrmaschine des Ladegerätes angetrieben wird, wird die Schubleistung der Maschine häufig mehr als nötig beeinträchtigt. Aus diesem Grunde begrenzt man die Antriebsleistung an einzelnen Verbrauchern, obwohl sie an sich ein Maximum an Leistung erforderten.Mobile charger, especially crawler loader, with hydraulic drive for several functions The well-known mobile chargers, especially crawler loaders, whether front or overhead loaders are generally equipped with single-circuit hydraulics. In such systems, all existing working cylinders that are required for actuation the loading device with tipping device and the attachments are used by one fed by a single pump. The invention relates to such a mobile charger with hydraulic drive for several functions, e.g. B. for "loading", "leveling" and "attachments". Since the individual functions through different control valves must not only be triggered separately, but also partly simultaneously single pump can be designed for a large delivery rate. As the feed pump is driven by the driving machine of the charger, the thrust is the Machine often impaired more than necessary. For this reason they are limited Drive power to individual consumers, although they are a maximum of power required.

Für hydraulische Krantriebwerke ist es bekannt, mehrere Förderpumpen für die verschiedenen Triebwerke vorzusehen und durch eine automatische Schaltung die Pumpen der jeweils nicht eingeschalteten Triebwerke auf das oder die eingeschalteten Triebwerke arbeiten zu lassen. Hierdurch soll an installierter Pumpenleistung gespart werden.It is known for hydraulic crane drives to have several feed pumps to be provided for the various engines and by an automatic circuit the pumps of the engines that are not switched on to the one or those that are switched on Let the engines work. This is intended to save on installed pump capacity will.

Dieses Problem wird bei der Erfindung nicht berührt, obwohl sie von dem Gedanken, mehr als eine Pumpe für verschiedene Funktionen und entsprechende Schaltmittel vorzusehen, Gebrauch macht. Eine automatische Zuschaltung aller Pumpen auf beispielsweise nur einen beliebigen, gerade eingeschalteten Verbraucher wird jedoch den besonderen Betriebsbedingungen eines fahrbaren Ladegerätes nicht gerecht, da beim Planieren zum feinfühligen Steuern des Planierschildes eine geringere Pumpenleistung erwünscht ist als beim Ladebetrieb. Eine geringere Pumpenleistung beim Planieren käme andererseits der Fahrmaschine zugute, die beim Planierbetrieb höchste Leistung abzugeben hat.This problem is not addressed in the invention, although it is from the thought of having more than one pump for different functions and appropriate Provide switching means makes use. Automatic activation of all pumps on, for example, only any consumer that is currently switched on but does not do justice to the special operating conditions of a mobile charger, because when leveling for sensitive control of the dozer blade, a lower pump output is more desirable than in charging mode. Lower pump performance when leveling On the other hand, the driving machine would benefit, which has the highest level of performance in grading operations has to submit.

In Erkenntnis dieser Zusammenhänge wird ein fahrbares Ladegerät mit hydraulischem Antrieb für mehrere Funktionen, bestehend aus mehreren Pumpen und Schaltmitteln zum Verteilen oder Zusammenfassen der Pumpenleistungen auf die verschiedenen Triebwerk gemäß der Erfindung durch einen mehrere Schaltstellungen zulassenden Vorwähldrehschieber mit drei Eingängen gesteuert, von denen zwei für den Anschluß zweier Förderpumpen verschiedener Leistung und einer für den Anschluß des einen Zweiges einer Schleife in der Steuerleitung für die Hubzylinder bestimmt sind, und mit mehreren Ausgängen, von denen der eine zum Steuerventil der Hubzylinder und weitere zu den Steuerventilen von Zusatzgeräten, wie Aufreißer und Grabenbagger führen, während an einen weiteren Ausgang der andere Zweig der Steuerleitungsschleife der Hubzylinder gelegt ist und ein Ausgang mit einem hydropneumatischen Kraftspeicher in Verbindung steht. Der hydropneumatische Kraftspeicher hat dabei die Aufgabe, beim Ladebetrieb Lastspitzen aufzufangen, und wirkt insoweit als dritte Kraftquelle, ebenfalls zu dem Zweck, eine weitgehende Unabhängigkeit der Leistung bzw. Schluckfähigkeit der Arbeitszylinder für die verschiedenen Funktionen zu erhalten.Recognizing these relationships, a mobile charger is included hydraulic drive for several functions, consisting of several pumps and Switching means for distributing or summarizing the pump outputs to the various Engine according to the invention by a preselection rotary slide valve that allows several switching positions controlled by three inputs, two of which are used to connect two feed pumps different power and one for the connection of one branch of a loop are intended in the control line for the lifting cylinders, and with several outputs, One of them to the control valve of the lifting cylinder and others to the control valves of ancillary equipment, such as rippers and trencher, while another Output the other branch of the control line loop of the lifting cylinder is placed and an output is connected to a hydropneumatic energy accumulator. Of the The task of hydropneumatic energy storage is to handle load peaks during charging and acts as a third source of power, also for the purpose of a large degree of independence of the performance or ability of the working cylinder to swallow for the various functions.

