DE19654700A1 - Fahrzeughydrauliksystem - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem
zum Antreiben und Bedienen oder Handhaben eines Fahrzeugs und
insbesondere ein Hydrauliksystem zum Antreiben und Bedienen
oder Handhaben eines Fahrzeugs, wobei durch eine einzelne Hy
draulikpumpe mit variabler Abgabe bzw. Förderleistung oder -menge sowohl
das Bewegungs- oder Antriebssystem als auch das Lade- oder
Lastsystem betätigt wird.
Schwere Geräte, die zum Bewegen und Laden von Gegenstän
den insbesondere auf höhere Positionen auf unebenen Land- oder
Bodenoberflächen verwendet werden, sind beispielsweise durch
gegenläufige Radbewegungen gelenkte oder radbewegungsgelenkte
Lader bzw. Kompaktradlader (skid steer loader). Ein radbewegungsgelenkter Lader
kann auf der gleichen Stelle eine Drehung um 360° ausführen,
so daß der erforderliche Arbeitsbereich reduziert werden
kann.
Herkömmliche radbewegungsgelenkte Lader weisen zwei ge
trennte Hydrauliksysteme auf. Ein Hydrauliksystem dient zum
Bewegen oder Antreiben des Fahrzeugs. Das andere Hydraulik
system ist für Lade funktionen oder zum Ausführen der Ar
beitsfunktionen vorgesehen. Die beiden getrennten Systeme
sind so aufgebaut, daß sie mit getrennten Pumpen unabhängig
arbeiten.
Radbewegungsgelenkte Lader und andere Arbeitsfahrzeuge,
wie beispielsweise Gabelstapler und Frontlader, weisen einen
Antriebsmechanismus mit an gegenüberliegenden Seiten des
Fahrzeugs angeordneten Rädern oder Ketten auf, durch die das
Fahrzeug angetrieben oder bewegt wird. Normalerweise arbei
ten die Antriebsmechanismen an den beiden gegenüberliegenden
Seiten des Fahrzeugs unabhängig voneinander, so daß jeder
Antriebsmechanismus in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung ange
trieben werden kann. Außerdem weist das Fahrzeug ein vom An
triebshydrauliksystem unabhängiges Hydrauliksystem für Lade
zusatzgeräte au. Diese Ladezusatzgeräte können beispiels
weise ein Eimer bzw. eine Schaufel, ein Ausleger oder eine
andere Zusatzvorrichtung, wie beispielsweise eine Bürste
oder ein Bügel bzw. eine Klemme oder Klammer, sein. Alle Zu
satzgeräte können unabhängig voneinander betätigt werden.
Bei herkömmlichen Arbeitsfahrzeugen treibt ein Verbren
nungsmotor, wie beispielsweise ein Dieselmotor, zwei oder
mehr getrennte Pumpen an, wobei ein Satz aus einer oder meh
reren Pumpen für die Antriebs- oder Bewegungsschaltung und
ein anderer Satz aus einer oder mehreren Pumpen für die La
de- oder Zusatzgeräteschaltung vorgesehen sind. Die Pumpe
oder Pumpen für das Antriebs- oder Bewegungssystem führen
den Motoren zum Antreiben der Räder oder Ketten unter Druck
stehendes Hydraulikfluid zu. Die Pumpe oder Pumpen für das
Lade- oder Zusatzgerätesystem leiten unter Druck stehendes
Hydraulikfluid von einem Behälter über ein Steuerventil, um
einen Auslegerzylinder, einen Schaufelzylinder und/oder ein
Stellglied einer Zusatzvorrichtung zu betätigen. Die Lei
stungsfähigkeit des Antriebs- oder Bewegungshydrauliksystems
bzw. der Antriebs- oder Bewegungshydraulikschaltung ist
durch die Förderleistung der Antriebssystempumpe oder -pum
pen und das übrige Antriebshydrauliksystem begrenzt. Ahnli
cherweise ist die Leistungsfähigkeit des Ladehydrauliksy
stems bzw. der Ladehydraulikschaltung durch die Förderlei
stung der Ladepumpe oder -pumpen und das übrige Ladehydrau
liksystem begrenzt. Die Leistungsfähigkeit des Antriebs-
oder des Ladehydrauliksystems kann bei herkömmlichen Syste
men nur erhöht werden, indem dessen Pumpe oder Pumpen durch
Pumpen mit höherer Förderleistung ersetzt oder eine zusätz
liche separate Hydraulikpumpe eingebaut wird. Dies ergibt
sich besonders durch die begrenzte Förder- oder Arbeitslei
stung herkömmlich verwendeter Hydraulikpumpen.
Außerdem besteht bei herkömmlichen Systemen die Gefahr,
daß der zum Antreiben der getrennten Pumpen verwendete Ver
brennungsmotor abgewürgt wird. Diese Gefahr tritt insbeson
dere dann auf, wenn, beispielsweise bei einer Bergauffahrt
oder bei Grabarbeiten in einem Boden, eine große Leistung
erforderlich ist. Das Antriebshydrauliksystem wird durch
Steuern der Abgabe bzw. Förderleistung der Antriebspumpe durch Betätigung
eines Steuerhebels gesteuert. Um eine größere Leistung zu
erhalten, muß das Volumen und/oder der Druck erhöht werden.
