DE1500345B2 - Hydraulische Steuervorrichtung fur einen durch e.nen Servomotor ver lagerbaren Trager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung für einen durch einen Servomotor verlagerbaren Träger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte Steuervorrichtung dieser Art ist in dem USA.-Patent 3122 247 beschrieben. Solche Steuervorrichtungen finden Anwendung zur Betätigung der Träger von Baggerschaufeln u. dgl. Sie sorgen dafür, daß der zwischen einer Neutralstellung und Betätigungsstellungen verlagerbare Steuerschieber jeweils selbsttätig in seine Neutralstellung zurückgehen kann, wenn der Träger eine bestimmte Betriebsstellung erreicht hat, also beispielsweise die Schaufel eines Baggers angehoben hat.

Bei der bekannten Steuervorrichtung ist das Folgeventil mit dem Schieber, der unter Steuerung durch den Nocken entsprechend der Verlagerung des Trägers betätigt wird, an einen in sich geschlossenen Hydraulikkreis angeschlossen, der von dem Systemdruck für den Servomotor getrennt ist. Obwohl die bekannte Steuervorrichtung sich für die selbsttätige Einstellung des Schaufelträgers eines Baggers gut bewährt hat, haben sich bisweilen doch Probleme dadurch ergeben, daß das den Systemdruck liefernde hydraulische System Luft aufnahm und so die selbsttätige Einstellung so lange unwirksam machte, bis die

ίο Luft wieder aus dem System beseitigt war.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, durch einfache bauliche Modifizierung bereits vorhandener Baukomponenten eine wirksame Entlüftung des Systems zu erzielen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Kennzeichungsteil des Anspruches 1 herausgestellt.

Eine solche Ausgestaltung sorgt dafür, daß der Hydraulikkreis des den Träger betätigenden Servomotors während eines jeden Arbeitszyklus zur Außenluft entlüftet und somit frei von eingeschlossener Luft gehalten wird, die sonst zu Betriebsstörungen führen könnte.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Auf Grund der Drossel kann der in dem Servomotor zur Betätigung des Trägers herrschende Druck sich an dem Kolbenschieber des Hilfsventils über den Durchgang genügend aufbauen, um den Kolbenschieber gegen die Federkraft zu verstellen. Die Abschaltvorrichtung braucht daher auch nur sehr wenig Druckmittel zur Betätigung, und nach dem Abschaltvorgang schließt der Kolbenschieber die die Drossel aufweisende Strömungsverbindung augenblicklich, so daß hier keine Leckverluste auftreten können und die Lage des Servomotors sicher stabilisiert ist.

Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung an Hand einer Zeichnung.

Die einzige Figur zeigt eine hydraulische Steuervorrichtung für einen durch einen Servomotor verlagerbaren Träger. In der einzigen Figur sieht man das bei 18 angelenkte Ende eines mittels eines Servomotors 20 schwenkbaren Trägers 16. Derartige Träger finden sich an Baggern als Schaufelträger. Der hydraulische Kreis zum Betätigen des hydraulischen Servomotors enthält eine Abschaltmechanik 26 zur selbsttätigen Unterbrechung der Hubbewegung, wenn der Träger 16 bis zu einer vorbestimmten Lage angehoben worden ist.

Der hydraulische Kreis zum Betätigen des Servomotors 20 enthält einen Behälter 30 mit hydraulischem Druckmittel. Dieses wird dem Kreis durch eine Pumpe 32 zugeteilt, die mit ihrem Auslaß an der Einlaßmündung eines Gehäusekörpers 34 eines Steuerschiebers 52 über eine Leitung 36 angeschlossen ist und den Systemdruck liefert.

