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Hydrauliksystem für eine selbstfahrende Arbeitsmaschine mit Knicklenkung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hydrauliksystem für selbstfahrende Arbeitsmaschinen
mit Knicklenkung, wobei die Antriebsquelle für die druckerzeugende Hydraulikpumpe,
nämlich der Motor, im rückwärtigen Fahrzeugteil, die Ver= brauchastellen hydraulischer
Energie dagegen in dem den Fahrersitz und das Erdbewegungswerkzeug tragenden Vorder=
wagen vorhanden sind.
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Aus Gründen einer stabileren Gewichtsverteilung in einem knickgelenkten
Fahrzeug dieser Zweckbestimmung ist die Antriebsmaschine im rückwärtigen Fahrzeugteil,
der Fahrer sitz sowie das hydraulisch betätigte Erdbewegungswerkzeug, z, B, eine
Ladeschaufel, im vorderen Fahrzeugteil unterge= brachte Da sich beide Fahrzeughälften
während des Steuer= vorgangs relativ zueinander bewegen, hat man entweder die 'Möglichkeit,
die im Vorderteil montierte Pumpe über eine flexible Weile anzutreiben, oder man
ordnet die Pumpe im Motorwagen an und nimmt dann in Kauf, daß die Verbindungen durch
eine Vielzahl von Hydraulikleitungen hergestellt werden. Jede dieser beiden Lösungen
ist vom Standpunkt des Verschleißes und der Betriebssicherheit unvorteil= haft,
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zweckmäßiges hydraulisches System dadurch
zu schaffen, daß sowohl die hydraulischen Bauteile wie auch die Hydraulikleitungen
in verbesserter Anordnung eingebaut werden, Insbesondere wird angestrebt, den Antrieb
der hydraulischen Pumpe mit den von der Pumpe abzweigenden Leitungen betriebssicher
zu gestalten, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man sowohl
die Hydraulikpumpe wie auch die Anschlußarma= turen der Hydraulikleitungen koaxial
zur Knickachse an= ordnet und mit flü-sigkeitsdichten Drehkupplungen aus= stattet,
Dadurch, daß auch der Pumpenkörper von der Knick= achse geschnitten wird, ist eine
einfache Kardanwelle zum Antrieb ausreichend, Der Vorteil einer Anordnung von Pumpe
und Antriebsmaschine auf demselben rückwärtigen Fahrzeug= teil bietet eine Reihe
von Vorteilen, die sich besonders in einer größeren Betriebssicherheit und baulichen
Ver= einfachurig auswirken, In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei
Ausführungsbeispielen dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden. Es
zeigen: Fig, 1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit Knick= lenkurig und dem erfindungsgemäßen
Hydrauliksystem, Fig, 2 eine Einzelheit der Seitenansicht nach Fig. 1 in vergrößerter
Darstellung, Fig, 3 eine Daraufsicht auf die Anordnung nach Fig, 2, Fig. 4 einen
Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig, 3,
Fig. 5 veranschaulicht
ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 6 ist eine um 90° gedrehte
Darstellung der Anord= nung zach Fig. 5.
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In Fig. 1 ist ein Erdbewegungsfahrzeug 10 mit einem vorderen und einem
hinteren Chassis dargestellt. Die beiden Fahrzeug= hälften 12 und 14 sind um eine
senkrechte Achse 16 relativ zueinander verschwenkbar. Sowohl die Antriebsmaschine
18 . wie auch die Hydraulikpumpe 20 sind auf dem hinteren Fahr= zeugteil 14 angeordnet,
Andererseits sind alle hydraulischen Steuer- und Regelgeräte wie auch der Behälter
22 für die Hydraulikflüssigkeit auf dem Vorderwagen untergebracht. Da der Antriebsmotor
und die Hydraulikpumpe sich auf demselben Chassis befinden"erübrigt sich ein besonderer
elastischer Pumpenantrieb, Der Nachteil einer flexiblen Verbindung zwi= sehen dem
Behälter 22 und der Hydraulikpumpe 20 wird ausge= schaltet durch eine verhältnismäßig
steife Leitung 24, die mit einer drehbaren Kupplung 26 versehen ist, @ Diese Kupplung
.26 erlaubt eine vollständige Schwenkung zwischen den beiden Fahrzeughälften.. und
zwar aufgrund einer koaxialen Lage in bezug auf die Drehachse 16, Auf diese Weise
erlaubt die Verbindung 26 zwar eine widerstandsfähige Leitungsverbin= dung, gleichzeitig
aber auch eine leichtgängige Drehvers bindung. Die von der Pumpe 20 abgehenden flexiblen
Auslaß= leitungen lassen sich dadurch vermeiden, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt
ist, daß man weitere axialausgerichtete Dreh= gelenkkupplungen vorsieht.
