DE19959496A1

DE19959496A1 - Hydraulische Überlastsicherung

Info

Publication number: DE19959496A1
Application number: DE1999159496
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Meuis; Lars Gelen; Dieter Jochums
Original assignee: Lemken GmbH and Co KG
Current assignee: Lemken GmbH and Co KG
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2001-06-13

Abstract

Eine hydraulische Überlastsicherung ohne Hydrospeicher für Bodenbearbeitungsgeräte mit Hydraulikzylindern wird vorgesehen, die permanent über das Hydrauliksystem des Traktors mit Druck beaufschlagt wird und die bei Ansprechen der Überlastsicherung einen Druckanstieg im Hydraulikzylinder verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Überlastsicherung für Bodenbearbeitungsgeräte, insbesondere für Grubber oder mehrscharige Pflüge. Derartige hydraulische Überlastsicherungen weisen Hydraulikzylinder auf, die mit einem Druckspeicher verbunden sind, in die das bei Überlastung verdrängte Öl umgefüllt wird. Nach der Überlastung drückt dann der Hydrospeicher das Hydrauliköl wieder in den Hydraulikzylinder zurück, wodurch dann das jeweilige Arbeitswerkzeug des Bodenbearbeitungsgerätes wieder in seine Arbeitsstellung gelangt.

Diese Art der hydraulischen Überlastsicherung hat den Nachteil, daß sie aufgrund der zusätzlichen Hydrospeicher teuer ist und bei Ansprechen der Überlastsicherung eine Erhöhung des Hydraulikdruckes im Hydraulikzylinder zur Folge hat, was auch zu Überlastungen von Bauteilen führen kann.

Des weiteren ist mit der deutschen Offenlegungsschrift DE 42 32 067 eine hydraulische Überlastsicherung bekannt, die über Sensoren und einem Mikroprozessor gesteuert wird. Diese Art der hydraulischen Überlastsicherung ist aufwendig, teuer und insbesondere für den rauhen landwirtschaftlichen Einsatz ungeeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Überlastsicherung zu schaffen, die die zuvor genannten Nachteile ausschließt, die auch für den rauhen Einsatz in der Landwirtschaft bestens geeignet ist und die auch während des Ansprechens keinen nennenswerten Druckanstieg im Hydraulikzylinder zuläßt. Außerdem soll die hydraulische Überlastsicherung von den Möglichkeiten Gebrauch machen, die die heutigen modernen Traktoren zur Verfügung stellen, und zwar geschlossene Hydrauliksysteme oder Load-Sensing-Hydrauliksysteme.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Vorsehen einer hydraulischen Überlastsicherung für Bodenbearbeitungsgeräte mit mindestens einem Arbeitswerkzeug, das um eine quer zur Arbeitsrichtung am Rahmen angeordnete Achse schwenkbar angeordnet ist, an dem im Abstand zur Achse ein Hydraulikzylinder angreift, der über eine Hydraulikleitung mit Druck beaufschlagt wird und das Arbeitswerkzeug in Arbeitsposition hält und daß die Hydraulikleitung mit einer Hydraulikpumpe des ziehenden Traktors verbunden ist, wobei die Hydraulikpumpe den Hydraulikzylinder permanent unter Druck haltend ausgebildet ist und daß mindestens ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist, das bei Überdruck im Hydraulikzylinder sowohl das von der Hydraulikpumpe geförderte Öl als auch das von dem Kolben aus dem Arbeitsraum des Hydraulikzylinders verdrängte Öl in den Vorratstank des Traktors ablassend ausgebildet ist.

Dadurch wird der permanente Öldruck der Hydraulikpumpe ständig als Druckquelle für den Hydraulikzylinder genutzt, ohne daß zusätzliche Ventile eingesetzt werden müssen. Bei Überlastung weicht das Arbeitswerkzeug aus, wodurch die Kolbenstange des Hydraulikzylinders einfährt. Das verdrängte Öl wird über das Druckbegrenzungsventil direkt in den Vorratstank des Traktors abgelassen. Durch das Druckbegrenzungsventil wird automatisch der Druck im Hydraulikzylinder während des Ansprechens konstant gehalten.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, daß nur ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist, dessen Ablaßdruck oberhalb des Betriebsdruckes der Hydraulikpumpe liegt und das die Hydraulikpumpe eine Verstellpumpe ist, die bei Erreichen des Betriebsdruckes die Ölförderung unterbrechend ausgebildet ist.

Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß das Druckbegrenzungsventil nicht ständig Öl ablassen muß, sondern nur dann arbeitet, wenn ein Überdruck auftritt. Außerdem wird die Hydraulikpumpe abgeschaltet, wenn kein Öl gefördert werden soll. Dadurch wird sowohl die Hydraulikpumpe als auch das Druckbegrenzungsventil geschont.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, daß die Querschnitte der Hydraulikleitung und des Druckbegrenzungsventils bzw. der Druckbegrenzungsventile ein Abfließen des Öles ausreichend sichernd und eine Überlastung des Hydrauliksystems verhindernd ausgebildet ist.

Durch das Vorsehen entsprechender Querschnitte kann das aus dem Hydraulikzylinder abfließende Öl ohne eine nennenswerte Erhöhung des Druckes im Hydraulikzylinder in den Vorratstank zurückfließen. Schäden am Hydrauliksystem oder an den benachbarten Bauteilen werden so sicher vermieden.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, daß das Hydrauliksystem ein geschlossenes Hydrauliksystem ist, das eine Hochdruck- und Niederdruckseite aufweist, wobei das Druckbegrenzungsventil bei Überlastung des Hydraulikzylinders das überschüssige Öl in die Niederdruckseite ablassend ausgebildet ist.

Hierdurch wird in einfacher Weise das am Traktor vorhandene geschlossene Hydrauliksystem mit der hydraulischen Überlastsicherung verbunden, wodurch am Bodenbearbeitungsgerät auf zusätzliche Ventile und Steuereinheiten verzichtet werden kann. Zum Beispiel kann dann insbesondere ein Traktor mit einer sogenannten Load-Sensing-Hydraulikanlage vorteilhaft mit dem Bodenbearbeitungs gerät eingesetzt werden, wobei auch hier auf die bisher üblich eingesetzten teuren Ventile und Druckspeicher verzichtet werden kann.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, daß der Hydraulikzylinder als Vorspanneinheit für eine hydraulische Überlastsicherung für Drehpflüge oder Grubber ausgebildet ist.

Dadurch können diese Hydraulikzylinder in der erfindungsgemäßen Anordnung auch bei Grubbern oder Drehpflügen zum Einsatz kommen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind schematisch in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine hydraulische Überlastsicherung für Grubber und

Fig. 2 eine hydraulische Überlastsicherung für Drehpflüge.

Fig. 1 zeigt eine hydraulische Überlastsicherung (1) mit einem Hydraulikzylinder (7), der sowohl am Rahmen (5) des Bodenbearbeitungsgerätes (2) und dem zinkenförmigen Arbeitswerkzeug (3) befestigt ist, und zwar im Abstand zur Achse (6) des Arbeitswerkzeuges. Während der Arbeit drückt der Hydraulikzylinder (7) das Arbeitswerkzeug (3) gegen den Anschlag (13). Der Hydraulikzylinder wird über die Hydraulikpumpe (9) und die Hydraulikleitung (8) mit Druck beaufschlagt. Die Größe des Arbeitsdruckes wird über das Druckbegrenzungsventil (10) vorgegeben. Das Druckbegrenzungsventil (10) ist vorzugsweise einstellbar. Bei Überlastung wird das Öl aus dem Arbeitsraum (12) des Hydraulikzylinders über die Hydraulikleitung (8) und das Druckbegrenzungsventil (10) in den Vorratstank (15) des Traktors abgelassen. Das Rückschlagventil (14) verhindert, daß das abfließende Öl zu der Hydraulikpumpe gelangt. Die Hydraulikpumpe wird bei Erreichen des Betriebsdruckes, z. B. 180 bar, abgeschaltet. Sie wird wieder eingeschaltet, wenn ein minimaler Druck erreicht wird, z. B. 150 bar. Das Druckbegrenzungsventil (10) wird vorzugsweise auf einen Druck voreingestellt, der oberhalb des Betriebsdruckes liegt. Durch diese Anordnung wird sichergestellt, daß das Druckbegrenzungsventil nur bei Überlastung des Systems anspricht und die Hydraulikpumpe während des normalen Einsatzes abgeschaltet bleibt und nur dann arbeitet, um nach dem Ansprechen der Überlastsicherung den Hydraulikzylinder wieder mit Öl aufzufüllen, und zwar mit dem vorgegebenen Betriebsdruck.