Es ist beispielsweise eine Schaltstellung des Vorwähldrehschiebers für Ladebetrieb vorgesehen, in der die Ladeeinrichtung an die größere und der Heckaufreißer an die kleinere Pumpe angeschlossen ist. Beim Einsatz eines Heckaufreißers ist das Ladegerät bekanntlich in Fahrbewegung, so daß von der kleineren Pumpe für den Heckaufreißer ein kleinerer Leistungsanteil der Fahrmaschine abgezweigt wird, als wenn der Heckaufreißer an eine einzige, größere, für den Ladebetrieb ausgelegte Pumpe angeschlossen wäre.It is, for example, a switch position of the preselector rotary valve intended for loading operation, in which the loading device is attached to the larger and the rear ripper connected to the smaller pump. When using a rear ripper, that is Charger is known to be in motion, so that from the smaller pump for the rear ripper a smaller share of the power of the driving machine is diverted than when the rear ripper would be connected to a single, larger pump designed for charging.

Für den Planierbetrieb hingegen, bei dem ebenfalls die Ladeeinrichtung zum Betätigen des Planierschildes gesteuert :sein muß, ist eine Schaltstellung des Vorwähldrehschiebers vorgesehen, in der die Ladeeinrichtung an die kleinere Pumpe und der Heckaufreißer an die größere Pumpe angeschlossen ist. Bei dieser Schaltstellung wird für die Ladeeinrichtung nur die Förderleistung einer kleineren Pumpe von der Schubleistung der Fahrmaschine abgezweigt, in der Erkenntnis, daß zum Bewegen eines Planierschildes kleinere Fördermengen erforderlich sind als beim Laden und Kippen.For leveling operations, however, where the loading device is also used to operate the dozer blade controlled: must be, is a switch position of the Pre-selection rotary valve is provided in which the charging device is connected to the smaller pump and the ripper is connected to the larger pump. In this switch position only the delivery rate of a smaller pump is used for the charging device Thrust power of the driving machine branched off in the knowledge that to move a Dozer blade smaller flow rates are required than when loading and tipping.