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Bei näherer Betrachtung des Fahrzeugs 10 zeigt sich, daß die Hydraulikpumpe
20 auf dem äußersten oberen Vorsprung des rückwärtigen Chassis 14 montiert ist,
so daß sie tat= sächlich unterhalb der überhängenden Fahrerkabine 28 des'
Frontchassis 12 zu liegen kommt.
Die bevorzugte Lage der Pumpe 20
ergibt sich dadurch, daß sie koaxial zur Knickachse 16 zwischen den beiden Fahrzeug=
hälften angeordnet ist, Da sowohl Pumpe und Leitungen auf dem rückwärtigen Chassis
untergebracht sind, kommt man mit einem Direktantrieb der Pumpe durch eine Welle
32 aus. Die Pumpe hat vorteilhafterweise eine große Eintriebsöffnung 34, der sich
eine Leitung 24 in ebenfalls großen Querschnitt anschließt, Der Pumpenauslaß 36
kann beispielsweise über eine flexible Leitung 40 mit einem Ventil 38 des Laders
verbunden werden" Dieses Ventil kann für die Betätigung des vorderen Arbeitswerkzeugs
wie Räumschildschaufel oder dergleichen vorgesehen sein. Ein kleinerer Pumpenauslaß
37 steht über eine zweite flexible Leitung !12 mit einem Steuer= ventil 44 in Flüssigkeitsverbindung,
Den Behälter für die Hydraulikflüssigkeit ordnet man zweck= mäßigerweise auf dem
vorderen Chassis 12 an. Im übrigen ist eine genaue Lagerung des Behälters nicht
ausschlaggebend. In einem Ausführungsbeispiel ist der Behälter 22 hinter der Fahrerkabine
28 so angebracht' daß er über dem Vorder= teil des rückwärtigen Chassis 14 hängt.
Man hat den Behälter deswegen auf dem vorderen Chassis angeordnet, um sich die umständlichen
flexiblen Leitungen zu ersparen, d, h. es genügen hier die üblichen starren Verbindungen,
Das Problem wird in diesem Falle dadurch besonders kompliziert= daß die Anzahl der
erforderlichen Leitungsverbindungen zu den einzelnen hydraulischen Verbrauchsstellen
im Fahrerstand verhältnismäßig groß wäre. Bei den auftretenden Drücken würde dann
immer die Gefahr besteht, daß durch die ständig wiederholten Biegungen die Wechselfestigkeit
hier bald überschritten werden könnte, was naturgemäß zu gefähr= lichen Betriebsstörungen
führen könnte, Bei in sich starren und unbeweglich bleibenden Leitungen dagegen
besteht diese Gefahr in weit geringerem Maße.
Mit einem Behälter
22 auf dem Vorderchassis und der Hydrau= likpumpe 20 auf dem rückwärtigen Chassis
braucht lediglich noch die Leitung 24 zu Pumpe und Behälter begrenzt beweg= lieh
zu sein. Diese eine Leitung kann man dann so über=: dimensionieren und mit einem
so großen Querschnitt au-s= statten, daß die Bruchgefahr praktisch nicht mehr vorhanden
ist, Da .der Flüssigkeitsdruck sehr starken Schwankungen unterliegt, muß diesem
Umstand besonders Rechnung getragen ,werden. Man erreicht diese im wesentlichen
dadurch, daB man die Leitung 24 in einer leichtgängigen Drehkupplung 26 auslaufen
läßt, Wie diese Kupplung im einzelnen ausgebildet iat, ist im Schnitt der Fig, 4
dargestellt, Daraus ist er= sichtlich, daß die Leitung zunächst in einer hohlen
Kappe 50 endet, die mittels einer geeigneten Lagerung auf dem rechtwinklig abzweigenden
Rohr 52 sitzt, Der Rohrstutzen 52 andererseits ist wieder mit dem darunterliegenden
Pumpenkörper 20 fest verbunden, und zwar oberhalb des Pumpeneintritts 34. Wie bereits
erwähnt, fällt die Dreh= Achse dieser Rohrkupplung mit der Knickachse
16 des Fahr= zeügs zusammen® In Fig3 ist dargestellt, daß die Relativ=: bewegung
zwischen den Fahrzeughälften eine symmetrische "ist, d. h. Vorder- und Hinterwagen
sind an der Schwenkbe= wegurig beteiligt, Wie aus Figo 3 ersichtlich ist, hat die
Leitung 24 die Möglichkeit einer völlig freien- Drehung um die Achse 16,
Als weitere Einzelheit der Drehkupplung 26 ist noch er= wähnenswert, daß die Abschlußkappe
50 eine glatte zylin= drsche Innenfläche 54 aufweist, die auf einer entsprechen=
den zylindrischen Außenfläche 56 des Übergangsstutzens 52 aufliegt, Auf diese Weise
wird eine sichere Führung zwischen den beiden Teilen erreicht, Die starken Druckschwankungen
machen es notwendig, daß zuästzliche Dichtmittel vorge= sehen werden, Es ist: z.