Das Druckmittel aus der Leitung 36 wird an Verbindungsgänge 44 und 46 abgegeben, die in dem Gehäusekörper 34 des Steuerschiebers 52 eingearbeitet sind. Ein Rückschlagventil 48 arbeitet in Abhängigkeit von dem Druckwert im Durchgang 46, um zwischen diesem und einem anderen Durchgang 50 Verbindung herzustellen, der das Druckmittel an eine Bohrung 54 weiterleitet, die den hin und her beweglichen Steuerschieber 52 enthält. Die Bohrung 54 ist mit einer Anzahl von längs getrennten Ringausdrehungen 56 a, 56 b, 56 c, 56 d ausgestattet, die im Zusammenwirken mit den dicken Teilen des Steuerschiebers 52 den Fluß des Druckmittels durch den

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Gehäusekörper 34 hindurch steuern. Der Durchgang ringförmigen Ausdrehung 56 a, durch den Durch-44 verteilt Druckmittel an eine Höhlung 58 von der gang 64 und zu der ringförmigen Ausdrehung 56 d, Grundform eines U und an eine Mündung; an dieser die in Verbindung mit der Auslaßmündung 60 steht; ist eine Leitung 42 angeschlossen, um das Druckmit- das ausgetretene Druckmittel kehrt also zu dem Betel zum Behälter 30 zurückzuführen. Um den Steuer- 5 hälter 30 durch die Leitung 42 zurück,
schieber 52 in einer neutralen Lage, die auch in der Die Abschaltmechanik 26 enthält ein als Schieber Zeichnung veranschaulicht ist, zu halten oder vorzu- ausgestaltetes Folgeventil M, welches in Abhängigspannen, ist eine herkömmliche Federzentriermecha- keit von der Schwenkbewegung des Trägers 16 arbeinik 62 vorgesehen. Während der neutralen Lage hat tet, um Druckmittel, das von dem Steuerschieber 52 der Durchgang 44 Verbindung mit der Höhlung 58, io herkommt, an einen Kolbenschieber 126 eines Hilfsso daß das von der Pumpe 32 abgegebene Druckmit- ventils S anzuschließen. Der Kolbenschieber 126 tel unmittelbar zum Behälter 30 durch die Leitung löst eine Rastvorrichtung D aus und setzt damit den 42 zurückgegeben wird. Steuerschieber 52 instand, den Fluß des Druckmittels

Der Steuerschieber 52 kann verschiedene justierte zum Servomotor 20 zu unterbrechen, also die

Lagen einnehmen, die durch die Buchstaben R, N, L 15 Schwenkbewegung des Trägers 16 anzuhalten,

und F angedeutet sind; diese entsprechen der Reihe Zum Auslösen der Rastvorrichtung D wird auch

nach der Anhebestellung, in der Druckmittel an den das den Systemdruck liefernde Druckmittel verwen-

Servomotor 20 gegeben wird, um diesen zu strecken; det. Dabei sind in dem Hilfsventil S Mittel zum Ent-

einer neutralen Stellung, in der Druckmittel unmittel- lüften des hydraulischen Kreises eingebaut, falls un-

bar zum Behälter 30 zurückkehrt; der Absenkstel- 20 erwünscht Luft in das hydraulische System gelangt

lung, in der Druckmittel zum Servomotor 20 gegeben sein sollte.

wird, um dessen Zurückziehen zu bewirken; und Der Steuerschieber 52 hat eine Verlängerung 74, einer Schwebestellung, in der Druckmittel an das die gelenkig an einem Betätigungshebel 76 ange-Kolbenstangenende und an das Kopfende des Servo- schlossen ist; letzterer ist so angebaut, daß er sich motors 20 gegeben wird und der vom Träger 16 ge- 25 mit einer Welle 78 dreht, die selbst drehbar in einem tragenen Schaufel gestattet, dem Gelände frei zu fol- am Maschinenrahmen befestigten Bock 80 lagert und gen. Zwischen den Ringausdrehungen 56 α und 56 d mit dem Hebel 76 zum Verschieben des Steuerschieerstreckt sich ein innerer Durchgang 64 und definiert bers 52 an irgendeine der bezeichneten Stellen dient, einen Flußweg für rückkehrendes Druckmittel, das Außer dem Hebel 76 enthält die Rastmechanik D aus dem Kopfende des hydraulischen Servomotors 30 einen weiteren Hebel 82, der bei 84 an dem Maschi-20 austritt; der Weg führt zur Ausdrehung 56 d, nenrahmen angelenkt und mit einem seitwärts herdurch die Höhlung 58 und über die Leitung 42 zum ausstehendem Tragarm 86 ausgestaltet ist, an dessen Behälter 30. Die Ausdrehung 56 b verbindet Druck- Ende eine Rolle 88 drehbar sitzt. Der Hebel 82 wird mittel aus dem Durchgang 50 mit dem Kopfende des im Uhrzeigersinn durch eine Feder 90 gedrängt, deServomotors 20 durch eine Mündung 66 und eine 35 ren eines Ende an dem unteren Ende des Hebels 82 Leitung 68, während Druckmittel, das zur Ausdre- und deren anderes Ende an einem kleinen Bock 92 hung 56 c über den Durchgang 50 geleitet ist, mittels angebracht ist, der am Gehäusekörper des Hilfsveneiner Mündung 70 und einer Leitung 72 an das KoI- tils S befestigt ist.

