DE1759867C - Hydraulische Steuervorrichtung für Erdbewegungsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung für Erdbewegungsmaschinen, insbesondere Planierhobel, bei der zwei hydraulische Zylinder zur Betätigung eines Arbeitswerkzeuges diener, und mittels zweier Steuerschieber gesteuert werden, von denen jeder zu einer von zwei Steüdnchiebergruppen gehört, und bei der jeder Steuerschiebergruppe eine Pumpe zugeordnet ist und zwischen die Pumpen und die Steuerschiebergruppen ein Umschahschieber eingeschaltet ist, der in seiner einen Schaltstellung die Druckleitungen der Pumpen so miteinander verbindet, daß die von den Pumpen erzeugten Drockmitte'iströme den Steuerschiebern beider Steuerschiebergruppen gemeinsam zugeführt werden, in seiner anderen Schaltstellung dagegen die Druckleitungen der

*5 Pumpen trennt, so daß den Steuerschiebern der Steuerschiebergruppen jeweils nur der von der zugeordneten Pumpe erzeugte Druckmittelstrom zugeführt wird. Bei einer bekannten Steuervorrichtung dieser Art sind die einzelnen Steuerschieber innerhalb der Steuerschiebergruppen hintereinandergeschaltet, und auch der Umschahschieber ist so ausgebildet, daß er in seiner die Druckleitungen der Pumpen miteinander verbundenden Schahstellung gleichzeitig die beiden Steuerschiebergruppen hintereinanderschaltet. Mit einer

SS solchen Steuervorrichtung ist es möglich, einen einzigen Steuerschieber wahlweise mit der Leistung nur einer oder beider Pumpen zu beaufschlagen; bei Trennsteliung des Umschaltschiebers ist es auch möglich, je einen Steuerschieber aus jeder Steuerschieber-

(<o gruppe gleichzeitig und unabhängig voneinander zu beaufschlagen. Mit der bekannten Steuervorrichtung ist jedoch keine Parallelschaltung der Steuerschieber möglich in dem Sinn, daß gleichzeitig zwei Steuerschieber unter gegenseitiger Ausgleichsmöglichkeit je

«5 nach dem Widerstand am Arbeitswerkzeug betätig); werden können, wie das insbesondere zum seitlichen Ausschwenken der Hohelschar eines Pianierhobe'Js erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steuervorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Steuerschieber der Steucischiebergruppen und die beiden Steuerschiebergruppen im vorstehend genannten Sinn parallel schaltbar sind.

Die Losung die;er Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß jeder Steuerschiebergruppe ein Vorsteuerventil vorgeschaltet ist. dessen Venti'Körper bei in neutraler Stellung befindlichen Steuerschiebern vom Druck des den Steuerschiebern zugeführten Druckmittelstromes entgegen der Wirkung einer Feder in seiner geöffneten Stellung gehalten wird, in der der Druckmittelstrom frei nach dem Sammelbehälter des Hydrauüksystems hin abfließen kann, und dessen Y.ntükörper eine Orosselbohrung aufweist, durch die ein Nebenstrom des Druckmittels erzeugt wird, der durch die Drosselbohrung hindurch ii. einen auf der Rückseite des Ventilkörpers befindlichen Rau.η s;römt und in der die Druckleitungen der Pumpen voneinander trennenden Schaltstellung des Umschallsj hiebe rs aus diesem Raum über hintereinanderge- «■■. haltete Ringkanäle der in neutraler Stellung befindlichen Steuerschieber sowie über Ringkanäle des Um- < !laltschiebers in den Sammelbehälter abströmt, wo-Ki der im Vorsteuerventil der einen Steuerschieberj.. ;!ppe erzeugte Nebenstrom zunächst die Ringkanäle ijr zugehörigen Steuerschieber und dann die Ringkai,ale des Umschaltschiebers durchströmt, während der >r Vorsteuerventil der anderen Steuerschiebergruppe erzeugte Nebenstrom zunächst die Ringkanäle des I rnschaltschiebers und dann erst die Ringkanäle der "!gehörigen Steuerschieber durchströmt, und daß der l'nischaltsci.ieber so ausgebildet ist. daß er in seiner die Druckleitungen der Pumpen miteinander verbindenden Schalt teilung die Steuerschiebergruppen parallel schaltet und die Nebenstromleitung des zuerst die Ringkanäle des Umschaltschiebers durchströmenden Nebenstromes absperrt und die Nebenstromleitung des zuerst die Ringkanäle in den Steuerschiebern der einen Steuerschiebergruppe durchströmenden Nebenstromes an die vom Umschaltsehieber zu den Rinekanälen in den Steuerschiebern der anderen Steuerschiebergruppe führende Nebenstromleitung anschließt.