B. in der Kappe 50- eine ringförmige Ausnehmung vorhanden, die einen Dichtring 58
mit U-Profil
aufnehmen kann, Die Dichtwirkung derartiger U-Ringe
ist bekanntlich dem durchströmenden Druck proportional, so daß eine unbedingte Abdichtung
erreicht wird, Der Dicht= ring 58 nimmt gleichzeitig etwa austretende Flüssigkeit
zwischen den beiden aufeinandergleitenden Teilen auf, Oberhalb der Ringdichtung
58 sind vorteilhafterweise noch zwei weitere Ringausnehmungen 60 angeordnet, Diese
haben einige wichtige Aufgaben zu erfüllen: Erstens garantieren sie eine ausreichende
Schmierung der Kupplung 26, weil sie ständig mit durchtretender Hydrau= likflüssigkeit
versorgt werden; zweitens bewirken diese beiden hingausnehmungen einen ge= wissen
Druckausgleich zwischen den einzelnen Lagerzonen, was zu einer besseren Passung
und damit auch zu einer leichteren Drehung beitragen dürfte, Passungsungenauig=
keiten beim Zusammenbauen der beiden Drehteile lassen sich nämlich nicht vermeiden,
Drehstörungen oder Klemmungen wären denkbar, Drittens können die Ringausnehmungen
60 dazu beitragen, daß Druckschwankungen im Bereich des Dichtringes 58 aus= geglichen
werden, wie sie überhaupt dazu beitragen, daß die Druckspitzen in der Leitung 24
ausgeglichen bzw, ge= dämpft werden, Insgesamt gesehen wird also eine bessere Dichtung
erzielt und verhindert, daß bei vorübergehend auftretendem Vakuum in der Verbindung
24 Flüssigkeit ab= gesaugt wird.
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Die begrenzte Drehbewegung zwischen den Teilen 50 und 52 führt nicht
zu einer Beeinträchtigung der Dichtwirkung, Im übrigen ist die Kupplung so ausgebildet,
daß senkrechte Bewegungen der Dichtringe nicht auftreten können, und zwar
durch
Anordnung einer Ringschulter 62 an der Kappe 50, die sich auf einem Ringlansch 64
des Rohrstutzens 52 ab= stützt. Weitere Befestigungsmittel sind unter anderem ein
angeschraubter Ringflansch 66, der noch durch einen D-Ring 68 zusätzlich abgestützt
wird. Daß die Kupplung 26 durch einige bewegliche Teile in der Leitung '24 ist,
wirkt sich besonders vorteilhaft aus. Alle übrigen Verbindungsstellen sind starr
ausgeführt, Man sieht aus den zeichnerischen Darstellungen ferner, daß die Drehkupplung
26 nicht un= bedingt koaxial: zur Knickachse 16-angeordnet sein muße Es könnte auch
der Pumpeneinlaß 34 jede andere Lage ein= nehmen, vorausgesetzt, daß nur die Kupplung
26 an sich genau mit der Achse 16 fluchtet. Eine solche Anordnung würde jedoch eine
zusätzliche Leitung zwischen der Kupp= hing 26-und dem Pumpeneinlaß 34 erfordern,
was selbstver= stä,ndlich nicht erwünscht ist und daher auch nicht ausge= führt
wurde.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 5 und
6 dargestellt,, Die baulichen Abweichungen sind indessen geringfügig. Worin sich
diese zweite Ausführung von der vorhergehenden. unterscheidet, ist ein zusätzliches
Kupplungsstück 70" , wodurch die flexible Druckleitung 110 zwischen dem Pumpenaustritt
36 und dem Ventil 38 überflüssig wird, Diese Drehkupplung 70 ist der Kupplung 26
weitgehend ähnlich. Auch in. diesem Falle fällt die Schwenkachse der Kupplung 70
mit der Knickachse 16 des Fahrzeugs zusammen. Nur ist: die flexible Druckleitung
40 durch eine Starrleitung 72 ersetzt. Um auch die weitere biegsame Druckleitung
42 zu ersetzen, müßte noch eine dritte Kupplung dieser Art vorgesehen sein.