benstangenende des Servomotors 20 weitergeleitet Das untere Ende des Betätigungshebels 76 ist mit

wird. 40 Nockenflächen 94, 96 und 98 ausgestaltet, gegen die

Nimmt man einen Betrieb an, bei dem gewünscht die Rolle 88 mittels der Feder 90 in Berührung gewird, den Servomotor 20 zu strecken, so stellt der halten wird. Diese Nockenflächen wirken sich im ZuBenutzer den Steuerschieber 52 in die Nähe der Stel- sammenhang mit der Kraft der Feder 90 aus, um den lung, die durch den Buchstaben/? bezeichnet ist; er Hebel 76 und den Steuerschieber 52 an einer nach blockiert dabei die Verbindung zwischen dem 45 Wunsch einjustierten Stelle festzuhalten.
Durchgang 44 und der U-f örmigen Höhlung 58 und Man kann sehen, daß die Drehung des Hebels 76 stellt Verbindung her zwischen dem Durchgang 50 zwecks Einstellung des Steuerschiebers 52 in die An- und der Auslaßmündung 66. Unter diesen Umstän- hebestellung das untere Ende des Hebels 76 gegen den steigert das Druckmittel aus der Pumpe seinen den Uhrzeigersinn dreht und der Rolle 88 gestattet, Druck im Durchgang 46 auf einen hinreichenden 50 in wälzende Berührung mit der Nockenfläche 94 zu Wert, um das Öffnen des Rückschlagventils 48 zu gelangen, also dank der Feder 90 eine Drehung im verursachen und dem Druckmittel zu erlauben, Uhrzeigersinn des Hebels 82 zu veranlassen. Befindet durch den Durchgang 50 in die Ringausdrehung sich die Rolle 88 in Berührung mit der Nockenfläche 56 b, durch die Auslaßmündung 66 und die Leitung 94, so wird der Steuerschieber 52 in der Anhebelage 68 zum Kopfende des hydraulischen Servomotors 20 55 gehalten.

zu fließen, also Anlaß zu dessen Streckung zu geben. Das Hilfsventil S ist im Einklang mit dem Betrieb

Das Zurückziehen des hydraulischen Servomotors 20 der Rastvorrichtung D so konstruiert und angeord-

wird durch Bewegen des Steuerschiebers 52 in die net, daß es den hydraulischen Kreis entlüftet, wenn

Lage bewerkstelligt, die durch den Buchstaben L be- der Träger 16 bis zu seiner vorbestimmten Stellung

zeichnet ist; damit entsteht eine Verbindung zwi- 60 angehoben worden ist.

sehen dem Durchgang 50 und der Mündung 70 und Die Abschaltmechanik sorgt dafür, daß das durch zwischen der Leitung 68 und dem Durchgang 64. Bei die Leitung 68 ausgelassene Druckmittel dem Koloffenem Rückschlagventil 48 wird dem hydrauli- benschieber 126 des Hilfsventils S zugeleitet wird, sehen Servomotor 20 Druckmittel durch die Leitung um den Hebel 82 der Rastvorrichtung gegen den 72 zugeteilt und veranlaßt ihn zum Zurückziehen. 65 Uhrzeigersinn zu drehen und hierdurch den Steuer-Das aus dem Kopfende des hydraulischen Servomo- schieber 52 in seine neutrale Lage zurückzubringen, tors 20 austretende Druckmittel fließt durch die Lei- also die Bewegung des Trägers 16 bei einer nach tung 68 zu der ringförmigen Ausdrehung 56 b, zu der Wunsch angehobenen Stellung zu unterbrechen.

