DE1481323C3 - Hydrauliksystem für selbstfahrende _ Arbeitsmaschinen, insbesondere Schaufellader - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hydrauliksystem für selbstfahrende Arbeitsmaschinen, insbesondere Schaufellader, mit einem zur Drehzahlverstellung eines Antriebsmotors dienenden, hand- oder fußbetätigten Steuergestänge, sowie drei vom Antriebsmotor angetriebenen Druckflüsisigkeitspumpen, deren eine ständig mit einem Steuerventil einer Lenkeinrichtung und deren andere ständig mit einem Steuerventil einer Ladeeinrichtung verbunden ist, während die dritte Pumpe über ein einen verschiebbaren Steuerschieber aufweisendes Schaltventil auf das Steuerventil der Lenkeinrichtung oder auf das Steuerventil der Ladeeinrichtung schaltbar ist.

Ein Hydrauliksystem dieser Art ist aus der Druckschrift »Demand Hydraulic System« der Eaton YaIe Towne Company bekanntgeworden, und zwar im Zusammenhang mit einem knickgelenkten Fahrzeug. Solche knickgelenkten Fahrzeuge bedürfen im Vergleich zu nicht knickgelenkten Fahrzeugen einer größeren hydraulischen Leistung, da bei den zuletzt genannten Fahrzeugen nur die Fahrzeugräder, hingegen bei einem knickgelenkten Fahrzeug ganze Fahrzeugteile gelenkt werden müssen. Der Bedarf für die hierzu erforderliche Zusatzleistung ist nicht konstant, da sie nur dann angefordert wird, wenn das Fahrzeug gelenkt wird. Es wurde nun erkannt, daß bei Fahrzeugen der in Rede stehenden Art bei niedrigen Motordrehzahlen die übliche Lenkpumpe eine zu kleine Leistung aufweist, somithin das Lenken zu langsam und schwierig ist. Vor der Verwendung eines Hydrauliksystems mit drei Pumpen hat man zunächst versucht, dieses Problem durch den Einbau einer größeren Lenkpumpe zu verwenden. Hierdurch wird zwar auch bei niedrigen Motordrehzahlen eine brauchbare Lenkung erreicht, jedoch wird bei hohen Motordrehzahlen eine für die Lenkung viel zu große Flüssigkeitsmenge gefördert, so daß die überschüssige Menge nutzlos in den Tank abfließt. Hierdurch wird unnötige Leistung verbraucht.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird nun bei dem bekannten, drei Pumpen aufweisenden Hydrauliksystem die dritte Pumpe automatisch der Lenkpumpe oder der Ladepumpe zugeschaltet. Das automatische Umschalten erfolgt dabei durch das als Bedarfsventil ausgebildete Schaltventil, dessen Ventilschieber sich in Abhängigkeit von Druckdifferenzen, die sich durch den gegebenen Druckmittelausfluß und den Druckmittelbedarf für die Lenksteuerung oder Ladesteuerung ergeben, selbsttätig verstellt. Die Verstellung erfolgt dabei in der Weise, daß die Druckflüssigkeit der Bedarfspumpe bei niedrigen Motordrehzahlen der Lenkeinrichtung zugeleitet und dadurch der Druckmittelzufluß der für die Lenkeinrichtung vorgesehenen Lenkpumpe verstärkt wird, während bei höheren Drehzahlen des Antriebsmotors die Zuschaltung des von der Bedarfspumpe geförderten Druckmittelstroms zur Ladeeinrichtung erfolgt. Beträgt nun die Drehzahl des Antriebsmotors z. B. bei zu hoher Belastung der Ladeeinrichtung weniger als die Hälfte der höchsten Drehzahl, so wird das bekannte Schaltventil wegen der sich einstellenden Druckdifferenz umgeschaltet, wobei es dann in der umgeschalteten Stellung die Lenkeinrichtung zusätzlich mit Druckflüssigkeit aus der Zusatzpumpe versorgt. Eine solche bedarfsabhängige Verteilung des von der Zusatzpumpe geförderten Druckmittelstroms erfordert also in jedem Fall ein auf geringe Druckdifferenzen ansprechendes Prioritätsventil. Ein Ventil dieser Art ist nicht nur sehr teuer, sondern auch leicht störanfällig. Außerdem ist es in einem solchen Fall für den Fahrzeugführer der Arbeitsmaschine nicht möglich, in diese geregelte Umsteuerung der

. Zusatzpumpe willkürlich einzugreifen, um hierdurch im Bedarfsfall unabhängig von der tatsächlichen Drehzahl des Antriebsmotors eine dem verfolgten Arbeitszweck besser gerecht werdende Verteilung der Druckmittelmenge der Zusatzpumpe auf die Lenk- und Ladeeinrichtung vorzunehmen.

