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Die Erfindung betrifft eine Schaltung für einen hydraulischen Arbeitskreis
mit einer Druckmittelpumpe, einem Behälter und einem Arbeitszylinder, der eine Hubwelle
betätigt, sowie Verbindungsleitungen, ferner mit einem mechanisch bewegten Vorsteuerschieber
und einem von diesem hydraulisch in zwei Endstellungen zu bringenden Hauptsteuerschieber,
bei welcher der Vorsteuerschieber einen Steuerraum enthält, an den der im Vorsteuerschieber
gleitende Hauptsteuerschieber grenzt und dessen Druck den Hauptsteuerschieber in
die Druckmittel zur Arbeitsleitung führende Stellung rücken läßt, mit einem Abschaltventil,
das von einem an einem mit der Hubwelle bewegten Teil angebrachten Anschlag in eine
die Pumpendruckleitung entlastende Stellung bewegbar ist.
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Es ist bekannt, ein Wegeventil für den hydraulischen Arbeitskreis,
beispielsweise eine Regelhydraulikanlage für Ackerschlepper mit zugkraft-und lageabhängiger
Steuerung, vorzusehen. Hierbei wird durch den zugkraft- oder lageabhängigen Einfiuß,
der von der jeweiligen Stellung der Hubarme bestimmt ist, das Wegeventil aus der
Neutralstellung kurzzeitig ausgelenkt und immer wieder in seine Neutralstellung
zurückgeführt.
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Es ist auch bekannt, eine Regelhydraulikanlage mit einer mechanischen
Endabschaltung zu versehen, die in der obersten Stellung der Hubarme durch mechanische
Einwirkung auf den Steuerschieber das hydraulische Steuergerät der Anlage abschaltet,
d. h. in seine Neutralstellung bringen kann, um einen drucklosen Umlauf des Druckmittels
zu ermöglichen.
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Diese Ausführungen haben den Nachteil, daß das Regelgestänge aufwendig
und störanfällig ist. Außerdem ist eine sehr genaue Einstellung der Anlage erforderlich,
da sonst die Endabschaltung nicht sauber funktioniert und Folgeschäden auftreten
können.
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Außerdem wurde eine Abschalteinrichtung vorgeschlagen, bei der Vor-
und Hauptsteuerschieber getrennt angeordnet und lediglich beide an eine von der
Pumpe zu einem vom Hubgestänge betätigten Abschaltventil führende Steuerleitung
angeschlossen sind. Das hat den Nachteil, daß Verzögerungen auftreten, wenn der
Hauptsteuerschieber vom Vorsteuerschieber über die verhältnismäßig langen Verbindungsleitungen
zwischen dem Vorsteuerschieber und dem Steuerraum des Hauptsteuerschiebers gesteuert
wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung für einen hydraulischen
Arbeitskreis vorzusehen - insbesondere für eine Hydraulikanlage -, in welcher der
Hauptsteuerschieber bei der Endabschaltung schnell, sicher und auf einfache Weise
in seine Neutralstellung zurückgeführt wird. Diese Aufgabe wird unter Vermeiden
der Nachteile der - obengenannten Ausführungen nach der Erfindung in der Weise vorteilhaft
gelöst, daß der Steuerraum mindestens in der Hubstellung des Vorsteuerschiebers
unmittelbar durch eine Öffnung des Vorsteuerschiebers mit dem Abschaltventil verbunden
ist, das den Steuerraum entlastet, und daß an die Öffnung des Vorsteuerschiebers
eine Ringnut grenzt, die in Senkstellung des Vorsteuerschiebers entlastet ist.
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Vorteilhafterweise ist der zum Betätigen des Abschaltventils dienende,
an der Hubwelle direkt angeordnete Anschlag gegenüber dem ihn tragenden Teil verstellbar,
wodurch die Endabschaltung in jeder gewünschten Stellung der Hubwelle erfolgen kann.
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung is in der Zeichnung wiedergegeben. Sie
zeigt ein( Schaltung für einen hydraulischen Arbeitskreis ir vereinfachter Darstellung
mit einem Wege- unc einem Abschaltveniil im Schnitt bei Neutralstellung Eine Pumpe
1 fördert aus einem Behälter 2 Druck mittel in. eine Förderleitung 3, von der eine
Abzweig Leitung 4 zu einem überdruckventil 5 führt, welche; über eine Rücklaufleitung
6 mit dem Behälter 2 ir Verbindung steht. Die Förderleitung 3 mündet ir eine Aussparung
7 einer Gehäusebohrung 8, in dei sich ein Vorsteuerschieber 9 befindet. Er enthält
einen Druckraum 10, der über eine Querbohrung 11 mit der Aussparung 7 verbunden
ist. Auf einer Seite stützt sich der Vorsteuerschieber 9 auf einer in dei Gehäusebohrung
8 vorgesehenen Feder 12 ab, während die andere Seite aus der Gehäusebohrung 8 ragt
und einen Ansatz 13 mit einer Nase 14 trägt. Auf diesen Ansatz wirkt die am Arbeitsgerät
auftretende Zugkraft über ein nicht dargestelltes Regelgestänge.
