DE20114538U1 - Hydraulic system for the self-weight relief of attachments - Google Patents

Hydraulic system for the self-weight relief of attachments

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Abstract

The system comprises an electronic regulating mechanism for adjusting the pressure (p) to the true pressure (ps). If the pressure (p) moves outside a predetermined tolerance pressure range (p1,P2), the regulating mechanism ensures that the pressure is brought back into the pressure range.

Description

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Neuanmeldung
K 52 830/7New registration
K52830/7

Hydrauliksystem für die Eigengewichtsentlastung von AnbaugerätenHydraulic system for weight relief of attachments

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem zum Anschluß an einen Stellzylinder, um über den Stellzylinder ein sich dynamisch vertikal bewegendes Anbaugerät gewichtszuentlasten.The invention relates to a hydraulic system for connection to an actuating cylinder in order to relieve the weight of a dynamically vertically moving attachment via the actuating cylinder.

Ein solches Hydrauliksystem ist insbesondere zur Eigengewichtsentlastung eines an einem Winterdienstfahrzeug befestigten Schneepflugs geeignet, ist aber genauso im Zusammenhang mit anderen Anbauaggregaten wie beispielsweise einem Mähwerk verwendbar. Es ist insbesondere für alle solche Geräte geeignet, die der Bodenkontur folgen und daher mittelbar oder unmittelbar auf dem Boden aufliegen. Dies soll nachfolgend am Beispiel eines an einem Winterdienstfahrzeug montierten Schneepflugs erläutert werden.Such a hydraulic system is particularly suitable for relieving the weight of a snow plow attached to a winter service vehicle, but can also be used in conjunction with other attachments such as a mower. It is particularly suitable for all devices that follow the contours of the ground and therefore rest directly or indirectly on the ground. This will be explained below using the example of a snow plow mounted on a winter service vehicle.

Der Schneepflug liegt aufgrund seines Eigengewichts auf der Fahrbahnoberfläche auf, was einerseits notwendig ist, um Schnee und Eis zuverlässig von der Fahrbahnoberfläche zu räumen, was aber andererseits einen starken Verschleiß der Schneepflugunterkante und die Gefahr von Beschädigungen durch ein Anfahren von festen Hindernissen mit sich bringt. Daher wird üblicherweise das Hydrauliksystem zum Heben und Senken des Pflugs so ausgebildet, daß der Druck in der Hebenkammer des für das Heben und Senken zuständigen Stellzylinders erhöht wird, ohne dabei den Pflug von der Fahrbahnoberfläche abzuheben. Dadurch wird das Eigengewicht des Pflugs teilweise auf das Trägerfahrzeug übertragen, wodurch das Trägerfahrzeug besser lenk- und fahrbar wird. DieThe snow plow rests on the road surface due to its own weight, which is necessary on the one hand to reliably clear snow and ice from the road surface, but on the other hand causes severe wear on the lower edge of the snow plow and the risk of damage from driving into solid obstacles. Therefore, the hydraulic system for raising and lowering the plow is usually designed in such a way that the pressure in the lifting chamber of the actuating cylinder responsible for raising and lowering is increased without lifting the plow from the road surface. This means that the weight of the plow is partially transferred to the carrier vehicle, making the carrier vehicle easier to steer and drive.

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Gewichtsentlastung ist so eingestellt, daß der Pflug mit einer Restkraft auf der Fahrbahndecke aufliegt, die zum zuverlässigen Räumen von Schnee und Eis ausreicht.The weight relief is adjusted so that the plow rests on the road surface with a residual force that is sufficient to reliably clear snow and ice.