Die mit der Erfindung verfolgte Aufgabe besteht daher darin, bei einem Hydrauliksystem der eingangs genannten Art mit baulich einfachen Mitteln die Zuschaltung der Fördermenge der zusätzlichen Pumpe unabhängig von sich automatisch ergebenden BeIastungszuständen durch den Fahrzeugführer so zu steuern, daß bei einer motormäßigen Einstellung auf langsame Fahrzeuggeschwindigkeit die Fördermenge der zusätzlichen Pumpe der die Lenkeinrichtung steuernden Fördermenge und bei motormäßiger Einstellung auf hohe Fahrzeuggeschwindigkeit der die Ladeeinrichtung steuernden Fördermenge zugeschaltet wird. Die Erhöhung bzw. die Verlangsamung der Fahrgeschwindigkeit kann durch entsprechende Drehzahländerung des Antriebsmotors erreicht werden, wobei für die Änderung ein Steuergestänge vorgesehen ist, das von Hand oder durch Fuß betätigt wird. Zur Lösung der Aufgabe ist daher in dem Hydraulik-System der eingangs beschriebenen Bauart gemäß der Erfindung der Steuerschieber des Schaltventils mit dem zur Drehzahlverstellung des Antriebsmotors dienenden, hand- oder fußbetätigten Steuergestänge verbunden.

δο Bei einer solchen kraftschlüssigen Verbindung mit dem Steuergestänge erfolgt eine Verstellung des Schaltventils nicht in Abhängigkeit von der Belastung bzw. der Bedarfsanforderung der Hydraulikverbraucher, sondern ausschließlich in Abhängigkeit von der Stellung des zur Drehzahlverstellung des Antriebsmotors dienenden Steuergestänges und folglich, wie vom Fahrzeugführer gewünscht und gewollt, in Abhängigkeit von der motormäßigen Einstellung der

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Fahrzeuggeschwindigkeit. Mit den Mitteln nach der gemeinsamen Welle angeordnet sind. Die Pumpen-Erfindung erhält man eine Einrichtung, die lediglich einheit 52 steht über eine Saugleitung 56 mit dem ein einfaches Wegeventil erfordert, das erheblich bil- Flüssigkeitstank 32 und über Druckleitungen 58 und liger und auch wesentlich weniger störanfällig als das 60 mit einem Ladeschaufelsteuerventil 62 in Verbekannte Schaltventil ist. Das erfindungsgemäße Hy- 5 bindung. Das Ladeschaufelsteuerventil 62 ist herdrauliksy stern ermöglicht nach Wunsch des Fahrzeug- kömmlicher Bauart und kann durch den Fahrer des führers eine schnelle Lenksteuerung bei langsamer Fahrzeugs in bekannter Weise derart betätigt wer-Fahrzeuggeschwindigkeit und eine langsame Lenk- den, daß über nicht dargestellte Leitungen den Hubsteuerung bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit. Die zylindern 20 und dem Kippzylinder 22 Druckfiüssigschnelle Lenksteuerung ist während der Grab- und io keit zugeführt wird. Auf diese Weise bildet die Pum-Ladearbeiten bei langsamer Fahrzeuggeschwindigkeit peneinheit 52 eine kontinuierlich arbeitende Druckerforderlich, da hierdurch ein schnelleres und ge- flüssigkeitsquelle zur Betätigung der Ladeschaufel 16. naueres Lenken des Fahrzeugs möglich ist. Demge- Die Pumpeneinheit 54 steht über die Saugleitung genüber ist die langsame Lenksteuerung bei einer 56 mit dem Flüssigkeitstank 32 und über eine Druckhohen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs erforder- 15 leitung 64 mit einem Zweigwegeventil 66 in Verbinlich, beispielsweise beim Hin- und Herfahren zwischen dung. Das Ventil 66 ist gleichfalls herkömmlicher der Be- und Entladestelle oder bei Straßenfahrt. Konstruktion und weist einen Schieber 68 auf, der in

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den eine erste und zweite bzw. untere und obere Stellung

Zeichnungen dargestellt und an Hand der folgenden verschiebbar ist, um die Leitung 64 wahlweise mit

Beschreibung näher erläutert. Es zeigt 20 der Leitung 38 oder der Leitung 60 zu verbinden.