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Von der Förderleitung 3 zweigt vor der Aussparung 7 eine Steuerleitung
15 ab, von der eine Arbeitsleitung 16 mit einem Rüekschlagventil 17 zu 5 einem Arbeitszylinder
18 führt. In diesem Arbeitszylinder 18 befindet sich ein Arbeitskolben 19, dessen
Kolbenstange 20 schwenkbar an einem Hebel 21 angelenkt ist, der an einer Hubwelle
22 befestigt und mit dieser und einem daran angebrachten Hubarm 23 drehbar ist.
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Zwischen dem sich in. Richtung zum Arbeitszylinder 18 hin öffnenden
Rückschlagventil 17 und dem Arbeitszylinder 18 zweigt eine Leitung 24 ab zu einem
Senkventil 25 mit einer Ventilbohrung 26. In ihr ist ein Stößel 27 geführt, der
mit seinem Ende 28 aus der Ventilbohrung 26 heraus in den Bereich der Nase des Vorsteuerschiebers
9 ragt. An seiner anderen Seite ist der Stößel 27 als Schließkörper 29 mit einer
Sitzfläche 30 versehen und wird von einer Feder 31 auf einen Ventilsitz 32 gedrückt,
der sich am Übergang von der Ventilbohrung 26 zu einer an ihn angrenzenden Kammer
33 befindet. Von dieser Kammer 33 führt eine Rücklaufleitung 34 zum Behälter 2.
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Die Gehäusebohrung 8 hat noch eine Aussparung 35, die über eine Querbohrung
36 des Vorsteuerschiebers 9 zu einer an seinen Druckraum 10 grenzenden Bohrung 37
im Vorsteuerschieber 9 führt, deren Durchmesser größer als der des Druckraums 10
ist. Die Aussparung ist über eine Rücklaufleitung 38 mit dem Behälter 2 verbunden.
In der Bohrung 37 ist ein Hauptsteuerschieber 39 geführt, der an seiner dem Druckraum
10 zugewandten Seite 40 eine Sackbohrung 41 hat, die durch eine Querbohrung 42 mit
der Querbohrung 36 des Vorsteuerschiebers 9 verbindbar ist. Die andere Seite 43
des Hauptsteuerschiebers 39 ragt in einen ebenfalls im Vorsteuerschieber 9 angeordneten
und mit einer Feder 45 versehenen Steuerraum 44. Die Feder stützt sich einerseits
an der Stirnfläche des Steuerraums 44 und andererseits gegen den Hauptsteuerschieber
39 in einer Sackbohrung 46 ab. Die Sackbohrung 46 ist außerdem über einen Kanal
47 des Hauptsteuerschiebers 39 mit dem Steuerraum 44 verbunden. Von dem Steuerraum
44 führt überdies eine Öffnung 48 des Vorsteuerschiebers 9 zu einer Ringnut 49,
die ebenfalls im Vorsteuerschieber angeordnet ist und je nach Stellung des Vorsteuerschiebers
9 mit der
Aussparung 35 oder einer Aussparung 50 der Gehäusebohrung
8 verbunden ist.
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Von der Aussparung 50 führt ein Verbindungskanal 51 zur Steuerleitung
15, in der sich zwischen der Abzweigung der Arbeitsleitung 16 und dem Verbindungskanal
51 eine Drosselstelle 52 befindet. Die Steuerleitung 15 mündet in eine Ventilbohrung
54 eines Abschaltventils 53. An die Bohrung 54 schließt sich eine Kammer 55 an,
von der eine Rücklaufleitung 56 zum Behälter 2 führt. In der Ventilbohrung 54 ist
ein Schließkörper 57 in der Weise angeordnet, daß dessen eine Seite in die Kammer
55 ragt und als Schließteil 58 mit einer Sitzfläche 59 ausgebildet ist. Der Schließkörper
wird von einer Feder 60 auf einen Ventilsitz 61 an der Ventilbohrung 54 gedrückt.
Die andere Seite des Schließkörpers ist als Abdichtungskolben 62 ausgebildet, hat
einen kleineren Durchmesser als die Sitzfläche 59 und ragt aus der Ventilbohrung
54 in den Bereich eines Anschlages 63. Der Anschlag 63 ist an der Hubwelle 22 so
angebracht, daß er sich mit dem Hubarm 23 dreht und das Abschaltventil 53 öffnet.
Durch einen Handhebel 64 ist der Winkel zwischen dem Anschlag 63 und dem Hubarm
23 verstellbar, wodurch die »obere Endstellung« des Hubarmes 23 beliebig festgelegt
werden kann.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Neutralstellung fördert die
Pumpe über die Förderleitung 3, die Aussparung 7 und die Querbohrung 11 Druckmittel
in den Druckraum 10. Von dort gelangt es drucklos durch die Sackbohrung 41 sowie
die Querbohrungen 42, 36 in die Aussparung 35 und durch die Rücklaufleitung 38 zum
Behälter 2. Somit kann Druckmittel auf dem beschriebenen Wege drucklos ablaufen,
denn in der Neutralstellung des Vorsteuerschiebers 9 ist die über die Steuerleitung
15 und den Verbindungskanal 51 mit der Förderleitung 3 verbundene Aussparung 50
von der Ringnut 49 des Vorsteuerschiebers 9 getrennt. Die Feder 45 ist nur schwach.
