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Hydraulische Hebevorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine
hydraulische Hebevorrichtung, insbesondere für Bau- oder landwirtschaftliche Maschinen,
die zum Heben oder zur Anwendung von Geräten oder Zusatzeinrichtungen bestimmt sind,
wie sie von Naschinen dieser Art üblicherweise verwendet werden.
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Bei dieser Anwendung, für die sich die Erfindung am besten, wenn auch
nicht ausschließlich zu eignen scheint, erfordern die Geräte oder Hilfseinrichtungen
oft nach einer Veränderung ihrer Arbeitsstellungs daß sie genau und schnell in die
vorher eingenommene Stellung zurückgeführt werden können. Die allgemein verwendeten
hydraulischen Hebevorrichtungen erlauben ein derartiges wiederholtes Einstellen
nicht. Auch bilden solche Vorrichtungen oft relativ umfangreiche Konstruktionen
und erfordern die Anwendung von Flüssigkeit unter hohem Druck, beispielsweise der
Größenordnung 150 atü oder mehr.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten
Hebevorrichtungen zu vermeiden.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer hydraulischen Hebevorrichtung,
insbesondere für Bau- oder landwirtschaftliche Maschinen, umfassend einen in einem
Zylinder beweglichen, mit Hydraulikflüssigkeit beauS-schlagten Hubkolben und ein
die Zu- und Abführung der Hydraulikflüssigeit steuerndes Ventil mit einem längs
beweglichen Kolben, dadurch gelöst, daß der Kolben des Ventils über einen Hebel
gesteuert jst, dessen eines Ende von Hand und dessen zweites Ende in Abhängigkeit
von der Bewegung des Hubkolbens im Sinne einer negative Rückführung verstellbar
ist.
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Die neue Hebevorrichtung kann mit niedrigen Drücken von beispielsweise
80 oder 100 atü betrieben werden Sie eriaut eine Steuerung und ständige Regelung
der Stellung der Geräte oder Zusatzeinrichtungen, die von ihr gehoben werden. Die
Verstellung des Hubkolbens kann dierekt auf einen Hebearm übertragen werden, mit
dem
die Geräte verbunden sind. Die Yerstellung des zweiten Endes des das Ventil steuernden
Hebels erlaubt es, die von Hand bewirkte Verstellung dieses Hebels progressiv entsprechend
der Stellung des Hebearms zu kompensieren, woraus sich ergibt, daß jeder Stellung
eines handbedienten Einstellhebels eine einzige definierte Stellung des Hebearins
entspricht.
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Dient die Hebevorrichtung für ein in einerabgesenkten Stellung einer
Zug- oder Druckbelastung unterworfenes Gerät, so kann in weiterer Ausgestaltung
vorgesehen sein, daß das Gerät an dem Gehause nachgiebig befestigt ist und daß die
Verstellung des das Ventil steuernden Hebels über ein schwenkbares Übertragungsorgan
erfolgt, auf dessen Schwenkachse bei übermäßiger Belastung des Gerätes die nachgebende
Bewegung der Befestlgang derart übertragen ist, daß ein Anheben des Gerätes erfolgt.
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Hierdurch wird eine Regelung der das Gerät belastenden Kräfte erreicht.
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Weiter kann-vorgesehen sein, daß in der beim Senkeneiner äußeren Last
Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinder abführenden Beizung ein unter Federbelastung
geöffnete Ventil liegt, auf das die Strömung Sinne seines Schließens wirkt und das
insbesondere bei großer Last ein zu schnelles Absenken durch ein zumindest teilweisss
Schließen verhindert.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert,
in denen ein Ausführungsbeispiel daxgestellt ist. Es zeigen:
Fig.
1 einen Querschnitt durch die Hebevorrichtung mit solcher Stellung ihres Kolbens,
daß von ihm angetriebene Hebearme abgesenkt sind; Fig. 2 einen Querschnitt ähnlich
Fig. 1, jedoch bei angehobenen Hebearmen; Fig. 3 eine teilweise geachnittene Draufsicht
auf die Hebevorrichtung gemäß Fig. 1; Fig. 4 eine teilweise entlang der Linie 4-4
der Fig. 3 geschnittene Vorderansicbtder Hebevorrichtung; Fig. 5 eine Seitenansicht,
aus der die Mittel zur Regelung der Belastung eines angeschlossenen Gerätes naher
hervorgehen; Fig. 6 das Ventil der Hebevorrichtung gemäß Fig. 1, wobei der Kolben
des Ventils die der ZufUhrung von Hydraulikslüssigkeit in den Zylinder entsprechende
Stellung einnimmt; Fig. 7 das Ventil der Fig. 6, wobei jedoch der Kolben die der
Abfuhrung von Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinder entsprechende Stellung einnimmt.