Weil die zum Erreichen des Drucks erforderliche Hydraulik
fluid- oder -ölmenge begrenzt ist, wird, wenn eine Bedie
nungsperson den Steuerhebel betätigt und die Fördermenge
oder -leistung den Grenzwert des Systems überschreitet, ein
Überlastzustand eingestellt. Die für die getrennten Pumpen
für das Antriebs- und das Ladesystem genutzte Motorleistung
muß begrenzt werden, um einen Überlastzustand zu vermeiden
und zu verhindern, daß der für den Pumpenantrieb verwendete
Verbrennungsmotor abgewürgt wird. Außerdem ist durch die
Verwendung getrennter Antriebs- und Ladesysteme in herkömm
lichen. Fahrzeugen ausgeschlossen, daß die verfügbare Lei
stung eines Hydrauliksystem im anderen Hydrauliksystem ge
nutzt werden kann, auch wenn diese Leistung verfügbar ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hy
drauliksystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, wobei durch
eine einzelne Hydraulikpumpe mit hoher Leistung und varia
bler Abgabe bzw. Fördermenge der Hydraulikfluiddruck für das Antriebs-
und das Ladesystem eines Fahrzeugs bereitgestellt wird, so
daß die Gesamtleistung des Systems nach Wunsch zwischen der
Antriebs- und der Ladeschaltung des Systems verteilt werden
kann.
Ferner wird ein vorteilhaftes Hydrauliksystem für Fahrzeuge mit hy
draulisch betätigten Antriebs- und Ladesystemen bereitge
stellt, wobei das Abwürgen des Motors durch unerfahrene Be
dienungspersonen verhindert wird, indem basierend auf be
stimmten Zuständen die Menge des jedem Stellglied zugeführ
ten Hydraulikfluids oder -öls automatisch gesteuert wird.
Ferner wird ein vorteilhaftes Hydrauliksystem zum Antreiben und Hand
haben eines Fahrzeugs bereitgestellt, das effizient, einfach
und kostengüstig betätigt, gewartet und hergestellt werden
kann.
Die vorstehende Aufgabe wird im wesentlichen durch
ein Hydrauliksystem zum Antreiben und Handhaben eines Fahr
zeugs geläst, wobei das Hydrauliksystem aufweist: eine Hy
draulikpumpe min variabler Fördermenge und mit einem Einlaß
und einem Auslaß, einen Ölbehälter, der durch eine Leitung
mit der Pumpe verbunden ist, um dem Pumpeneinlaß Öl zuzufüh
ren, und ein Steuerventil mit einem Einlaß und einem Auslaß.
Der Steuerventileinlaß ist durch eine Leitung mit dem Pum
penauslaß verbunden und weist mindestens einen ersten und
einen zweiten Steuerblock auf. Der erste Steuerblock ver
teilt selektiv Öl über eine erste Schaltung an eine An
triebseinrichtung zum Antreiben des Fahrzeugs. Der zweite
Steuerblock verteilt selektiv Öl durch eine zweite Schaltung
an eine Stelleiinrichtung zum Betätigen einer Ladevorrichtung
des Fahrzeugs. Eine Rückführleitung verbindet den Steuerven
tilauslaß mit dem Behälter.
Die vorstehende Aufgabe wird außerdem im wesentli
chen durch ein Fahrzeug gelöst, das eine Karosserie mit ei
ner hydraulisch betätigten Antriebseinrichtung zum Antreiben
des Fahrzeugs auf einer Oberfläche und ein mit der Karosse
rie beweglich verbundenes Ladezusatzgerät aufweist. Eine hy
draulisch betätigte Leistungseinrichtung ist mit dem Ladezu
satzgerät verbunden, um das Ladezusatzgerät relativ zur Ka
rosserie zu bewegen. Die Hydraulikpumpe mit variabler Abgabe bzw.
Fördermenge weist einen Pumpeneinlaß und einen Pumpenauslaß
auf. Ein Ölbehälter ist durch eine Zufuhrleitung mit dem
Pumpeneinlaß verbunden. Ein Steuerventil weist einen durch
eine Pumpendruckleitung mit dem Pumpenauslaß verbundenen
Pumpeneinlaß und einen durch eine Ventilrückführleitung mit
dem Ölbehälter verbundenen Pumpenauslaß auf. Das Steuerven
til weist mindestens einen ersten und einen zweiten Steuer
block auf, wobei der erste Steuerblock durch eine Antriebs
druckleitung und eine Antriebsrückführleitung mit der An
triebseinrichtung verbunden ist und der zweite Steuerblock
durch eine Zusatzgerätleistungsleitung und eine Zusatzgerät
rückführleitung mit der Leistungseinrichtung verbunden ist.
Durch diesen Aufbau des Hydrauliksystems und des Fahr
zeugs fördert die einzelne Pumpe unter Druck stehendes Hy
draulikfluid- oder -öl, um sowohl die Antriebseinrichtung
zum Antreiben des Fahrzeugs als auch die Leistungseinrich
tung zum Handhaben des Ladezusatzgeräts zu steuern. Durch
die Antriebseinrichtung nicht genutzte Leistung kann durch
die Leistungseinrichtung genutzt werden und umgekehrt.
Andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden anhand der nachstehenden ausführlichen Be
schreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit
den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht; es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen rad
bewegungsgelenkten Laders;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems zum Antreiben und
Handhaben eines Fahrzeugs; und
Fig. 3 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs
zwischen der Ölmenge und dem Öldruck in einer Hydraulikpum
pe.