Fig. 1 einen Schaufellader in der Seitenansicht, Befindet sich der Schieber68 in der in Fig.2 gezeig-

F i g. 2 eine schematische Darstellung des Hydrau- ten unteren Stellung, so wird die von der Pumpen-

)> liksystems. einheit 54 geförderte Druckflüssigkeit in die Leitung

Der in Fig. 1 dargestellte Schaufellader 10 mit 38 geleitet, in der sie sich mit der von der Pumpe 30

Knicklenkung besitzt in bekannter Weise einen Vor- 25 geförderten Flüssigkeit vereinigt und zusammen zu

derwagenl2 und einen daran um eine vertikale Achse dem Lenksteuerventil 40 strömt. In der oberen Stel-

angelenkten Hinterwagen 14. Der Hinterwagen 14 lung des Ventilschiebers 68 wird die von der Pum-

trägt den nicht dargestellten Antriebsmotor des peneinheit 54 geförderte Flüssigkeit in die Leitung

Fahrzeugs, während der Vorderwagen 12 ein Arbeits- 60 gefördert, wo sie sich mit der Flüssigkeit von der

gerät, beispielsweise eine Ladeschaufel 16 trägt, die 30 Pumpeneinheit 52 vereinigen und zusammen in das

an Auslegerannen 18 schwenkbar angelegt ist. Die Ladeschaufelsteuerventil 62 strömen kann. Das

Auslegerarme 18 können durch Hydrozylinder 70 ab- Zweiwegeventil 66 ist so ausgebildet, daß in Abhän-

gesenkt oder angehoben werden, während die Stel- gigkeit von der jeweiligen Stellung des Schiebers 68

lung der Ladeschaufel 16 durch die Betätigung eines zwischen seinen beiden Extremstellungen eine genau

Kippzylinders 22 und eines zwischen den Ausleger- 35 bemessene Flüssigkeitsmenge zu den Leitungen 38

armen 18 angeordneten Kipphebels 24 erzielt wer- und 60 durchgelassen wird. Befindet sich also der

den kann. Schieber 68 in seiner untersten Stellung, so wird die

Die Lenkung des Fahrzeugs 10 wird durch zwei maximale Flüssigkeitsmenge in die Leitung 38 und parallel zueinander liegende Lenkzylinder 26 und 27 die minimalste Menge in die Leitung 60 abgegeben, erreicht, die mit ihren vorderen Enden an dem Vor- 40 Bei einer Aufwärtsbewegung des Schiebers 68 würde derwagen 12 und mit ihren hinteren Enden über ihre sich die an die Leitung 38 abgegebene Flüssigkeits-Kolbenstangen an dem Hinterwagen 14 angelenkt menge verringern, während sich die an die Leitung sind. 60 abgegebene Flüssigkeitsmenge vergrößern würde.

In F i g. 2 sind die Umrisse des Vorderwagens 12 Das Zweiwegeventil 66 wird durch die Betätigung

und des Hinterwagens 14 in strichpunktierten Linien 45 eines Gestänges 70 gesteuert, das zur Drehzahlver-

dargestellt. Von dem nicht dargestellten Antriebs- stellung des Fahrzeugmotors eine Steuerstange 72

motor wird ein auf dem Hinterwagen 14 angeordne- aufweist, die an ihrem anderen Ende mit dem einen

tes Antriebsübertragungselement 28 angetrieben, das Arm eines Winkelhebels 74 verbunden ist, der am

seinerseits mit einer Hydropumpe 30 in Antriebsver- Hinterwagen 14 befestigt ist. Der Winkelhebel 74 ist

bindung steht. Die Hydropumpe 30 ist über eine 50 über eine Verbindungsstange 76 mit dem Ventilschie-

Saugleitung 34 mit einem Flüssigkeitstank 32 und ber 68 verbunden. An einem abstehenden Arm des

über Druckleitungen 36 und 38 mit einem Lenk- Winkelhebels 74 ist ein nachgiebiges Kabel 78 be-

steuerventil 40 verbunden. festigt, dessen anderes Ende an dem einen Arm eines

Das Lenksteuerventil 40 kann in herkömmlicher zweiten, auf dem Vorderwagen 12 befestigten Win-