In der Zeichnung ist dasAusführungsbeispiel eines Schaltschemas für die hydraulische Antriebsanlage eines Front- und überkopfladers gemäß der Erfindung dargestellt. Die Zweikreishydraulikanlage wird von einer größeren Pumpe 1 mit einer Förderleistung Q, von z. B. 40 LfMin. und einer Pumpe 2 mit einer Förderleistung von z. B. 201/Min. gespeist. Zwischen den Pumpen und den Steuerventilen für die einzelnen Verbraucher, von denen lediglich das Steuerventil 3 für die Hubzylinder 4 der Ladeeinrichtung dargestellt' ist, liegt ein Vorwähldrehschieber 5 mit sechs Schaltstellungen I bis VI. Der Vorwähldrehschieber hat drei Eingänge A, B und C sowie sechs Ausgänge D; E, F, G, H, I. Die von diesen Ausgängen abgehenden Leitungen d, e, g führen zu den Steuerventilen für verschiedene Anbaugeräte, wogegen der Ausgang F zum Steuerventil 3 der Ladeeinrichtung führt. Der Ausgang H ist an einen hydropneumatischen Kraftspeicher 6 angeschlossen, wogegen der Ausgang l'an die Steuerleitung 7 zum »Heben« der Ladeeinrichtung angeschlossen ist, die als Schleife über den Eingang C des Vorwähldrehschiebers 5 rückgeführt ist.The drawing shows the exemplary embodiment of a circuit diagram for the hydraulic drive system of a front and overhead loader according to the invention. The dual-circuit hydraulic system is operated by a larger pump 1 with a delivery rate Q of z. B. 40 min. and a pump 2 with a delivery rate from Z. B. 201 / min. fed. Between the pumps and the control valves for the individual consumers, of which only the control valve 3 for the lifting cylinder 4 of the loading device is shown, there is a preselector rotary slide valve 5 with six switching positions I to VI. The preselector rotary valve has three inputs A, B and C as well as six outputs D; E, F, G, H, I. The lines d, e, g going from these outputs lead to the control valves for various attachments, whereas the output F leads to the control valve 3 of the charging device. The output H is connected to a hydropneumatic energy store 6, whereas the output 1 'is connected to the control line 7 for "lifting" the loading device, which is fed back as a loop via the input C of the preselector rotary slide valve 5.

Ein Sperrblock 8 zwischen dem Steuerventil 3 und den Hubzylindern 4, bestehend aus einem Doppelrückschlagventil, verhifideit beim überkopfladen die Entstehung von negativen Drücken in den Zylindern 4.A blocking block 8 between the control valve 3 and the lifting cylinders 4, consisting of a double check valve, prevents negative pressures from developing in the cylinders 4 during overhead loading.

In die Leitungen 7 und 9 sind zwischen dem Sperrblock 8 und den Hubzylindern 4 Mengenbegrenzungsventile 10 und 11 für eine Begrenzung der jeweiligen Rücklaufölmenge vorgesehen. Mit der eingestellten Rücklaufmeilge werden die nicht dargestellten Kippzylinder der Ladeeinrichtung über die Leitungen 12 und 13 und den Sperrblock 14 versorgt, so daß durch die Begrenzung der Rückölmenge das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Hubzylindern 4 und den Kippzylindern eingestellt ist.In the lines 7 and 9, between the blocking block 8 and the lifting cylinders 4, quantity limiting valves 10 and 11 are provided for limiting the respective amount of return oil. With the set return mileage, the tilting cylinders, not shown, of the loading device are supplied via lines 12 and 13 and the locking block 14, so that the speed ratio between the lifting cylinders 4 and the tilting cylinders is set by limiting the amount of return oil.

Die Wirkungsweise des Vorwähldrehschiebers 5 wird wie folgt beschrieben: Stellung I »Ladebetrieb« Die von der Pumpe 1 geförderte Ölmenge läuft über den Anschluß A zum Anschluß F und von hier zum Steuerventil 3, über welches das Öl bei Neutralstellung des Steuerventils drucklos zum Behälter umläuft.The mode of operation of the preselector rotary valve 5 is described as follows: Position I "Loading mode" The amount of oil delivered by pump 1 runs via connection A to connection F and from here to control valve 3, via which the oil circulates to the container without pressure when the control valve is in neutral position.