Das noch im Steuerraum 44 vorhandene Druckmittel fließt über den Kanal 47 und die
öffnung 48 und die bereits über die Aussparung 35 mit der Rücklaufleitung 38 verbundene
Ringnut 49 zum Behälter 2 ab. Der Hauptsteuerschieber 39 wird von dem in den Druckraum
10 und in die Sackbohrung 41 geförderten Druckmittel so weit nach rechts bewegt,
daß über die Querbohrungen 42, 36 die Verbindung mit dem Rücklauf hergestellt bleibt.
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Wird der Vorsteuerschieber 9 nach links in Senkstellung bewegt, so
kann das von der Pumpe l geförderte Druckmittel weiter durch den Druckraum 10, die
Sackbohrung 41, die Querbohrungen 42, 36, die Aussparung 35 und die Rücklaufleitung
38 zum Behälter 2 abfließen. Mit seiner Nase 14 schiebt der Vorsteuerschieber 9
bei seiner »Senkbewegung« den Stößel 27 nach links und öffnet das Senkventil
25.
Dadurch wird der Arbeitszylinder 18 über die Arbeitsleitung 16, die Leitung
24, die Ventilbohrung 26 und die Kammer 33 mit der Rücklaufleitung 34 verbunden.
Daher fließt Druckmittel aus dem Arbeitszylinder 18 ab. Das mit dem Hubarm 23 verbundene,
nicht dargestellte Gerät wird dabei gesenkt.
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Bewegt die Feder 12 den Vorsteuerschieber 9 über seine Neutralstellung
hinaus nach rechts in Hubstellung, so wird die Ringnut 49 von der mit dem Rücklauf
38 verbundenen Aussparung 35 abgetrennt und mit der Aussparung 50 verbunden. Zu
ihr gelangt Druckmittel über die Förderleitung 3 und die Steuerleitung 15 und weiter
über die Ringnut 49 und die Öffnung 48 und den Kanal 47 in den Steuerraum 44. Der
Hauptsteuerschieber 39 wird nach links bewegt und dabei die Aussparung 35 mit der
Rücklaufleitung 38 von dem Druckraum 10 getrennt. Das von der Pumpe 1 geförderte
Druckmittel gelangt nun über das Rückschlagventil 17 und die Arbeitsleitung 16 zum
Arbeitszylinder 18 und hebt über das mit dem Arbeitskolben 19 verbundene Gestänge
das Arbeitsgerät an. Druckmittel gelangt auch durch die Steuerleitung 15 zu dem
Abschaltventil 53.
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Wird nun von dem Arbeitskolben 19 über die Kolbenstange 20 und den
Hebel 21 die Hubwelle 22 so weit entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, daß der Hubarm
23 seine obere Stellung erreicht, so bewegt der an der Hubwelle 22 befestigte Anschlag
63 den Ventilkörper 57 nach links entgegen dem Druck der Feder 60 und öffnet somit
das Abschaltventil 53. Numnehr ist die Steuerleitung 15 über die Ventilbohrung 54
und die Kammer 55 mit der Rücklaufleitung 56 verbunden, so daß das von der Pumpe
1 über die Förderleitung 3 in die Steuerleitung 15 geförderte Druckmittel zum Behälter
2 abfließt. Gleichzeitig wird auch der Steuerraum 44 über den Kanal 47 und die Öffnung
48, die Ringnut 49, die Aussparung 50 und den Verbindungskanal 51 mit der an die
Rücklaufleitung angeschlossenen Steuerleitung 1.5 verbunden, wodurch unabhängig
von der Stellung des Vorsteuerschiebers 9 der Druck im Steuerraum 44 auf Null zurückgeht.
Das von der Pumpe 1 in den Druckraum 10 geförderte Druckmittel bewegt nun den Hauptsteuerschieber
39 nach rechts gegen den Druck der Feder 45 und öffnet wieder die Rücklaufverbindung
zwischen dem Druckraum 10 und dem Behälter 2 über die Sackbohrung 41 und die Querbohrungen
42, 36 sowie die Aussparung 35 und die Rücklaufleitung 38.
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Mit dem Handhebel 64 kann der Anschlag 63 in jede gewünschte Stellung
gebracht werden, die jeweils einer bestimmten oberen Stellung des Hubarms 23 entspricht,
in der das Abschaltventil betätigt werden soll.
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Da der Querschnitt des Abdichtungskolbens 62 kleiner als die Sitzfläche
59 ist, wirkt das Abschaltventi153 zusätzlich als Druckbegrenzungsventil. Somit
besitzt die Anlage gleichzeitig ein Sicherheitsventil, was eine weitere Vereinfachung
bedeutet.