Gemäß Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßer radbewegungs
gelenkter Lader eine Fahrzeugkarosserie 12 mit mehreren Rä
dern 14 zum Antreiben des Fahrzeugs auf einer Land- oder Bo
denoberfläche auf. Ein schwenkbar angeordneter Ausleger 16
wird durch einen Auslegerzylinder 18 bewegt. Eine Schaufel
20 ist am freien Ende des Auslegers schwenkbar angeordnet
und wird durch Schaufelzylinder gesteuert, die an ihren ent
gegengesetzten Enden am Ausleger und an der Schaufel mon
tiert sind. Außerdem ist eine Zusatzgerätkupplung in der Nä
he des freien Endes des Auslegers angeordnet. Die Zusatzge
rätkupplung weist ein bei herkömmlichen radbewegungsgelenk
ten Ladern vorgesehenes Zusatzgerätstellglied, wie bei
spielsweise einen Zylinder und/oder einen Hydraulikmotor,
zum Betätigen des Zusatzgeräts auf.
Das System zum Bewegen, Handhaben und Steuern des Fahr
zeugs ist an der Fahrzeugkarosserie angeordnet, und eine Be
dienungsperson ist auf dem Fahrzeug positioniert. Auf diese
Weise kann die Bedienungsperson das Antriebssystem sowie das
Ladehandhabungssystem vom Fahrzeuginneren aus steuern.
Das Antriebs- und Steuerungssystem zum Antreiben des
Fahrzeugs und zum Handhaben der Last oder Ladung ist in Fig.
2 schematisch dargestellt. Dieses System weist im wesentli
chen einen Verbrennungsmotor 22, eine Pumpe 24, ein Steuer
ventil 26 und einen Ölbehälter 28 auf. Der Verbrennungsmotor
22 treibt die Pumpe 24 an, die dem Steuerventil 26 unter
Druck stehendes Hydraulikfluid zuführt. Das Steuerventil
verteilt dann die unter Druck stehende Hydraulikfluidströ
mung gemäß der Steuerung durch die Bedienungsperson auf den
Fahrzeugantriebsmechanismus und/oder den Lademechanismus.
Das Hydraulikfluid wird dann aber das Steuerventil zum Ölbe
hälter 28 zurückgeleitet, von dem es ursprünglich abgepumpt
wurde.
Der Verbrennungsmotor 22 ist herkömmlich aufgebaut und
wird nicht ausführlich beschrieben. Der Motor ist durch ein
herkömmliches Getriebe 30 mit der Pumpe 24 verbunden, um ei
ne Drehbewegung der Pumpe zu veranlassen.
Die Pumpe 24 ist eine herkömmlich aufgebaute Hydraulik
pumpe mit variabler Fördermenge oder -leistung. Geeignete
Pumpen mit variabler Fördermenge oder -leistung sind er
hältlich von Vickers Inc., Troy, Michigan, USA, Mannesmann
Rexroth, Deutschland, und The Oilger Company, Miwaukee,
Wisconsin, USA. Die Pumpe ist eine lastabhängige oder -sen
sitive Pumpe.
Die Pumpe weist einen über eine Zufuhrleitung 34 mit
dem Ölbehälter 28 verbundenen Einlaß 32 auf. Der herkömmli
che Ölbehälter speichert Hydraulikfluid, das dann durch die
Zufuhrleitung 34 und über den Pumpeneinlaß 32 in die Pumpe
geleitet wird, um das Fluid zu verdichten. Die Pumpe weist
außerdem einen über eine Pumpendruckleitung 38 mit dem Steu
erventil 26 verbundenen Pumpenauslaß 36 auf.
Eine Fluidabgabesteuerungseinrichtung 40 ist als Teil
der Pumpe 34 mit variabler Abgabe bzw. Fördermenge oder -leistung vorge
sehen. Die Steuerungseinrichtung 40 ändert die Pumpenauslaß
fördermenge in Abhängigkeit von der auf die Pumpe wirkenden
Last, die am Steuerventil 26 erfaßt wird, wie nachstehend
ausführlicher beschrieben wird.
Das Steuerventil 26 ist allgemein herkömmlich aufgebaut
und weist einen Einlaßabschnitt 42, einen Auslaßabschnitt 44
und mehrere Ventilblöcke 46, 48, 50, 52 und 54 auf. Jeder
Ventil- oder Steuerblock steuert selektiv und unabhängig die
Fluidströmung zu und die Fluidströmung von einer hydraulisch
betätigten Funktionseinrichtung des Fahrzeugs, um zu veran
lassen, daß die Funktion in einer von zwei entgegengesetzten
Richtungen ausgeführt wird, wie für herkömmliche radbewe
gungsgelenkte Lader bekannt ist.
Die Steuerblöcke 46 und 48 steuern die Fluidströmung
durch Hydraulikschaltungen zum Antreiben der Räder 14, um
den radbewegungsgelenkten Lader 10 anzutreiben. Im einzelnen
ist der Block 46 durch Leitungen 56 und 58 mit einem Paar
Motoren 60 und 62 verbunden, die durch eine Leitung 64 in
weihe geschaltet sind. Die Motoren 60 und 62 treiben die Rä
der 14 an einer Seite des Fahrzeugs, beispielsweise an der
linken Seite, an. In Abhängigkeit davon, welche der Leitun
gen 58 und 60 durch den Ventilblock 68 als Druckleitung bzw.
als Rückführleitung geschaltet ist, werden die Räder entwe
der in Vorwärts- oder in Rückwärtsrichtung angetrieben. Ahn
licherweise werden Motoren 70 und 72 durch Leitungen 66 und
68 mit dem Steuerblock 48 verbunden, wobei die Motoren 70
und 72 durch eine Leitung 74 in Reihe geschaltet sind. Die
Motoren 70 und 72 können mit Rädern 14 an der rechten Seite des
Fahrzeugs verbunden sein.