Die Fördermenge der Pumpe 2 läuft vom Anschluß B zum Anschluß G des Vorwählschiebers 5 und von hier zur Steuerleitung g des Aufreißers, über die das Öl bei Neutralstellung des Steuerventils drucklos umläuft. Bei Betätigung des Steuerventils 3 auf Stellung »Heben« strömt das Öl der Pumpe 1 über den Sperrblock 8 zu den Hubzylindern 4, und zwar kolbenseitig. Die Zylinder 4 dienen zur Betätigung der Ladeeinrichtung. Diese Ölmenge fließt jedoch nicht direkt zu den Zylindern 4, sondern in einer Schleife nochmals über den Vorwählschieber 5. Sie tritt ein am Anschluß C und verteilt sich auf die Anschlüsse H und 1. Von dem Anschluß I strömt das Öl dann zu den Zylindern 4. An den Anschluß H ist der Hydraulikspeicher 6 angeschlossen. Da die Anschlüsse H und 1 in dieser Position parallel geschaltet sind, ein Rückschlagdrosselventil 15 mit dem nachgeordneten Hydraülikspeicher 6 also in Nebenschluß zur Leitung 7 geschaltet ist, werden alle in den Zylindern 4 durch Lastmomente hervorgerufenen Druckspitzen durch den Hydraulikspeicher aufgefangen. Die Rückschlagdrossel 15 dient dazu, den durch eventuelle Stöße aufgeladenen Hydraulikspeicher 6 an einer schlagartigen Entladung zu hindern.The delivery rate of pump 2 runs from connection B to connection G of preselector slide 5 and from here to control line g of the ripper, via which the oil circulates without pressure when the control valve is in the neutral position. When the control valve 3 is operated in the “lift” position, the oil from the pump 1 flows via the blocking block 8 to the lift cylinders 4, namely on the piston side. The cylinders 4 are used to actuate the loading device. However, this amount of oil does not flow directly to cylinders 4, but again in a loop via preselector valve 5. It enters port C and is distributed between ports H and 1. From port I the oil then flows to cylinders 4. The hydraulic accumulator 6 is connected to the connection H. Since the connections H and 1 are connected in parallel in this position, a check throttle valve 15 with the downstream hydraulic accumulator 6 is connected to the line 7 in shunt, all pressure peaks caused in the cylinders 4 by load torques are absorbed by the hydraulic accumulator. The non-return throttle 15 serves to prevent the hydraulic accumulator 6, which has been charged by any impacts, from suddenly discharging.

Das Ladesystem sowie das System des Aufreißers werden somit von zwei getrennt wirkenden Pumpen gespeist, die größenmäßig genau den Anforderungen der beiden Systeme entsprechen. Beide Systeme können getrennt oder zusammen bedient werden, ohne daß die Arbeitsgeschwindigkeit eines der beiden Systeme beeinträchtigt wird. Des weiteren ist das Hubsystem des Laders in diesem Falle durch den Druckspeicher 6 gegen alle auftretenden Druckspitzen abgesichert.The loading system and the ripper system are thus two separately acting pumps fed, which in terms of size exactly meet the requirements of the correspond to both systems. Both systems can be operated separately or together without affecting the speed of either system will. Furthermore, the lifting system of the loader is in this case through the pressure accumulator 6 secured against all occurring pressure peaks.

Stellung II »Anbaugeräte« Bei Stellung 1I des Vorwählschiebers 5 fließt die Fördermenge der Pumpe 1 und die Fördermenge der Pumpe 2 zusammen über den Abgang D zu der Leitung d für hydraulisch betätigte Anbaugeräte mit der größten Schluckmenge, z. B. zum Grabenbagger. Alle übrigen Aggregate der Maschine sind in diesem Falle verriegelt, wodurch eine unsachgemäße Betätigung derselben ausgeschlossen ist.Position II "attachments" In position 1I of the preselector slide 5, the delivery rate of pump 1 and the delivery rate of pump 2 flow together via outlet D to line d for hydraulically operated attachments with the largest consumption, e.g. B. to the trencher. All other units of the machine are locked in this case, which means that improper operation of the same is impossible.