Die Vorsteuerveniile erfüllen bei der Erfindung mit dem in ihnen angezweigten Nebenstrom des Druckmittel«; den Zweck des sonst erforderlichen gesonderten Leerlaufs der Steuerschieber. Bei Betätigung eines Steuerschiebers in eine Arbeitsstellung wird der Nebenstrum zwischen den Ringkanälen in den Steuerschiebern abgesperrt, so daß der Ventilkorper des Vorsteuerventils in seine Schließstellung geht und der Druckmittelstrom, welcher von den Pumpen erzeugt wird, nicht mehr frei zum Sammelbehälter des Hydrauliksystems abfließen kann, sondern voll zur Beaufschlagung eines Steuerschiebers zur Verfügung steht, und zwar infolge der Parallelschaltung der Steuer hieber auch zur Beaufschlagung mehrerer Steuerschieber gleichzeitig. Das gilt sowohl bei der Trennstellung des Umscrr.ltschiebers, wobei jeder Steuerschiebergruppe ein eigener Nebenstrorn zugeordnet ist, als auch bei der Vereinigungsstellung des Umschaltschiebers, bei der für das gesamte Hydrauliksystem nur noch ein einziger Nebenstrom vorhanden ist und bei der auch die Druckleitungen der Pumpen parallel und nicht hintereinandergeschaltet sind. Damn schzifft cie erfindungsgemäße Vorrichtung eine ncdeu-ImHr "^:ru^::eru!ii! in den SicjerunusmöciiehK-lic;:.

Damit die beiden Pumpen eine möglichst gleiche Leistung erbringen, kann eine Doppelpumpe vorgesehen sein.

Eine Vereinfachung der gesamten Steuervorrich-Hing läßt sich noch dadurch erreichen, daß die Steuerschieber für mehrere oder alle hydraulischen Zylinder einer Betätigungsseite zusammen mit dem zugehörigen Vorsieuerventil zu einer Baueinheit zusammengeschlossen sind.

ίο Außerdem kann der Raum auf der Rückseite des Ventilkörpers des Vorsteuerventils über ein den gewünschten Höchstdruck des Hydrauüksystems bestimmendes Überdruckventil mit dem Sammelbehälter verbunden sein.

Ein Ausführungsbeispiel einer Steuervorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 das Schaltbild der Steuer Errichtung.

Fig. 2 Steuerschiebergruppen mit den zugehörigen Vorsteuerventilen und zwei Pumpen und einen Umschaltschieber in seiner die beiden Druckmittelströme der Pumpen trennenden Schaltsrellung und

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung mit dem Urnschaltschieber in seiner die beiden Druckmittelströme der Pumpen vereinigenden Schaltstellung.

Zwei leistungsgleiche Pumpen 1 und 2 saugen über Leitungen 4 und 5 aus einem gemeinsamen Sammelbehälter fi öl an und fördern es über Druckleitungen 7 und 10 iu Anschlüssen 8 und 11 eines Umschaltschiebers9.