Wird der Pflug über eine Bodenwelle oder durch eine Bodensenke hinwegbewegt, so ist dies mit einem Anheben bzw. Absenken des Pflugs verbunden. Beim Anheben reduziert sich der Druck in der Hebenkammer des Stellzylinders und beim Absenken steigt der Druck. Entsprechend geringer bzw. höher ist in diesem Moment die Gewichtsentlastung des Pflugs. Dies kann bei kurzen, tiefen Bodensenken dazu führen, daß der Pflug vollständig von der Fahrbahndecke abhebt. Um auch bei solchen, sich vertikal bewegenden Anbaugeräten eine zeitlich konstante Eigengewichtsentlastung zu erreichen, wird der Entlastungsdruck in der Hebenkammer des Stellzylinders mittels schnell reagierenden Ventilen auf einem möglichst konstanten Druckniveau gehalten, indem entweder Hydraulikfluid abgelassen oder nachgepumpt wird. Dieses Prinzip ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, daß die Hydraulikpumpe ständig in Betrieb ist, um den Hydraulikdruck in dem Stellzylinder konstant zu halten. Dies ist bei Systemen, die an eine Kommunalhydraulik des Trägerfahrzeugs angeschlossen sind oder einen separaten Motor mit Hydraulikpumpe besitzen, ein geringeres Problem als bei auf ein nicht mit Hydraulik vorbereitetes Fahrzeug angebauten Geräten, die eine Elektrohydraulikanlage nutzen. Denn die Batterie des die Hydraulikanlage antreibenden Elektromotors ist mit einer solchen Leistung überfordert. Bei Elektrohydraulikanlagen wird daher häufig auf eine Pflugentlastung verzichtet.If the plow is moved over a bump or through a depression, this is associated with the plow being raised or lowered. When it is raised, the pressure in the lifting chamber of the actuating cylinder is reduced, and when it is lowered, the pressure increases. The weight relief of the plow is correspondingly lower or higher at this moment. In the case of short, deep depressions, this can lead to the plow lifting completely off the road surface. In order to achieve a constant deadweight relief over time even with such vertically moving attachments, the relief pressure in the lifting chamber of the actuating cylinder is kept at as constant a pressure level as possible using fast-reacting valves by either draining hydraulic fluid or pumping it in. However, this principle has the disadvantage that the hydraulic pump is constantly running in order to keep the hydraulic pressure in the actuating cylinder constant. This is less of a problem with systems that are connected to the municipal hydraulics of the carrier vehicle or have a separate motor with a hydraulic pump than with devices that use an electro-hydraulic system and are mounted on a vehicle that is not prepared for hydraulics. This is because the battery of the electric motor that drives the hydraulic system cannot cope with such power. For this reason, plough relief is often not used with electro-hydraulic systems.

Von der Firma Blust Kommunaltechnik, Schluchsee, ist eine unter der Bezeichnung VS 190 vertriebene Hydraulikanlage zur GewichtsentlastungThe company Blust Kommunaltechnik, Schluchsee, has developed a hydraulic system for weight relief, sold under the name VS 190.

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von Anbaugeräten bekannt, die dieses Problem teilweise, wenn auch noch nicht befriedigend, löst. Demnach ist an die mit dem Hubzylinder verbundene Hydraulikleitung ein Hydrospeicher in Form eines Stickstoffspeichers angeschlossen, um den Druck in dem Hubzylinder konstant zu halten. Fährt der Pflug über eine Bodenwelle, so daß der Druck in dem Hubzylinder aufgrund des Anhebens des Anbaugeräts sinkt, so strömt Hydrauliköl aus dem Stickstoffspeicher nach und hält den Entlastungsdruck in dem Hubzylinder aufrecht. Wenn der Pflug wieder in die Normalposition absenkt, strömt das Hydrauliköl aus dem Hubzylinder zurück in den Stickstoffspeicher. Dieser Vorgang geschieht so schnell, daß der Pflug immer exakt auf der Oberfläche gleitet, ohne dabei zu hohen Bodendruck auszuüben.of attachments that partially, although not yet satisfactorily, solves this problem. Accordingly, a hydraulic accumulator in the form of a nitrogen accumulator is connected to the hydraulic line connected to the lifting cylinder in order to keep the pressure in the lifting cylinder constant. If the plough drives over a bump in the ground so that the pressure in the lifting cylinder drops due to the lifting of the attachment, hydraulic oil flows from the nitrogen accumulator and maintains the relief pressure in the lifting cylinder. When the plough is lowered back to the normal position, the hydraulic oil flows from the lifting cylinder back into the nitrogen accumulator. This process takes place so quickly that the plough always glides exactly on the surface without exerting too much ground pressure.

Die Funktionsweise des zuvor genannten Hydrauliksystems wird nachfolgend anhand der Figur 2 näher erläutert.The functionality of the aforementioned hydraulic system is explained in more detail below using Figure 2.