Fig. 2 zeigt eine hydraulische Überlastsicherung für Drehpflüge, die aus zwei Grindel (17) besteht, die über ein Spreizsystem (18) verfügen und über den Hydraulikzylinder (7) zueinander verspannt sind. Das Spreizsystem läßt ein Ausweichen der Grindel nach oben und unten zu, wobei die Rückstellmomente in der Arbeitsstellung am größten sind und die Grindel so in ihrer Arbeitsstellung fixieren. Das Spreizsystem sorgt dafür, daß nach Ansprechen der Überlastsicherung die Rückstellkraft abnimmt. Bei Überlastung werden die Grindel über das Spreizsystem gespreizt und der Hydraulikzylinder auseinandergezogen. In diesem Fall wird dann das Hydrauliköl über das Druckbegrenzungsventil (10) in den Vorratstank (15) abgelassen. Nach der Überlastung bzw. nach dem Überwinden des Bodenhindernisses (20) wird der Hydraulikzylinder aufgrund des Druckabfalles wieder aufgefüllt, da die Hydraulikpumpe bei Unterschreitung einer Mindestdruckgrenze den Druck wieder aufbaut. Dadurch wird der Pflugkörper (19) wieder in seine Arbeitsstellung zurückgeführt. Auch hier sind praktisch keine zusätzlichen Ventile erforderlich; der Systemdruck des Traktors wird permanent für die hydraulische Überlastsicherung genutzt.

Die Fig. 2 zeigt links den Pflugkörper (19) in Arbeitsstellung und rechts einen Pflugkörper in ausgelöster Stellung. Der Pendelanschlag (21) verhindert ein zu weites Spreizen der Grindel und damit auch ein Überlasten des Hydraulikzylinders. Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmen sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.

Bezugszeichenliste

1

Hydraulische Überlastsicherung

2

Bodenbearbeitungsgerät

3

Arbeitswerkzeug

4

Arbeitsrichtung

5

Rahmen

6

Achse

7

Hydraulikzylinder

8

Hydraulikleitung

9

Hydraulikpumpe

10

Druckbegrenzungsventil

11

Kolben

12

Arbeitsraum

13

Anschlag

14

Rückschlagventil

15

Vorratstank

16

Vorspanneinheit

17

Grindel

18

Spreizsystem

19

Pflugkörper

20

Bodenhindernis

21

Pendelanschlag

Claims

1. Hydraulische Überlastsicherung (1) für Bodenbearbeitungsgeräte (2) mit einem Rahmen (5) mit mindestens einem Arbeitswerkzeug (3), das um eine quer zur Arbeitsrichtung (4) am Rahmen (5) angeordnete Achse (6) schwenkbar angeordnet ist, an dem im Abstand zur Achse (6) ein Hydraulikzylinder (7) angreift, der über eine Hydraulikleitung (8) mit Druck beaufschlagt wird und das Arbeitswerkzeug in Arbeitsposition hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikleitung (8) mit einer Hydraulikpumpe (9) des ziehenden Traktors verbunden ist, wobei die Hydraulikpumpe (9) über den Hydraulikzylinder permanent unter Druck haltend ausgebildet ist und daß mindestens ein Druckbegrenzungsventil (10) vorgesehen ist, das bei Überdruck im Hydraulikzylinder sowohl das von der Hydraulikpumpe geförderte Öl als auch das von dem Kolben (11) aus den Arbeitsraum (12) des Hydraulikzylinders (7) verdrängte Öl in den Vorratstank (15) des Traktors ablassend ausgebildet ist.

2. Hydraulische Überlastsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Druckbegrenzungsventil (10) vorgesehen ist, dessen Ablaßdruck oberhalb des Betriebsdruckes der Hydraulikpumpe liegt und daß die Hydraulikpumpe eine Verstellpumpe ist, die bei Erreichen des Betriebsdruckes die Ölförderung unterbrechend ausgebildet ist.

3. Hydraulische Überlastsicherung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Hydraulikleitung (8) und des Druckbegrenzungsventils bzw. der Druckbegrenzungsventile (10) ein Abfließen des Öles ausreichend sichernd und eine Überlastung des Hydrauliksystems verhindernd ausgebildet sind.

4. Hydraulische Überlastsicherung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrauliksystem ein geschlossenes Hydrauliksystem ist, das eine Hochdruck- und eine Niederdruckseite aufweist, wobei das Druckbegrenzungsventil bei Überlastung des Hydraulikzylinders das überschüssige Öl in die Niederdruckseite ablassend ausgebildet ist.

5. Hydraulische Überlastsicherung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder als Vorspanneinheit (16) für eine hydraulische Überlastsicherung für Drehpflüge oder Grubber ausgebildet ist.