In der Stellung I des Kolbens Ϊ2 des Umschaltschiebers 9 (F i g. 2) durchströmt das von der Pumpe 1 geförderte und über die Druckleitung 7 und den An-• Schluß 8 eintretende öl den Umschahschieber9 über einen Ringkanal 37 und gelangt über ei.ie Leitung 13 und einen Anschluß ISa in ein Vorsteuerventil 15. Außerdem gelangt das Drucköl über einen Abzweig 33 zu einem Ringkanal 34 eines ersten Steuerschiebers 16 und zu einem Ringkanal 35 eines weiteren Steuer-Schiebers 16 a. Der weitere Weg zu den hydraulischen Zylindern 43, 44 zur Betätigung der nicht gezeichneten Arbeitswerkzeuge ist dem Drucköl in der in F i g. 2 gezeichneten Ruhestellung der Steuerschieberkolben 31 und 32 versperrt.

+5 Im Vorsteuerventil 15 trifft das Drucköl auf einen Ventilkörper 20, der eine Drosselbohrung 19 enthält Der durch diese von dem auf den Ventilkörper 20 auftreffenden Hauptölstrom abgezweigte Nebenölsirom gelav.jf* in einen Raum Ti auf der Rückseite des Ven-

'o tilkörpers 20 und fließt dann von dort drucklos über einen Verbindun^skanal 39, zwei Ringkanäle 22 und 23 im Steuerschieber 16, zwei weitere Ringkanäle ?2o und 23 α im Steuerschieber 16 α und über eine Nebenstromleitung 24 zum Urnschaltschieber 9, von wo er

S3 über zwei miteinander in Verbindung stehende Ringkanäle 25 und 26 und eine Leitung 27 in den Sammelbehälter 6 zurückfließen kann. Dieser praktisch drucklose Abfluß des Nebenölstromes läßt den Hauptölstrom gleichzeitig den Ventilkörper 2I> gegen

die geringe Kraf. einer Feder 28 anheben und über einen Rücklauf 29 zum Sammelbehälter 6 zurückfließen.

Das von der Pumpe! geförderte und über die Druckleitung 10, den Anschluß 11 und einen Ringka-

nal 38 den Umschaltschieber 9 strömende Drucköi durchläuft einen nahezu analogen Kreislauf. Der Unterschied zum voi beschriebenen Kreislauf der Γ um pe 1 nc?>eht mir darin, daß der von dem auf einen

Ventilkörper 20' auftreffenden Hauptolstrom durch eine Drosselbohrung 19' abgezweigte Nebcnölslrom aus einem Raum IV zunächst über eine Nebenstromleitung 30 zum Umschultschivbcr 9 fließt, diesen über zwei miteinander in Verbindung stehende Ringkanälc 25' und 26' durchströmt und dann erst über cine Nebenstromlcitung 40 zu Ringkanälen 22'« und 23'« eines Steuerschiebers 18« und weiter zu Ringkunälcn 22' und 23' eines Steuerschiebers 18 gelangt, von wo aus er schließlich über einen Anschluß 41 und eine Leitung 42 in den Sammelbehälter 6 zurückfließt. Line Leitung 14 entspricht der Leitung 13 im Kreislauf der Pumpe 1, ein Anschluß 17« dem Anschluß 15 α und die Steuerschieber 18 bzw. 18« den Steuerschieber 16 bzw. 16a. Im übrigen sind die in den beiden Kreisläufen identisch vorkommenden Teile mit denselben Bezugszeichen unter Hinzufügung des Index ' bezeichnet. So entspricht einer Feder 28' die Feder 28 und einem Abzweig 33' der Abzweig 33.

Die beiden Kreisläufe der Pumpen 1 und 2 sind außerdem jeweils für sich durch mittels Stellschrauben 45 bzw. 45' einstellbare Überdruckventile 36 bzw. 36' abgesichert.

Wird nun in der bisher beschriebenen Stellung I des Kolbens 12 des Umschaltschicbcrs9 beispielsweise der Stcuerschieberkolben 31 des Steuerschiebers 116 betätigt, dann trennt dieser Steuerschiebcrkolben 31 die beiden Ringkanälc 22 und 23 voneinander ab und versperrt so dem Ncbenölstrom den Abfluß.