Stellung III »Anbaugeräte« Bei Stellung III fließt die Fördermenge der Pumpe 1 über Anschluß A und D des Vorwählschiebers zur Leitung d für Anbaugeräte. Die kleinere Fördermenge der Pumpe 2 wird hierbei über die Anschlüsse B und G zur Leitung g für den Aufreißer geleitet. Als Anbaugerät mit geringerer Schluckfähigkeit als bei Stellung II käme etwa eine Seilwinde oder ein Auslegerkran in Frage.Position III "attachments" In position III, the delivery rate of pump 1 flows via ports A and D of the preselector slide to line d for attachments. The smaller delivery rate of the pump 2 is conducted via the connections B and G to the line g for the ripper. A cable winch or a jib crane could be used as an attachment with a lower absorption capacity than in position II.

Stellung IV »Ladebetrieb und Anbaugeräte« In dieser Stellung läuft die Fördermenge der Pumpe 1 über die Anschlüsse A und F des Vorwählschiebers zum Hubsystem. Die kleinere Fördermenge der Pumpe 2 läuft über die Anschlüsse B und D zu der Leitung d für ein Anbaugerät mit kleinster Schluckmenge, z. B. Arbeitsgeräte mit hydrostatischem Antrieb.Position IV "Loading mode and attachments" In this position, the delivery rate of pump 1 runs via connections A and F of the preselector slide to the lifting system. The smaller delivery rate of the pump 2 runs via the connections B and D to the line d for an attachment with the smallest amount of swallowing, eg. B. Working equipment with hydrostatic drive.

Stellung V »Anbaugeräte mit Zweikreishydraulik« In dieser Stellung läuft die Fördermenge der Pumpe 1 über die Anschlüsse A und D zu der Leitung d für Anbaugeräte. Die kleinere Fördermenge der Pumpe 2 läuft über die Anschlüsse B und E zu der Leitung e für Anbaugeräte. Diese Stellung gilt für die Verwendung von Anbaugeräten mit einer Zweikreishydraulik, z. B. Grabenbagger.Position V "Attachments with dual-circuit hydraulics" In this position, the delivery rate of pump 1 runs via connections A and D to line d for attachments. The smaller delivery rate of pump 2 runs via connections B and E to line e for attachments. This position applies to the use of attachments with two-circuit hydraulics, e.g. B. Trencher.

Stellung VI »Planieren« In dieser Stellung läuft die Fördermenge der Pumpe 1 über den Anschluß A und G zur Leitung g des Aufreißers und bei Nichtbetätigung drucklos um. Die Fördermenge der Pumpe 2 läuft über die Anschlüsse B und F zum Steuerventil 3 für die Betätigung des Hubwerkes. Bei Nichtbetätigung des Steuerventils läuft die Fördermenge hierüber drucklos um. Bei Betätigung des Steuerventils 3, Stellung »Heben«, läuft das Öl über den Sperrblock 8 zurück über die Anschlüsse C und I zu den Zylindern 4, und zwar kolbenseitig. Die in dem Vorwähldrehschieber 5 eingebaute Rückschlagdrossel15 liegt nun zwischen den Anschlüssen C und 1, wodurch die Hubzylinder 4 mit der vollen Fördermenge der kleineren Pumpe 2 gespeist werden. Da diese Stellung für Planierbetrieb gilt und an den Hubarmen zusätzlich das Planierschild angebaut ist, ergibt sich in den Zylindern 4 kolbenseitig ein verhältnismäßig hoher statischer Druck. Um ein zu schnelles Absacken des Hubarmes einschließlich der Planiereinrichtung zu vermeiden, wird bei Stellung »Senken« des Steuerventils 3 das Rücköl aus den Zylindern 4 beim Rücklauf in der Leitung 7 über das zwischen dem Anschluß I und C des Vorwählschiebers liegende Rückschlagdrosselventi115 geführt.Position VI “Leveling” In this position, the delivery rate of pump 1 circulates via ports A and G to line g of the ripper and is depressurized when not operated. The delivery rate of the pump 2 runs via the connections B and F to the control valve 3 for the actuation of the lifting mechanism. If the control valve is not actuated, the delivery rate circulates through this without pressure. When the control valve 3, position "lift" is actuated, the oil runs back via the blocking block 8 via the connections C and I to the cylinders 4, namely on the piston side. The non-return throttle 15 built into the preselector rotary valve 5 is now located between the connections C and 1, as a result of which the lifting cylinders 4 are fed with the full delivery rate of the smaller pump 2. Since this position applies to leveling operation and the leveling blade is also attached to the lifting arms, there is a relatively high static pressure in the cylinders 4 on the piston side. In order to prevent the lifting arm including the leveling device from sagging too quickly, when the control valve 3 is in the "lower" position, the return oil from the cylinders 4 is routed in line 7 via the non-return throttle valve located between ports I and C of the preselector slide.