Die Abschaltmechanik 26 enthält eine Grundplatte 100, die durch mehrere Schraubbolzen 102 starr an dem Träger 16 angebaut ist. Ein an der Platte 100 befestigter Bock 104 hat einen Nocken 106, der an ihm auf beliebige Art, vorzugsweise mit Hilfe eines Schraubbolzens 108, befestigt ist. Das Gehäuse 110 eines Folgeventils M ist starr auf einem Vorsprung 111 abgestützt, der einen Bestandteil des Ladegerätrahmens bildet. Dieses Folgeventil enthält einen kolbenförmigen Schieber 112 mit einer äußeren Verlängerung 114, an deren Ende eine Rolle 116 drehbar sitz. Der Schieber 112 wird normalerweise in der veranschaulichten Lage durch eine Feder 118 gehalten, die ihren Platz innerhalb der Schieberbohrung hat. Das Folgeventil ist mit Hilfe einer Leitung 120 an der Leitung 68 und mit Hilfe einer Leitung 122 an den Kolbenschieber 126 des Hilfsventils S angeschlossen. Während der Zeitspannungen, zu denen der Steuerschieber 52 so einjustiert ist, daß Druckmittel aus der Pumpe 32 zur Leitung 68 strömt, um das Kopfende des Servomotors 20 unter Druckzusetzen, berührt der Nocken 106 die Rolle 116 und bewegt den Schieber 112 nach rechts, stellt hierdurch eine Verbindung zwischen den Leitungen 120 und 122 her und leitet also Druckmittel zum Kolbenschieber 126 des Hilfsventils S.

Der Kolbenschieber 126 des Hilfsventils 5 ist hydraulisch mit dem Schieber 112 des Folgeventils M und mechanisch mit der Rastvorrichtung D verknüpft, um das Druckmittel in der Leitung 122 zu entlüften und um der Federzentriermechanik 62 die Rückstellung des Steuerschiebers 52 in dessen neutrale Lage zu gestatten, wenn der Träger 16 eine vorbestimmte Anhebestellung erreicht hat. Das Hilfsventil S enthält einen rohrförmigen Gehäusekörper 124, in dem der Kolbenschieber 126 hin und her beweglich eingebaut ist. Der Kolbenschieber hat zwischen inneren und äußeren dicken Teilen 130 bzw. 132 einen dünnen Teil 128. Ein langgestreckter Stangenteil 134, der von dem dicken Teil 132 heraussteht, ist gelenkig bei 136 an dem unteren Teil des Hebels 82 angeschlossen. Eine Drossel 138 ist in der Wand des Gehäusekörpers 124 an einer Stelle zwischen den dicken Teilen 130 und 132 vorgesehen und mit Hilfe einer Leitung 140 mit dem Behälter 30 verbunden. Wie man sieht, stellt die Leitung 122 eine Verbindung zwischen dem Schieber 112 des Folgeventils M und dem Kolbenschieber 126 des Hilfsventils S dar, um Druckmittel aus der Leitung 120 zum Kolbenschieber 126 zu leiten, wenn der Schieber 112 durch den Nocken 106 nach innen bewegt ist. Ein Durchgang 142 (in gebrochenem Umriß dargestellt) schafft eine Verbindung zwischen einer Kammer 144 und einem ringförmigen Hohlraum 146. Der Durchgang 142 ist vorgesehen, um das über die Leitung 122 in den Hohlraum 146 geleitete Druckmittel zur Kammer 144 zu leiten, um also das Verschieben des Kolbenschiebers 126 nach rechts