Obwohl bei der dargestellten Ausführungsform ein sepa
rater Motor für jedes Rad vorgesehen ist, ist es möglich,
nur einen Motor mit jedem der Steuerblöcke 46 und 48 zu ver
binden. In diesem Fall würde jeder Motor eine Kette antrei
ben, durch die ein Radpaar an jeder Seite des Fahrzeugs an
getrieben würde.
Der Steuerblock 50 ist durch Leitungen 76 und 78 mit
Auslegerzylindern 18 zum Bewegen des Auslegers 16 verbunden.
Wenn die Leitung 76 als Druckleitung und die Leitung 78 als
Rückführleitung geschaltet ist, werden die Zylinder ausge
fahren, um den Ausleger anzuheben. Wenn durch den Steuer
block die Leitung 78 als Druckleitung und die Leitung 76 als
Rückführleitung geschaltet ist, werden die Auslegerzylinder
18 eingefahren und wird der Ausleger abgesenkt.
Ähnlicherweise ist der Steuerblock 54 durch Leitungen
80 und 82 mit Schaufelzylindern 84 zum Betätigen der Schau
fel 20 verbunden. Die Schaufel 20 wird durch die Schaufelzy
linder 84 auf ähnliche Weise betätigt wie der Ausleger 16
durch den Auslegerzylinder 18.
Der Steuerblock 54 ist durch Leitungen 86 und 88 mit
einem Zusatzvorrichtungsstellglied 90 verbunden. Das Zusatz
vorrichtungsstellglied kann in Abhängigkeit von den Eigen
schaften der zu verwendenden Zusatzvorrichtung ein Zylinder
oder ein Hydraulikmotor sein. Solche Stellglieder sind her
kömmliche Stellglieder und werden nicht ausführlicher be
schrieben.
Der Einlaßabschnitt 42 des Steuerventils 26 weist eine
Hydraulik-Logikschaltung auf, um eine Vorrangströmung zu den
Steuerblöcken 46 und 48 für den Antriebsmechanismus bereit
zustellen. Daher muß die Durchflußmenge, um die Anforderun
gen der Antriebseinrichtung zu erfüllen, gesättigt sein, be
vor die unter Druck stehende Hydraulikfluidströmung den
Steuerblöcken 50, 52 und 54 zum Betätigen der Auslegerzylin
der, der Schaufelzylinder oder des Zusatzvorrichtungsstell
glieds 90 zugeführt werden kann. Diese Vorrangströmung zur
Antriebseinrichtung wird im Einlaßabschnitt 42 automatisch
eingestellt. Wenn durch die Antriebsschaltung nicht die ge
samte verfügbare Durchflußmenge benötigt wird, wird die
überschüssige Durchflußmenge von der Pumpe auf die Schaltun
gen für den Ausleger, die Schaufel und die Zusatzvorrichtung
verteilt. Eine geringe Strömung bzw. ein geringer Durchfluß
durch die Schaltungen für den Ausleger, die Schaufel und die
Zusatzvorrichtung wird permanent aufrechterhalten. Die durch
diese drei Schaltungen nicht benötigte Durchflußmenge ist
dann für die Antriebsschaltung verfügbar. Wenn durch die An
triebsschaltung nicht die gesamte Durchflußmenge von der
Pumpe angefordert wird, kann die überschüssige Pumpendurch
flußmenge den verschiedenen Schaltungen für die Zusatzgeräte
zugeführt werden. Wenn der von allen Schaltungen angeforder
te Bedarf für unter Druck stehendes Hydraulikfluid den Pum
pengrenzwert überschreitet, hat die Antriebsschaltung Vor
rang, um zu ermöglichen, daß das Fahrzeug angetrieben werden
kann.
Dem Auslaßabschnitt 44 wild die Fluidströmung von den
verschiedenen Rückführleitungen zugeführt, und der Auslaßab
schnitt führt diese einer Ventilauslaßleitung 92 zu. Die
Ventilauslaßleitung 92 leitet die Fluidströmung durch einen
Öl kühler 94 und ein Ölfilter 96, die in Serie geschaltet
sind, bevor sie in den Ölbehälter 28 zurückgeleitet wird.
Der Ölkühler und das Ölfilter sind herkömmliche Bauteile.
Lastsensoren 98, 100, 102, 104 und 106 sind auf den
Steuerblöcken 46, 48, 50, 52 bzw. 54 angeordnet. Diese her
kömmlichen Lastsensoren sind durch eine Rückführleitung 108
mit einer Fluidabgabesteuerungseinrichtung 40 der Pumpe 24
verbunden. Die Menge des von der Pumpe 24 geförderten Hy
draulikfluids oder -öls wird dann durch die Fluidabgabe
steuerungseinrichtung 40 als Funktion der durch die fünf
Lastsensoren erfaßten Gesamtlast gesteuert. Je größer die Last,
umso größer ist die Abgabemenge bis zur maximalen Pumpenleistung.