Bauart mit Längsschieber ausgebildet und über das 55 kelhebels 80 angeschlossen ist. Das Kabel 78 erlaubt

Lenkrad 41 betätigt werden, so daß bei einer Rechts- eine Motordrehzahlsteuerung über den Vorder- und

lenkung Druckflüssigkeit über die Leitungen 42 und Hinterwagen hinweg während der Lenkbewegungen

44 in den dann ausfahrenden Lenkzylinder 27 und des Fahrzeugs. Die Stellungen der Winkelhebel 74

einfahrenden Lenkzylinder 26 und bei einer Links- und 80 werden durch die vom Fahrer des Fahrzeugs

lenkung Druckflüssigkeit über die Leitungen 46 und 60 ausgelöste Betätigung eines Fußhebels 82 gesteuert,

48 in den dann einfahrenden Lenkzylinder 27 und und zwar über eine Betätigungsstange 84, die den

den ausfahrenden Lenkzylinder 26 gefördert wird. Fußhebel 82 mit einem zweiten Arm des Winkel-

Die Rücklaufflüsigkeit von dem Lenksteuerventil 40 hebeis 80 verbindet.

wird über die Leitung 50 in den Flüssigkeitstank 32 Befindet sich der Fußhebel 82 in der in F i g. 2

zurückgeleitet. 65 dargestellten, einer langsamen Geschwindigkeit ent-

Von dem Antriebselement 28 wird weiterhin eine sprechenden Stellung, so wird über das Gestänge 70

Doppelhydropumpe 51 angetrieben, die z. B. aus zwei die Drehzahl des Antriebsmotors verringert und

Pumpeneinheiten 52 und 54 besteht, die auf einer gleichzeitig d^r Ventilschieber 68 des Ventils 66 in

seine untere Stellung gebracht. Hierdurch werden die Fördermenge der Pumpeneinheit 54 und die Fördermenge der Pumpe 30 miteinander vereinigt, so daß eine große Fördermenge in das Lenkventil 40 gelangt und sich eine schnelle Lenkbetätigung der Lenkzylinder 26 und 27, und zwar bei einer niedrigen Drehzahl des Antriebsmotors ergibt. Zur gleichen Zeit wird das Ladeschaufelsteuerventil 62 nur mit der von der Pumpendruckeinheit 52 geförderten Druckflüssigkeit beaufschlagt, so daß nur eine langsame Betätigung der Ladeschaufel 16 möglich ist. Befindet sich der Fußhebel 82 in der in F i g. 2 mit strichpunktierten Linien dargestellten Stellung, so läuft der Antriebsmotor infolge der Verstellung durch das Gestänge 70 mit hoher Drehzahl um, während gleichzeitig der Schieber 68 des Ventils 66 in seine zweite Stellung gelangt. Die von der Pumpeneinheit geförderte Flüsigkeit wird in diesem Fall mit der Flüssigkeit von der Pumpeneinheit 54 zur Vereinigung gebracht und dem Schaufelladersteuerventil 62 zugeführt, so daß eine schnelle Betätigung der Hubzylinder 20 und des Kippzylinders 22 erreicht wird. In ίο dieser Stellung des Ventils 66 erhält das Lenksteuerventil 40 nur Druckflüssigkeit von der Pumpe 80, so daß nur eine langsame Lenkbewegung durchgeführt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hydrauliksystem für selbstfahrende Arbeitsmaschinen, insbesondere Schaufellader, mit einem zur Drehzahlverstellung eines Antriebsmotors dienenden, hand- oder fußbetätigten Steuergestänge sowie drei vom Antriebsmotor angetriebenen Druckflüssigkeitspumpen, deren eine ständig mit einem Steuerventil einer Lenkeinrichtung und deren andere ständig mit einem Steuerventil einer Ladeeinrichtung verbunden ist, während die dritte Pumpe über ein einen verschiebbaren Steuerschieber aufweisendes Schaltventil auf das Steuerventil der Lenkeinrichtung oder auf das Steuerventil der Ladeeinrichtung schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (68) des Schaltventils (66) mit dem zur Drehzahlverstellung des Antriebsmotors dienenden, hand- oder fußbetätigten Steuergestänge (70) verbunden ist.