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Die Hebevorrichtung weist im Innern eines Gehäuses 2 den Zylinder
3 auf, in dem ein Kolben 4 von kurzer Zylindermantellänge und mit zwei Kolbenringen
5 längsverschiebbar geführt ist. Seine Kolbenstange 6 ist an einem Schwenkarm 7
angelenkt, der auf einer Welle 8 verkeilt ist. Auf der Welle 8 sind Hebearme 9 befesteigt.
Wie aus den Fig. 1 - 3 erkennbar ist, sind an dem Schwenkarm 7 zwei Hebel 10 angelenkt,
die untereinander an ihren freien Enden durch eine Achse 12 fest verbunden sind.
An der Achse 12 greift schwenkbar ein Joch 15 an, dessen einer Zweig 13a an den
Kurbelzapfen 14 eines drehbar gelagerten Exzenterhebels 15 angelenkt ist, Das Joch
13 mit seinem Zweig 13a bildet im Sinne der Erfindung den das Ventil steuernden
Hebel, während die beiden Hebel 10 als weiterer Hebel zur negativen Rückführung
der Belegung des Kolbens 4 wirken. Der Exzenterhebel 15 ist seinerseits fest mit
einer Welle 16 verbunden. - die drehbar gelagert ist. Das Joch 13 trägt eine frei
drehbare Rolle 17, gegen die normalerweise eine Platte 1-9 unter der Belastung einer
Feder 18 angedrückt ist.
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Die Platte 1i, ist an einem Ende eines Kolbens 20 eines Ventils 22
für die Hydraulikflüssigkeit befestigt.
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Die Speisung des Ventils 22 mit Hydraulikflüssigkeit erfolgt durch
eine. nicht gezeigte Pumpe, die Hydraulikflüssigkeit in einen Kanal 23 fördert,
der im Innern des Ventils 22 in eine Ringnut 24 mündet. Eine weitere Ringnut 25
erlaubt, wenn sie von dem Kolben 20 freigegeben ist, die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit
in den Zylinder 3, während eine dritte. Ringnut 26 bei ihrer. Freigabe die Abführung-
der Hydraulikflüssigkeit in den Sumpf 27 gestattet. Ein an der Platte
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festgeschraubter Stößel 28, dessen Länge gegenüber dem Kolben 20 einstellbar ist,
bewirkt bei seiner Verstellung im Sinne des Pfeils 29 (Sig. 1) die Freigabe eines
Rückschlagventils 30 und damit das Ausfließen der Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinder.3.
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Um ein zu schnelles Absenken der Hebearme 9, insbesondere bei großer
Last,zu vermeiden, ist in der die Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinder 3 abführenden
Beitung eine Absenk-Bremsvorrichtung 32 vorgesehen. Die se begrenzt selbsttätig
die Strömungsgeschwindigkeit der Hydraulikflüssigkeit in dem Kanal und besteht im
wesentlichen aus einem Ventil mit sich in Strömungsrichtung verengendem, kegelstumpfförmigen
Ventilkörper 52a, der unter der Belastung einer Feder 32b entgegen der Stromungarichtung
liegt. Je größer der von der von den Hebearmen 9 getragenen Last abhängende, in
dem Zylinder 3 herrschende Druck ist, umso größer ist die Strömungsgeschwindigkeit
der Hydraulikflüssigkeit bei der Abführung aus dem Zylinder 3. Daraus ergibt sich
ein mehr oder minder starkes Schließen des Ventilkörpers 32a und eine dementsprechend
starke Verringerung des Strömungsquerschnittes.
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In weiterer Ausgestaltung weist die Hebevorrichtung mittel zur Begrenzung
der Zug- oder Druckbelastung auf, der ein insbesondere gans oder stellenweise angehobenes
Gerät unterworfen ist. Das Gerät wird damit automatisch angehoben, wenn es unzulässig
hohen Beanspruchungen unterworfen wird.