L^Cr Ciüt ViCn ψ CtilltlxOrpCr «w uÜlirCllVllClV l lUUptOt-

strom ist daher nicht mehr in der Lage, diesen anzuheben und sich den Rücklauf 29 freizumachen. Der von der Pumpe 1 geförderte ölstrom steht also voll zur Beaufschlagung des hydraulischen Zylinders 43 zur Verfügung, die je nach Betätigungsrichtung des Steuerschiieberkolbens 31 ausgehend vom Ringkanal 34 entweder über eine Stelle A auf der kolbenstangenfreien oder über eine Stelle B auf der Kolbenstangcnseite erfolgt und damit das nicht gezeichnete Arbeitswerkzeug entsprechend der Förderleistung der Pumpe 1 betätigt.

Gleichzeitig und unabhängig davon kann auch der Kolben 31' des Steuerschiebers 18 betätigt werden, wobei sich in einem Vorsteuerventil 17 infolge der Trennung der Ringkanäle 22' und 23' die vorstehend beschriebenen Vorgänge entsprechend abspielen, und damit der hydraulische Zylinder 44 entweder über eine Stelle A' oder über eine Stelle B' entsprechend der Förderleistung der Pumpe 2 beaufschlagt wird.

Die beiden hydraulischen Zylinder 43 und 44, die zusammen das nicht gezeichnete Arbeitswerkzeug betätigen, können also gleichzeitig und unabhängig voneinander nach Maßgabe der Förderleistung der ihnen zugeordneten Pumpe 1 bzw. !beaufschlagt werden.

Mit den beiden Steuerschiebern 16 α und 18 α können mittels der zugehörigen Steuerschieberkolben 32 und 32' ausgehend vom Ringkanal 35 und von einem Ringkanal 35' entweder über eine Stelle C und eine StelleC oder.über StellenD und D' zwei weitere, nicht gezeichnete hydraulische Zylinder für ein weiteres, nicht gezeichnetes Arbeitswerkzeug betätigt werden. Je nach der Zahl der von jeweils zwei Arbeitszylindern betätigten Arbeitswerkzeuge können an die Gruppe der Steuerschieber 16, 16 a bzw. 18. 18« beliebig viele weitere gleichartige Steuerschieber angebaut werden, ohne daß hierfür zusätzliche Vorstcucrvcntile notwendig sind. Es muß nur dafür Sorge getrauen werden, daß der Ncbcnölstrom einer jeden Steuerschiebergruppe in gleicher Weise durch die anzubauenden Steuerschieber fließt, damit bei Betätigung irgend eines Slcuerschiebcrkolbens der Nebcnölstromriicklauf und dadurch auch der Hauptölstromrücklauf lies betreffenden Ülkreislaufcs gesperrt wird.

In der Stellung Il des Kolbens 12 des Umschnllscliiebers9 (Fig. 3) stehen die beiden Ringkanäle 37 und 38 miteinander in Verbindung, so daß die beiden Pumpen 1 und 2 zusammengeschlossen sind und gc-

jo meinsam in die beiden Leitungen 13 und 14 gleichzeitig fördern. In dieser Stellung des Kolbens 12 ist im Ringkanal 25' des Umschaltschicbers 9 der Rücklauf für den durch die Drosselbohrung 19' abgezweigten Ncbcnölstrom versperrt. Dadurch findet der Hauptölstrom, der über die Leitung 14 in das Vorstcucrvenlil 17 fließt, keinen Rücklauf. Dafür kann das gesamte, von den Pumpen 1 und 2 geförderte öl im Vorstcucrvcntil 15 über den Rücklauf 29 zurückfließen, denn der dort abgezweigte Ncbcnölstrom gelangt auf dem schon beschriebenen Weg zum Ringkanal 25 im Umschaltschieber 9 und von dort über den damit nunmehr in Verbindung stehenden Ringkanal 26' und die Nebcnstromleitung 40 in die Ringkanäle 22'«, 23'« und 22', 23', der beiden Steuerschieber 18« und 18

*5 und von dort über den Anschluß 41 und die Leitung 42 schließlich in den Sammelbehälter 6.