Gemäß einer herkömmlichen Technik weist die Pumpe eine
winklig ausgerichtete Drehplatte auf. Durch die Drehbewegung
der Platte wird veranlaßt, daß Pumpenkolben in Zylindern
hin- und hergehend bewegt werden. Das Maß der axialen Bewe
gung der Kolben in den Zylindern ist abhängig von der Win
kelausrichtung der Drehplatte. Diese Winkelausrichtung der
Drehplatte wird durch die durch die Lastsensoren erfaßte und
durch eine Rückführleitung 108 der Fluldabgabesteuerungsein
richtung zugeführte Last verändert.
Die Bedienungsperson steuert die Funktion der Steuer
blöcke 46, 48, 50, 52 und 54 durch Steuerknüppel-Steuerungseinrichtungen
110, 112 und 114, um die Funktion
des Antriebs- und des Lademechanismus zu steuern. Die Steu
erknüppel-Steuerungseinrichtung 110 ist durch Steuerleitun
gen 116 und 118 mit den Steuerblöcken 46 bzw. 48 verbunden.
Durch die Bewegung des Steuerknüppels durch die Bedienungs
person wird veranlaßt, daß die Fluidströmung in den Leitun
gen 116 und 118 eine Bewegung der Steuerblöcke 46 und 48
hervorruft, wodurch ein gewünschter Antrieb der Räder durch
die Motoren 60, 62, 70 und 72 veranlaßt wird.
Basierend auf der Position der Steuerblöcke 46 und 48
kann durch die Fluidströmung zu den Motoren veranlaßt wer
den, daß alle Räder sich in Vorwärtsrichtung drehen, um zu
veranlassen, daß das Fahrzeug vorwärts fährt, daß alle Räder
sich rückwärts drehen, um zu veranlassen, daß das Fahrzeug
rückwärts fährt, oder veranlaßt werden, daß ein Räderpaar
sich nach vorne bewegt und das andere Räderpaar sich nach
hinten bewegt, um zu veranlassen, daß das Fahrzeug eine Dre
hung in die eine oder in die andere Richtung ausführt. Im
einzelnen wird durch Bewegen des Steuerknüppels nach vorne
veranlaßt, daß alle Räder sich vorwärts drehen, während
durch Bewegen des Steuerknüppels nach hinten veranlaßt wird,
daß alle Räder sich rückwärts drehen. Durch Bewegen des
Steuerknüppels nach rechts wird veranlaßt, daß das Fahrzeug
sich nach rechts dreht, wobei sich die linken Räder vorwärts
und die rechten Räder rückwärts drehen. Durch Bewegen des
Steuerknüppels nach links wird dagegen veranlaßt, daß das
Fahrzeug sich nach links dreht, wobei sich die linken Räder
rückwärts und die rechten Räder vorwärts drehen.
Die Steuerknüppel-Steuerungseinrichtung 112 ist durch
Steuerleitungen 120 und 122 mit den Steuerblöcken 50 bzw. 52
verbunden. Auf diese Weise wird durch Betätigen der Steuer
knüppel-Steuerungseinrichtung 112 in Abhängigkeit von der
Bewegung bzw. der Position des Steuerknüppels der Steue
rungseinrichtung veranlaßt, daß der Ausleger sich nach oben
und nach unten bewegt und die Schaufel nach oben und nach
unten geschwenkt wird.
Die Steuerknüppel-Steuerungseinrichtung 114 ist durch
eine Steuerleitung 124 mit dem Steuerblock 106 verbunden.
Dadurch kann die Bedienungsperson durch Bewegen des Steuer
knüppels die Funktion der Zusatzvorrichtung steuern, indem
dem Hydraulikzylinder oder dem Hydraulikmotor auf geeignete
Weise Hydraulikfluiddruck zugeführt wird.
Jede der Steuerleitungen 116, 118, 120, 122 und 124 ist
durch eine zugeordnete Steuerleitung 126, 128, 130, 132 bzw.
134 mit einer Drosselklappensteuerleitung 136 verbunden. Je
de der Steuerleitungen 126, 128, 130, 132 und 134 ist durch
ein Absperrventil 138 mit der Drosselklappensteuerleitung
136 verbunden. Die Drosselklappensteuerleitung 136 ist mit
dem Kammerende eines Drosselklappensteuerzylinders 140 ver
bunden. Das Kolbenstangenende 142 des Zylinders 140 ist
durch ein mechanisches Verbindungsglied 144 mit der Drossel
klappe 146 des Verbrennungsmotors 22 verbunden.
Auf diese Weise wird der Gesamt-Hydrauliklastbedarf
durch die Steuerleitungen 126, 128, 130, 132, 134 und 136
erfaßt, um der Kammer des Zylinders 140 Druck zuzuführen.
Durch diesen Druck wird der Kolben gegen die Vorspannung ei
ner im Zylinder angeordneten Feder bewegt oder ermöglicht,
daß der Kolben unter der Vorspannung der Zylinderfeder be
wegt wird, um das Kolbenstangenende 142 auf die geeignete
Position zum geeigneten Einstellen der Drosselklappe 146 des
Verbrennungsmotors zu bewegen. Dadurch wird die Motordreh
zahl basierend auf dem Lastbedarf des Systems automatisch
gesteuert.