ίο einzuleiten. Dank der Gelenkverbindung 136 wird ersichtlich, daß ein Verschieben des Kolbenschiebers 126 nach rechts eine entsprechende Drehung des Hebels 82 gegen den Uhrzeigersinn nach sich zieht.
Bei der Betriebsbeschreibung sei angenommen, daß der hydraulische Servomotor 20 gestreckt werden soll, um den Träger 16 anzuheben, daß die Rastvorrichtung D so justiert ist, daß die Rolle 88 Berührung mit der Nockenfläche 94 hat und daß der Kolbenschieber 126 des Hilfsventils 5 dementsprechend nach links um eine genügende Strecke verschoben ist, die eine Verbindung zwischen der Leitung 122 und der Drossel 138 herstellt. Wenn der Träger 16 seine vorher bestimmte angehobene Lage erreicht, wird der Schieber 112 des Folgeventils M durch den Nocken 106 so verschoben, daß eine Verbindung zwischen der Leitung 120 und 122 zustande kommt und somit Druckmittel zum Hohlraum 146 gelangt. Ein Teil des zum Hilfsventil S geleiteten Druckmittels wird durch die Drossel 138 über die Leitung 140 zum Behälter 30 abgelassen; der restliche Teil des Druckmittels wird durch den Durchgang 142 zur Kammer 144 geleitet und steigert den Druck in dieser Kammer auf einen hinreichenden Betrag, um die Vorspannung der Feder 90 zu überwinden und den Kolbenschieber 126 nach rechts zu verschieben; hierdurch wiederum wird eine Drehung des Hebels 82 gegen den Uhrzeigersinn und die daraus folgende Lösung der Rolle 88 von der Nockenfläche 94 veranlaßt; es wird also die Federzentriermechanik 62 in die Lage versetzt, den Steuerschieber 52 in eine neutrale Lage einzustellen, in der der Fluß des Druckmittels zur Leitung 68 blockiert, also die weitere Streckung des Servomotors 20 angehalten wird.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß das Hilfsventil S nicht nur die Rastvorrichtung D auslöst, sondern gleichzeitig jegliche Luft beseitigt, die in dem hydraulischen System eingeschlossen sein könnte, und zwar jedesmal, wenn der Träger 16 in seine angehobene Lage gebracht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Steuervorrichtung für einen durch einen Servomotor verlagerbaren Träger, mit einem Mehrwegeventil zur Steuerung der Bewegungsrichtung des Servomotors, wobei der Steuerschieber des Mehrwegeventils aus einer federzentrierten Neutralstellung in verschiedene Arbeitsstellungen verlagerbar ist, und mit einem hydraulisch betätigten, einen Kolbenschieber aufweisenden Hilfsventil zur Rückstellung des Steuerschiebers in die Neutralstellung durch Entriegelung einer Nockenflächen aufweisenden Rastvorrichtung, wobei ein der Verlagerung des Trägers folgender Nocken den Schieber eines Folgeventils im Sinne der Freigabe bzw. Absperrung des Druckmittels zum Kolbenschieber des Hilfsventils betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß das Folgeventil (M) in eine vom Systemdruck für den Servomotor (20) gespeiste Leitung (68,120) eingeschaltet ist und daß das Hilfsventil (S) eine Drossel (138) aufweist, über die im Verlauf der zur Entriegelung der Rastvorrichtung (D) führenden Verstellung des Kolbenschiebers (126) des Hilfsventils (S) eine Strömungsverbindung zwischen dem Systemdruck und der Ablaufseite des hydraulischen Systems aufrechterhalten ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Ablaufseite des hydraulischen Systems verbundene Drossel (138) in die den Kolbenschieber (126) aufnehmende Bohrung des Hilfsventils (S) mündet und durch einen Bund (132) des Kolbenschiebers (126) verschließbar ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (126) des Hilfsventils einen sich axial erstreckenden Durchgang (142) hat, der sich von einem dünner gehaltenen Teil (128), neben dem das Druckmittel durch eine Leitung (122) eingelassen wird, zu der eine geschlossene Kammer (144) begrenzenden stirnseitigen Wirkfläche des Kolbenschiebers erstreckt.