Dieser nunmehr vorhandene einzige Nebenölstromkrcislauf wird damit beim Betätigen irgendeines Steuerschieberkolbens gesperrt, so daß zur Bcauf-

3= Sviilagung des zugehörigen Ai'uciiMvündurs die Förderleistung beider Pumpen 1,2 zusammen zur Verfugung steht. Wird also z.B. der Kolben 3Γ betätigt. dann wird der Ncbenölstrom zwischen den Ringkanälen 22' und 23' unterbrochen und der Hauptölstrom

am Rücklauf 29 abgesperrt. Der von den Pumpen 1 und 2 geförderte Gesamtölstrom fließt also — ein Rücklauf 29' isi ja durch die Stellung des Kolbens 12 beim Ringkanal 25' von vornherein gesperrt — nur noch über die Leitung 14 und einen Ringkanal 34'

zum hydraulischen Zylinder 44.

Damit ist es einmal möglich, einen der hydraulischen Zylinder 43, 44 außer mit der Leistung einer Pumpe 1 bzw. 2 auch mit der Leistung beider Pumpen 1 und 2, also mit zwei verschiedenen Geschwin-

4b digkeiten zu beaufschlagen Zum anderen ist über auch die gleichzeitige Beaufschlagung der beiden hydraulischen Zylinder 43, 44 des Arbeitswerkzeugs in Parallelschaltung, also unter gegenseitiger Ausgleichmöglichkeit je nach dem Widerstand am Arbeiiswerkzeug möglich, d. h., von den beiden Zylindern 43, 44 bewegt sich bei Beaufschlagung derjenige zuerst, zu dessen Verstellung der niedrigere Pumpendruck erforderlich ist, wie das z. B. beim seitlichen Ausschwenken der Ilobelschar eines Planierhobcls zur Verhinderung von Spannungen in der Aufhängung notwendig ist.

Wenn die Leistung der beiden Pumpen 1 und 2 so ausgelegt wird, daß beide Pumpen 1,2 zusammen etwa die gleiche oder eine nur geringfügig höhere För-

derleislung erbringen, als die üblicherweise verwendete einzige Pumpe, ergibt sich in der Stellung I des Kolbens 12 des Umschaltschiebers 9 abgesehen von der schon erwähnten Möglichkeit, die beiden Zylinder 43, 44 gleichzeitig und unabhängic voneinander zu

betätigen, die weitere Möglichkeit, die Zylinder 43.44 nur mit etwa der halben Geschwindigkeit, also wesentlich feinfühliger und anpassungsfähiger zu verstellen.

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e der gleichzeitigen, zwangsweisen und vonunabhängigen Betätigungsmöglichkeit Arbeitszylinder eines Arbeitswerkzeugs kön-Il jenen Fällen, in denen das Arbeitswerkzeug Punkten, z. B. wie der Dreieckschwcnkstuhl

zur Halterung der Hobelschar eines Planierhobels an den Kolbenstangen der beiden Arbeitszylinder und an einem rahmenfesten Lager, aufgehängt ist, zusätzliche Vorrichtungen zur Geradführung der Arbeitswerkzeuge entfallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Steuervorrichtung für Erdbewegungsmaschinen, insbesondere Planierhobel, bei der zwei hydraulische Zylinder zur Betätigung eines Arbeitswerkzeuges dienen und mittels zweier Steuerschieber gesteuert werden, von denen jeder zu einer von zwei Steuerschiebergruppen gehört, und bei der jeder Steuerschiebergruppe eine Pumpe zugeordnet ist und zwischen die Pumpen und die Steuerschiebergruppen ein Umschahschieber eingesc^v ~!tet ist, der in seiner einen Schaitsteliung die Druckleitungen der Pumpen so miteinander verbindet, da3 die von den Pumpen erzeup*°n Druckmittelströme den Steuerschiebern beidti Steuerschiebergruppen gemein-