Durch Verwendung einer einzelnen Pumpe 24 und des Steu
erventils 26, durch das die unter Druck stehende Fluidströ
mung selektiv der Antriebseinrichtung und/oder den verschie
denen Lade- oder Lastvorrichtungen zugeführt wird, kann die
gesamte Leistung beliebig der Antriebseinrichtung oder einer
der Lade- oder Lastvorrichtungen oder einer Kombination da
von zugeführt werden. Wenn der Bedarf die Pumpenleistung
nicht überschreitet, kann die Fluidströmung geeignet auf
mehr als einen Mechanismus verteilt werden, d. h. auf den An
triebsmechanismus und die Lade- oder Lastvorrichtungen, wo
bei der Antriebsmechanismus Vorrang erhält.
Durch die Verwendung von Steuerknüppel-Steuerungsein
richtungen wird die Bedienung für die Bedienungsperson ver
einfacht und die Anzahl der durch die Bedienungsperson zu
betätigenden Stelleinrichtungen vermindert.
Die Hydraulikverbindung der Steuerknüppel-Steuerungs
einrichtungen mit den verschiedenen Steuerblöcken kann er
setzt werden durch eine elektrische oder eine mechanische
Steuerverbindung. Bei einer elektrischen Steuerverbindung
kann im System eine geeignete Logikschaltung verwendet wer
den, um bestimmte Betriebskombinationen zu begrenzen, um
beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vor
gegebenen Wert zu halten, wenn der Ausleger über oder unter
einer vorgegebenen Höhenposition angeordnet ist, oder wenn
das Stellglied bei einer bestimmten Geschwindigkeit betätigt
wird.
Wie durch die in Fig. 3 dargestellte Leistungskurve der
Pumpe dargestellt, sind der Druck und die Durchflußmenge im
wesentlichen umgekehrt proportional. Die Schnittpunkte eines
Drucks P1 mit einer Pumpendurchflußmenge QA, QB bzw. QC sind
durch A, B und C bezeichnet. Die Punkte A und B können
bei Normaldruck bei maximaler Fördermenge oder bei maximalem
Durchfluß erhalten werden, weil die Punkte A und B innerhalb
der Grenzen der Leistungskurve liegen. Der Punkt C liegt je
doch außerhalb der Leistungskurve, wodurch ein Überlastzu
stand und ein Abwürgen des Verbrennungsmotors verursacht
wird. Ein herkömmliches Hydrauliksystem für einen radbewe
gungsgelenkten Lader ist, weil das Antriebshydrauliksystem
und das Arbeits- oder Lade- bzw. Lasthydrauliksystem ge
trennt arbeiten, durch sein maximales Leistungsvermögen be
grenzt. Die Verbindungen der Sensoren des Steuerventils mit
der Fluidmengensteuerungseinrichtung sind hydraulisch. Durch
diese Verbindungen wird ein Abwürgzustand des Verbrennungs
motors verhindert, der ansonsten bei einer falschen Handha
bung oder Bedienung durch eine unerfahrene Bedienungsperson
auftreten würde.
Claims (25)
1. Hydrauliksystem zum Antreiben und Handhaben eines Fahr
zeugs, mit:
einer Hydraulikpumpe mit variabler Abgabe und mit einem Einlaß und einem Auslaß;
einem mit der Pumpe durch eine Leitung verbundenen Ölbehälter zum Zuführen von Öl zum Pumpeneinlaß;
einem Steuerventil mit einem Einlaß und einem Aus laß, wobei der Steuerventileinlaß durch eine Leitung mit dem Pumpenauslaß verbunden ist und das Steuerventil mindestens einen ersten und einen zweiten Steuerblock aufweist, wobei der erste Steuerblock selektiv Öl durch eine erste Schaltung zur Antriebseinrichtung zum An treiben des Fahrzeugs verteilt und der zweite Steuer block selektiv Öl durch eine zweite Schaltung zu einer Stelleinrichtung zum Betätigen einer Ladevorrichtung des Fahrzeugs verteilt; und
einer Rückführleitung, die den Steuerventilauslaß mit dem Behälter verbindet.
einer Hydraulikpumpe mit variabler Abgabe und mit einem Einlaß und einem Auslaß;
einem mit der Pumpe durch eine Leitung verbundenen Ölbehälter zum Zuführen von Öl zum Pumpeneinlaß;
einem Steuerventil mit einem Einlaß und einem Aus laß, wobei der Steuerventileinlaß durch eine Leitung mit dem Pumpenauslaß verbunden ist und das Steuerventil mindestens einen ersten und einen zweiten Steuerblock aufweist, wobei der erste Steuerblock selektiv Öl durch eine erste Schaltung zur Antriebseinrichtung zum An treiben des Fahrzeugs verteilt und der zweite Steuer block selektiv Öl durch eine zweite Schaltung zu einer Stelleinrichtung zum Betätigen einer Ladevorrichtung des Fahrzeugs verteilt; und
einer Rückführleitung, die den Steuerventilauslaß mit dem Behälter verbindet.
2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei
eine erste und eine zweite Steuerknüppelsteuerung
mit dem ersten bzw. dem zweiten Steuerblock verbunden
sind, um den ersten und den zweiten Steuerblock zu be
tätigen.
3. Hydrauliksystem nach Anspruch 2, wobei
die erste und die zweite Steuerknüppelsteuerung
mit dem ersten bzw. dem zweiten Steuerblock hydraulisch
verbunden sind.
4. Hydrauliksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei
ein Verbrennungsmotor mit der Pumpe gekoppelt ist
und diese antreibt.
5. Hydrauliksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei
ein erster und ein zweiter Lastsensor am ersten bzw. am zweiten Steuerblock angeordnet sind;
die Pumpe eine Fluidabgabesteuerungseinrichtung aufweist; und
die Fluidabgabesteuerungseinrichtung über eine Rückführleitung hydraulisch mit den Lastsensoren gekop pelt ist.
ein erster und ein zweiter Lastsensor am ersten bzw. am zweiten Steuerblock angeordnet sind;
die Pumpe eine Fluidabgabesteuerungseinrichtung aufweist; und
die Fluidabgabesteuerungseinrichtung über eine Rückführleitung hydraulisch mit den Lastsensoren gekop pelt ist.
6. Hydrauliksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei
das Steuerventil einen Einlaß- und einen Auslaßab
schnitt aufweist, wobei der Einlaßabschnitt eine Logik
einrichtung aufweist, durch die eine Vorrangströmung
zum ersten Steuerblock bereitgestellt wird.
7. Hydrauliksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei
durch das Steuerventil eine Drucksteuerung bereit
gestellt wird.
8. Hydrauliksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei
die Pumpe mit einem Verbrennungsmotor mit einer verstellbaren Drosselklappe verbunden ist und durch diesen angetrieben wird;
eine erste und eine zweite Steuerung durch Steuer leitungen mit dem ersten bzw. dem zweiten Steuerblock verbunden sind, um den ersten und den zweiten Steuer block zu betätigen; und
eine Drosselklappensteuerung mit den Steuerleitun gen und der verstellbaren Drosselklappe verbunden ist, um die Drehzahl des Motors als Funktion des Lastbedarfs des Systems zu steuern.
die Pumpe mit einem Verbrennungsmotor mit einer verstellbaren Drosselklappe verbunden ist und durch diesen angetrieben wird;
eine erste und eine zweite Steuerung durch Steuer leitungen mit dem ersten bzw. dem zweiten Steuerblock verbunden sind, um den ersten und den zweiten Steuer block zu betätigen; und
eine Drosselklappensteuerung mit den Steuerleitun gen und der verstellbaren Drosselklappe verbunden ist, um die Drehzahl des Motors als Funktion des Lastbedarfs des Systems zu steuern.
9. Hydrauliksystem nach Anspruch 8, wobei
die Steuerleitungen Hydraulikleitungen sind; und
die Drosselklappensteuerung einen mit den Steuer leitungen verbundenen Zylinder zum Aufnehmen von Druck von den Steuerleitungen und einen im Zylinder beweglich angeordneten und mit der verstellbaren Drosselklappe verbundenen Kolben aufweist.
die Steuerleitungen Hydraulikleitungen sind; und
die Drosselklappensteuerung einen mit den Steuer leitungen verbundenen Zylinder zum Aufnehmen von Druck von den Steuerleitungen und einen im Zylinder beweglich angeordneten und mit der verstellbaren Drosselklappe verbundenen Kolben aufweist.
10. Hydrauliksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Pumpe die einzige Hydraulikpumpe des Systems
ist.
11. Fahrzeug mit:
einer Karosserie;
einer mit der Karosserie verbundenen hydraulisch betätigten Antriebseinrichtung zum Antreiben des Fahr zeugs auf einer Oberfläche;
einem an der Karosserie beweglich angeordneten Zu satzgerät;
einer mit dem Zusatzgerät verbundenen, hydraulisch betätigten Leistungseinrichtung zum Bewegen des Zusatz geräts relativ zur Karosserie;
einer Hydraulikpumpe mit variabler Abgabe und mit einem Pumpeneinlaß und einem Pumpenauslaß;
einem mit dem Pumpeneinlaß durch eine Zufuhrlei tung verbundenen Ölbehälter;
einem Steuerventil mit einem Ventileinlaß und ei nem Ventilauslaß, wobei der Ventileinlaß über eine Pum pendruckleitung mit dem Pumpenauslaß verbunden ist und das Steuerventil mindestens einen ersten und einen zweiten Steuerblock aufweist, wobei der erste Steuer block über eine Antriebsdruckleitung und eine Rückführ leitung mit der Antriebseinrichtung verbunden ist und der zweite Steuerblock über eine Zusatzgerätleistungs leitung und eine Zusatzgerätrückführleitung mit der Leistungseinrichtung verbunden ist; und
einer Ventilrückführleitung, die den Ventilauslaß mit dem Ölbehälter verbindet;
wobei durch die Pumpe unter Druck stehendes Hy draulikfluid zum Betätigen der Antriebseinrichtung und der Leistungseinrichtung zugeführt wird.
einer Karosserie;
einer mit der Karosserie verbundenen hydraulisch betätigten Antriebseinrichtung zum Antreiben des Fahr zeugs auf einer Oberfläche;
einem an der Karosserie beweglich angeordneten Zu satzgerät;
einer mit dem Zusatzgerät verbundenen, hydraulisch betätigten Leistungseinrichtung zum Bewegen des Zusatz geräts relativ zur Karosserie;
einer Hydraulikpumpe mit variabler Abgabe und mit einem Pumpeneinlaß und einem Pumpenauslaß;
einem mit dem Pumpeneinlaß durch eine Zufuhrlei tung verbundenen Ölbehälter;
einem Steuerventil mit einem Ventileinlaß und ei nem Ventilauslaß, wobei der Ventileinlaß über eine Pum pendruckleitung mit dem Pumpenauslaß verbunden ist und das Steuerventil mindestens einen ersten und einen zweiten Steuerblock aufweist, wobei der erste Steuer block über eine Antriebsdruckleitung und eine Rückführ leitung mit der Antriebseinrichtung verbunden ist und der zweite Steuerblock über eine Zusatzgerätleistungs leitung und eine Zusatzgerätrückführleitung mit der Leistungseinrichtung verbunden ist; und
einer Ventilrückführleitung, die den Ventilauslaß mit dem Ölbehälter verbindet;
wobei durch die Pumpe unter Druck stehendes Hy draulikfluid zum Betätigen der Antriebseinrichtung und der Leistungseinrichtung zugeführt wird.