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Wie insbesondere aus den Fig. 1 - 3 hervorgeht, ist hierzu ein U-förmigar
Bilgel 33 vorgesehen, der um eine gehäusefeste, zwischen Flanschen 35 getragene
Achse
34 schwenkbar ist. In seinem unteren Teil 33a ist der Bügel 35 von einen Schraubenbolzen
36 durchsetzt, der in das Gehäuse 2 derart eingeschraubt ist, daß der Bügel 39 zwischen
zwei Sätzen von federelastischen Unterlagsscheiben 31 festliegt. Der Bügel 33 ist
weiter mit einem Fortsatz 37 versehen, der diametral von einer Bohrung 38 durchsetzt
ist.Ein Befestigungsmittel in rorm eines Knaufs 37 ist vorgesehen, um das eine Ende
38a einer Stange nach Belieben mit dem Fortsatz 37 verbinden oder von diesem lösen
zu können.
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Das andere Ende 58b der Stange 38 ist mit einem schwenkbaren Übertragungsglied
in Form eines Hebels 40 an dessen einem Ende 40a schwenkbar verbunden. Der Hebel
40 ist seinerseits auf einem von einer Kurbel 43 getragenen Zapfen 42 schwenkbar.
Die Kurbel 43 ist mit der Welle 16 verkeilt,die die Verstellung des Kolbens 20 des
Ventils 22 bewirkt. Das andere Ende 40b dieses Hebels 40 ist über ein Gelenk 44
mit dem Ende 45a einer Stange 45 verbunden, deren anderes Ende 45b mit einem Sollwert-Einstellhebel
46 verbunden ist. Eine klammerförmige Feder 47 (ig. 5) legt den Drehpunkt 40a des
Hebels 40 bei seiner Betätigung durch die Stange 38 fest, solange das Ende 38a der
Stange 38 gelöst ist.
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Ein Ende der Stange 45 ist so ausgebildet, daß deren Länge und damit
die Stellung des Sollwert-Stellhebels 46 gegenüber einer die Sollstellung des jeweils
gebrauchten Gerätes anzeigenden Skala justierbar sind.
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Die Hebeeinrichtung arbeitet in der im folgenden beschriebenen Weise:
Das
Ventil 22 wird von einer nicht gezeigten Pumpe ständig mit unter Druck stehender
Hydraulikflüssigkeit über den Kanal 23 versorgt. Die Welle 16 wird beispielsweise
derart gedreht, daß der Exzenterhebel 15 sich in Richtung des Pfeils 48 (Fig. 1)
bewegt und dann die in Fig. 1 angedeutete Stellung einnimmt.
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Dabei wird über den von dem Exzenterhebel 15 getragenen Kurbelzapfen
14 das Joch 13 gegenüber den Hebeln 10 abgeknickt und nimmt die ebenfalls in Fig.1
dargestellte Stellung ein. Die von dem Joch 13 getragene Rolle 17 wird demnach in
Richtung des Pfeils 49 (Fig. 1 ) verstellt und ihrer Bewegung folgt der Kolben 20
unter der Wirkung der Feder 18. Die Teile nehmen daher sämtlich die in Fig. 1 dargestellte
Stellung ein, wobei der Ringkanal 25 für die Zuführung von Hydraulikflüssigkeit
in den Zylinder 3 freigegeben und der Ringkanal 26 für die Abführung in den Sumpf
27 geschlossen ist, wie im einzelnen aus Fig.6 hervorgeht. Die Hydraulikflüssigkeit
tritt nun durch einen an den Ringkanal 25 anschließenden Kanal hindurch zu einem
Rückschlagventil 52. Sobald der Druck der Hydraulikflüssigkeit die Druckkraft der
Feder 53 des Ventile 52 überschreitet, wird die Hydraulikflüssigkeit in den Zylinder
3 eingelassen und bewirkt die Verstellung des Kolbens 4 in Richtung des Pfeils 54
in Fig. 1. Damit werden die Hebearme 9 angehoben.