m zugeführt werden, in seiner anderen Schaltstellung dagegen die Druckleitungen der Pumpen voneinander trennt, so daß den Steuerschiebern der Steuerschiebergruppen jeweils nur der von der zugeordneten Pumpe erzeugte Druckmittelstrom zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steuerschiebergruppe ein VorSteuerventil (15 bzw. 17) vorgeschaltet ist, dessen Ventilkörper (20 bzw. 20') bei in neutraler Stellung befindliche. Steuerschiebern (16. 16a bzw. 18, 18 a) vom Druck des den Steuerschiebern zugeführten Drrckmittelstromes entgegen der Wirkung einer F'ider (28 bzw. 28') in seiner geöffneten Stellung gehalten wird, in der der Druckmittel-Strom frei nach dem Sammelbehälter (6) des Hydrauliksystems hin abfließen kann, und dessen Ventilkörper (20 bzw. 20') eine Drosselbohrung (19 bzw. 19') aufweist, durch die ein Nebenstrom des Druckmittels erzeugt wird, der durch die Drosselbohrung (19 bzw. 19) hindurch in einen auf der Rückseite des Ventilkörpers (20 bzw. 20' > befindlichen Raum (21 bzw. 2Γ) strömt und in der die Druckleitungen (7, 10) der Pumpen (1,2) voneinander trennenden Schaltstellung des Umschaltschiebers (9) aus diesem Ra'im über hintereinandergeschaltete Ringkanäle (22, 23, 22 a. 23« bzw. 22'rt, 23Ό, 22', 23') der in neutraler Stellung befindlichen Steuerschieber (16, 16 α bzw. 18, 18 a) sowie über Ringkanäle (25, 26 bzw. 25', 26'} des Umschaltschiebers (9) in den Sammelbehäl'er (6) abströmt, wobei der im Vorsteuerventil (15) der einen Steuerschiebergnippe erzeugte Nebenstrom zunächst die Ringkanäle (22, 23, 22 a, 23 a) der zugehörigen Steuerschieber (16, 16 α) und dann die Ringkanäle (25, 26) des Umschaltschiebers (9) durchströmt, während der im Vorsteuerventil (17) der anderen Steuerschiebergnippe erzeugte Nebenstrom zunächst die Ringkanäle (25', 26') des Umschaltschiebers (9) und dann erst die Ringkanäle (22'a, 23'a, 22', 23') der zugehörigen Steuerschieber (18 a, 18) durchströmt, und daß der Umschahschieber (9) so ausgebildet ist, daß er in seiner die Druckleitungen (7, 10) der Pumpen (1, 2) miteinander verbindenden SchaUsteliung die Steuerschiebergruppen parallel schaltet und die Nebenstromleitung (30, 40) des zuerst die Ringkanäle (25', 26') des Umschaltschiebers (9) durchströmenden Nebenstromes absperrt und die Nebeiistromleitung (24) des zuerst die Ringkanäle {11, 23, 22 o, 23 a) in den Steuerschiebern (16. 16 a) der einen Steuerschiehergruppe durchstrümenden Nebenstromes an die vom Umschahschieber (9) zu den Ringkanäien (22Ό, 23'a_r 22', 23') in den Steuerschiebern (18, 18 a) der anderen Steuerschiebergruppe führende Nebenstromleitung (40) anschließt.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die beiden Pumpen (1, 2) eine Doppelpumpe vorgesehen ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschieber (16. 16« bzw. 18. 18 a) für mehrere oder alle hydraulischen Zylinder (43. 44) einer Betätigungsseite zusammen mit dem zugehörigen Vorsteuerventil (15 bzw. 17) zu einer Baueinheit zusammengeschlossen sind.

4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (21 bzw. IV) auf der Rückseite des Ventilkörpers (20 bzw. 20') des Vorsteuerventils (15 bzw. 17) über ein den gewünschten Höchstdruck des Hydrauliksystems bestimmendes Überdruckventil (36 bzw. 36') mit dem Sammelbehälter (6) verbunden ist.