Da die Fördermenge der Pumpe 2 nur der Hälfte der Fördermenge der Pumpe 1 entspricht, ergibt sich an den Zylindern 4 auch nur die halbe Hubgeschwindigkeit, wodurch ein sehr exaktes Planieren gewährleistet ist. Der Hydraulikspeicher 6 ist in dieser Stellung verriegelt, so daß derselbe sich während des Planierens nicht auf- und entladen kann, wodurch die Planierarbeit erheblich beeinträchtigt würde. Die Verwendung einer kleineren Pumpe für Planierbetrieb hat außerdem den großenVorteil, daß bei Betätigung der Hydraulik nur die der kleineren Pumpe entsprechende Leistung vom Antriebsmotor abgenommen wird und dadurch die Schubleistung der Maschine nur geringfügig beeinträchtigt wird.Since the flow rate of the pump 2 is only half of the flow rate of the Pump 1 corresponds to only half the stroke speed on cylinders 4, whereby a very precise leveling is guaranteed. The hydraulic accumulator 6 is locked in this position so that it does not move during leveling can load and unload, which would significantly impair the leveling work. The use of a smaller pump for grading operations also has the great advantage of that when the hydraulics are actuated, only the performance corresponding to the smaller pump is removed from the drive motor and thereby the thrust of the machine only is slightly affected.

Die bevorzugte Ausführungsform des Vorwähldrehschiebers hat bei Vorhandensein von zwei Steuerkreisen für Anbaugeräte und den Steuerkreisen für die Ladeeinrichtung und den Heckaufreißer sechs Schaltstellungen.The preferred embodiment of the preselector rotary valve has when present of two control circuits for attachments and the control circuits for the loading device and the rear ripper six switch positions.

Claims

Claims: 1. Mobile charger, in particular a crawler loader, with hydraulic drive for several functions, consisting of several pumps and Switching means for distributing or summarizing the pump outputs to the various Engines, characterized by a preselector rotary slide valve that allows several switching positions (5) with three inputs, two of which are used to connect two feed pumps (1, 2) different power and one for connecting one branch of a loop in the control line for the lifting cylinder (4) are intended, and with several outputs (D to 1), one of which to the control valve (3) of the lifting cylinder and the other to the control valves of ancillary equipment, such as rippers and trencher, lead while to another output (1) the other branch of the control line loop of the lifting cylinder is placed and an output (H) with a hydropneumatic energy accumulator (6) in Connection.

2. Charger according to claim 1, characterized by a switching position (I) of the preselector rotary valve (5) for loading operation, in which the lifting cylinder (4) is on the larger (1) and the rear ripper (line g) are connected to the smaller pump (2) is.

3. Charger according to claims 1 and 2, characterized in that in the Switching position (I) for loading operation is returned via the preselector rotary valve (5) Loop in the bypass to a check throttle valve (15) is connected, the is in connection with the output (H) for the hydropneumatic energy accumulator (6).

4. Charger according to claim 1, characterized by a switching position (VI) of the Pre-selection rotary valve (5) for leveling operation, in which the lifting cylinder (4) of the loading device connected to the smaller pump (2) and the rear ripper to the larger pump (1) are.

5. Charger according to claims 1 to 4, characterized in that in the Switching position (VI) for leveling operation, the non-return throttle valve (15) with shutdown of the hydraulic accumulator (6) connected in series with the control line (7) for "lifting" is. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1054 220.