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Während dieser Bewegung wird die Schwenkachse 55 der Hebel 10 am Schwenkhebel
7 entsprechend dem Pfeil 56 in Fig. 1 verstellt, während der Kurbelzapfen 14 des
Exenterhebele 15 feststeht. Daraus ergibt sich eine Abknickung der Hebel 10 gegenüber
dem Joch 13 und eine verBtellung der von dem Joch 13 getragenen Rolle 17 im Sinne
des Pfeils 57 in Fig. i, Die Verstellung der Rolle 17 bewirkt, daß der Kolben 20
ebenfalls im
Sinne des Pfeils 57 entgegen der Wirkung der Feder
18 solange verstellt wird, bis der Ringkanal 26 freigegeben wird. In diesem Moment
erfolgt im Kolben 20 durch den Kanal 25 eine Flüssigkeitsverbindung zur Steuerseite
eines Steuerventils 58, das in einem zu dem Kolben 20 koaxialen Kanal 59 in dessen
Innern vorgesehen ist. Das Steuerventil ist mittels einer Feder 60 vorgespannt.
Unter der Wirkung des Drucks der Hydraulikflüssigkeit verbindet es Öffnungen 62,
die dem Ringkanal 24 für die Zufuhr von Hxdraulikflüssigkeit gegenüberstehen, mit
dem axialen Kanal 59. Der letzgenannte Vorgang gestattet die Abführung der unter
Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit durch das Steuerventil 58 und den Kolben SO.
Dadurch bildet sich nach jedem Steuervorgang erneut eine Gleichgewichtsstellung.
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Es ist erkennbar, daß der Kolben 20 umso weiter im Sinne des Pfeils
49 in Fig. 1 verstellt wird, je stärker der Exzenterhebel 50 in Richtung des Pfeils
48 in Fig. 1 verdreht wird. Dementsprechend größer ist auch derjenige durch die
Verstellung des Kolbens 4 erzeugte Verstellwinkel des Schwenkhebels 7, der erforderlich
ist, um den Kolben 20 über eine Abknickung der Hebel 10 und des Jochs 13 wieder
in seine beschriebene Gleichgewichtsstellung zurückzuführen und um die Hebebewegung
der Hebearme 9 anzuhalten, die sich aus der Drehbewegung des Schwenkhebels 7 um
die Welle 8 ergibt..
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Es besteht daher für jede von dem Sollwert-Einstellhebel 46 über die
Welle 16 eingestellte Stellung des Exsenterhebels 15 eine genau definierte Stellung
d-r-Hebearme 9. Der Sollwert-Einstellhebel 46 ist auf einem Träger 63 befestigt,
der an einer beliebigen Stelle der die PIebevorrichtung verwendenden. Maschine montiert
sein
kann, selbstverständlich im allgemeinen jedoch nahe dem Fahrersitz der Maschine
angebracht sein wird.
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Um ein Senken der Hebearme 9 herbeizuführen, wird der Sollwert-Einstellhebel
46 so verstellt, daß eine genügende Drehung des Exzenterhebels 15 im Sinne des Pfeils
64 in Fig. 1 erfolgt, den Kolben 20 über das Joch 13 und die Rolle 17 in Richtung
des Pfeils 29 so zu verstellen, daß der mit dem Kolben 20 verbundene und ihm gegenüber
justierte Stößel 28 das Rückschlagventil 30 öffnet. Die im Zylinder 3 enthaltene
Hydraulikflüssigkeit wird dann über das Rückschlagventil 30 abgeführt, und die Hebearme
9 senken sich. Diese Bewegung wird selbstverständlich wieder über eine Abknickung
der Hebel 10 und des Jochs 13 negativ auf den Kolben 20 zurückgeführt, bis dieser
eine Gleichgewichtsstellung erreicht.
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Hinsichtlich der Mittel zur Begrenzung der Belastung eines angehängten
Gerätes sind im wesentlichen drei Fälle zu unterscheiden: In einem ersten Fall zieht
beispielsweise ein mit der Hebevorrichtung ausgeriisteterTraktor ein oder mehrere
Hilfseinrichtungen, wie beispielsweise einen Anhänger, einen Behälter o. dgl.. In
diesem Ball sind die Mittel zur Begrenzung der Belastung unnötig und werden außer
Betrieb gesetzt, um die Hebevorrichtung zu entlasten..
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Hierzu genügt es, die Stange 38 von dem Fortsatz 37 zu lösen, indem
der*Knau! 39 losgeschraubt wird.