12. Fahrzeug nach Anspruch 11, wobei das Fahrzeug ein rad
bewegungsgelenkter Lader ist.
13. Fahrzeug nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Fahrzeug
ein Gabelstapler ist.
14. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei
die Antriebseinrichtung mehrere Räder aufweist,
die durch mit den Rädern gekoppelte Hydraulikmotoren
gesteuert und angetrieben werden.
15. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei
die Antriebseinrichtung ein erstes Radpaar an ei
ner ersten Seite der Karosserie, ein zweites Radpaar an
einer gegenüberliegenden zweiten Seite der Karosserie
und mindestens einen ersten und einen zweiten Hydrau
likmotor aufweist, die unabhängig arbeiten und das er
ste bzw. das zweite Radpaar unabhängig steuern.
16. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei
die Antriebseinrichtung ein erstes und ein zweites
Rad an einer ersten Seite der Karosserie, ein drittes
und ein viertes Rad an einer gegenüberliegenden zweiten
Seite der Karosserie und einen ersten, einen zweiten,
einen dritten und einen vierten Hydraulikmotor auf
weist, die unabhängig arbeiten und das erste, das zwei
te, das dritte bzw. das vierte Rad unabhängig steuern.
17. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei
eine erste und eine zweite Steuerknüppelsteuerung
mit dem ersten bzw. mit dem zweiten Steuerblock verbun
den sind, um den ersten und den zweiten Steuerblock zu
betätigen.
18. Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei
die erste und die zweite Steuerknüppelsteuerung
mit dem ersten bzw. mit dem zweiten Steuerblock hydrau
lisch verbunden sind.
19. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei
ein an der Karosserie montierter Verbrennungsmotor
mit der Pumpe verbunden ist und diese antreibt.
20. Fahrzeug nach Anspruch 19, wobei
der Verbrennungsmotor eine verstellbare Drossel klappe aufweist;
die erste und die zweite Steuerung durch Steuer leitungen mit dem ersten bzw. dem zweiten Steuerblock verbunden sind, um den ersten und den zweiten Steuer block zu betätigen; und
eine Drosselklappensteuerung mit den Steuerleitun gen und der verstellbaren Drosselklappe verbunden ist, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors als Funktion des Lastbedarfs des Systems zu steuern.
der Verbrennungsmotor eine verstellbare Drossel klappe aufweist;
die erste und die zweite Steuerung durch Steuer leitungen mit dem ersten bzw. dem zweiten Steuerblock verbunden sind, um den ersten und den zweiten Steuer block zu betätigen; und
eine Drosselklappensteuerung mit den Steuerleitun gen und der verstellbaren Drosselklappe verbunden ist, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors als Funktion des Lastbedarfs des Systems zu steuern.
21. Fahrzeug nach Anspruch 20, wobei
die Steuerleitungen Hydraulikleitungen sind; und
die Drosselklappensteuerung einen mit den Steuer leitungen verbundenen Zylinder aufweist, der Druck von den Steuerleitung aufnimmt, und einen im Zylinder be weglich angeordneten und mit der verstellbaren Drossel klappe verbundenen Kolben.
die Steuerleitungen Hydraulikleitungen sind; und
die Drosselklappensteuerung einen mit den Steuer leitungen verbundenen Zylinder aufweist, der Druck von den Steuerleitung aufnimmt, und einen im Zylinder be weglich angeordneten und mit der verstellbaren Drossel klappe verbundenen Kolben.
22. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 21, wobei
ein erster und ein zweiter Lastsensor am ersten bzw. am zweiten Steuerblock befestigt sind;
die Pumpe eine Fluidabgabesteuerungseinrichtung aufweist; und
die Fluidabgabesteuerungseinrichtung über eine Rückführleitung hydraulisch mit den Lastsensoren ver bunden ist.
ein erster und ein zweiter Lastsensor am ersten bzw. am zweiten Steuerblock befestigt sind;
die Pumpe eine Fluidabgabesteuerungseinrichtung aufweist; und
die Fluidabgabesteuerungseinrichtung über eine Rückführleitung hydraulisch mit den Lastsensoren ver bunden ist.
23. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 22, wobei
das Steuerventil einen Einlaß- und einen Auslaßab
schnitt aufweist, wobei der Einlaßabschnitt eine Logik
schaltung aufweist, durch die eine Vorrangströmung zum
ersten Steuerblock bereitgestellt wird.
24. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 23, wobei
durch das Steuerventil eine Drucksteuerung bereit
gestellt wird.
25. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 24, wobei
die Pumpe die einzige auf der Karosserie angeord
nete Hydraulikpumpe ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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---|---|
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ID=19448370
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- 1996-12-17 AU AU75383/96A patent/AU7538396A/en not_active Abandoned
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