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In einem zweiten Fall trägt der Traktor das Gerät oder die Hilfseinrichtung,
beispielsweise ein Gerät sum Ernten von Rüben o. dgl., das in einer genau bestimmten
öhe arbeiten muß und daher den Gebrauch des Sollwert
-Einstellhebel
'46 verlangt. Ein eolches Gerät erfordert jedoch keine Begrenzung der Zug- oder
Druckbelastung in horizontaler Richtung. Daher wird die Stange 48, wie im vorhergehenden
Fall, von dem Fortsatz 37 gelöst. Die Schwenkachse 40a des Hebels 40 wird jedoch
unter der Wirkung der Gabeln 47a und 4-7b der Feder 47 festgehalten. Wird der Sollwert-Einstellhebel
beispielsweise derart betätigt, daß eine Verstellung der Stange 45 im Sinne des
Pfeils 65 in Fig.5 erfolgt, so wird der Hebel 40 um die festliegende Schwenkachse
40a geschwenkt, woraus sich eine Winkelbewegung der Kurbel 43 in Richtung des Pfeils
66 in Fig. 5 ergibt. Dies bewirkt daher eine Verschiebung des Kolbens 20 und eine
Änderung der Stellung der Hebearme 9.
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Im dritten Fall ist das Gerät oder die Hilfseinrichtung teilweise
oder vollständig von dem Traktor getragen, wie dies beispielsweise bei einemPflug
der Fall ist.
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Hier ist eine Begrenzung der Belastung erforderlich.
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Die Stange 38 wird daher mit dem Fortsatz 37 verbunden, indem der
Knauf 39 angezogen wird. Die Verstellungen der Stange 38 sind jetzt mit den Winkelbewegungen
des Bügels 33 gekoppelt. Der Bügel 33 ist den Kräften en dem dritten Aufhängepunkt
des Pflugs unterworfen, während die beiden anderen Aufhängepunkte von der Verbindung
des Pflugs mit den äußeren Enden der Hebearme 9 gebildet sind. Die Belastung der
Pflugschar erzeugt so eine Winkelbewegung des Bügels 33 in Richtung des Pfeils 67
in Fig. 5. Der Wert der Belastung, von dem an eine Begrenzung auftritt, ist dadurch
wählbar, daß die Anzahl der elastischen Unterlagsscheiben 31 verändert wird, die
eine Bewegung des Bügels 33 behindern.
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Die genannte Bewegung des Bügels 33 in Richtung des Pfeils 67 in Fig.
5 bewirkt eine Verstellung der Stange 38 in Richtung des Pfeils 68 und demgemäß
eine Winkelverstellung des Hebels 40 um den Zapfen 40b entgegen der Wirkung der
Gabel 47b der Feder 47. Hierbei steht der Zapfen 40b fest und spielt die Rolle der
Schwenkachse. Daraus ergibt sich eine Winkelverstellung der Kurbel 43 in Richtung
des Pfeils 69 in Fig. 5. Gleichzeitig wird über die Welle 16 das Joch 13 gegenüber
den Hebeln 10 derart abgeknickt, daß infolge der Verstellung des Kolbens 20 eine
sofortige Anhebung der Hebearme 9 und eine Entlastung der Pflugschar erfolgen.
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In diesem Moment hört die Wirkung des Bügels 35 auf, da dieser in
seine Ausgangsposition zurückkehrt und die Stange 38 zurückstellt, wozu die Wirkung
der Gabel 47b der feder 47 beiträgt. Wenn inzwischen der Zapfen 40b seine Stellung
beibehalten hat, werden der Hebel 40, die Kurbel 43, das Joch 13 und die Hebel 10
in ihre Ausgangsstellung zurückgestellt. Damit wird auch der Kolben 20 automatisch
in diejenige Stellung surückgeführt, die er vor dem Wirksamwerden der Begrensungseinrichtung
hatte, so daß die Hebearme 9 wieder gesenktwerden und der von ihnen getragene Pflug
wieder in seine Ausgangsstellung gebracht wird. Der Fahrer des Traktors behält trotzdem
die Möglichkeit, jederzeit die Stellung des Pflugs beliebig einzustellen, indem
er den Sollwert-Einstellhebel 46 verstellt.
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Die Welle 16 zur Einstellung des Jochs 13 und der Hebel 10 ist in
einer exzentrischen Büchse 70 gelagert, die in einem in dem Gehäuse 20 gebildeten
Lager drehbar ist. Die exzentrische Büchse 70 dient lediglich zur Justierung der
Vorrichtung hinsichtlich der Begrenzung
von Zug- oder Druckbelastungen
von angehängten Geräten.
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Diese Justierung erfolgt von vorneherein bei der Herstellung.