Das Hydrauliksystem aus dem Stand der Technik gemäß Figur 2 umfaßt eine erste Hydraulikleitung 1 und eine zweite Hydraulikleitung 2, die über ein 4/3-Wegeventil wechselseitig mit einer von einem Elektromotor M angetriebenen Pumpe P und einem Tank 10 verbunden sind. Die erste Hydraulikleitung ist mit ihrem anderen Ende an die Hebenkammer 101 eines Stellzylinders 100 (nachfolgend auch "Hebenhydraulikleitung") und die zweite Hydraulikleitung 2 an die Senkenkammer 102 des Stellzylinders 100 angeschlossen (nachfolgend auch "Senkenhydraulikleitung").The hydraulic system from the prior art according to Figure 2 comprises a first hydraulic line 1 and a second hydraulic line 2, which are alternately connected via a 4/3-way valve to a pump P driven by an electric motor M and to a tank 10. The first hydraulic line is connected at its other end to the lifting chamber 101 of an actuating cylinder 100 (hereinafter also "lifting hydraulic line") and the second hydraulic line 2 is connected to the lowering chamber 102 of the actuating cylinder 100 (hereinafter also "lowering hydraulic line").

Der Rückfluß aus der Hebenkammer 101 kann mittels einer Sperrventileinrichtung 4 blockiert werden, um ein Hydrospeichersystem 5 zu aktivieren. In der in Figur 2 dargestellten Position des Sperrventils 4 ist der Stellzylinder wie gewohnt zum Anheben und Absenken eines Geräts zu benutzen.The return flow from the lifting chamber 101 can be blocked by means of a check valve device 4 in order to activate a hydraulic accumulator system 5. In the position of the check valve 4 shown in Figure 2, the actuating cylinder can be used as usual for raising and lowering a device.

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Beim Anheben des Stellkolbens 103 (Füllen der Hebenkammer 101 mit Hydrauliköl) mit geschlossener Sperrventileinrichtung 4, d.h. bei aktiviertem Hydrospeichersystem, schließt das zufließende Öl über das Sperrventil 8 das Hydrospeichersystem 5 ab und der Aushub erfolgt über das Rückschlagventil 11 der Sperrventileinrichtung 4 ohne Zeitverzögerung. Beim Absenken des Geräts erhöht sich jedoch der Druck in der Hebenkammer 101, da ein Rückfluß in den Tank 10 durch das Sperrventil 4 blockiert wird, und die Funktion des Hydrospeichersystems 5 wird automatisch zugeschaltet, indem das federbelastete Sperrventil 8 in die in Figur 2 dargestellte inaktive Position zurückschaltet. Das Öl aus der Hebenkammer 101 wird in den Stickstoffspeicher 6 geleitet. Sobald dieser auf einen eingestellten Sollwert gefüllt ist, fließt das restliche Öl über ein Druckbegrenzungsventil 9 ab. Die Einstellung des Drucksollwertes erfolgt somit über das Druckbegrenzungsventil 9. Der in dem Hydrospeichersystern 5 herrschende Druck, der dem Druck der Hebenkammer entspricht, kann über ein Manometer 7 abgelesen werden. Wird nun eine Erhebung von dem Gerät überfahren, so sinkt der Druck in der Hebenkammer 101 und aus dem Hydrospeicher 6 fließt Öl in die Hebenkammer 101 nach, so daß die Druckentlastung wieder hergestellt ist.When the actuating piston 103 is raised (filling the lifting chamber 101 with hydraulic oil) with the shut-off valve device 4 closed, i.e. when the hydraulic accumulator system is activated, the incoming oil closes the hydraulic accumulator system 5 via the shut-off valve 8 and the lifting takes place via the check valve 11 of the shut-off valve device 4 without any time delay. However, when the device is lowered, the pressure in the lifting chamber 101 increases because a return flow into the tank 10 is blocked by the shut-off valve 4, and the function of the hydraulic accumulator system 5 is automatically activated by the spring-loaded shut-off valve 8 switching back to the inactive position shown in Figure 2. The oil from the lifting chamber 101 is fed into the nitrogen accumulator 6. As soon as this is filled to a set target value, the remaining oil flows out via a pressure relief valve 9. The pressure setpoint is thus set via the pressure relief valve 9. The pressure prevailing in the hydraulic accumulator system 5, which corresponds to the pressure in the lifting chamber, can be read off a pressure gauge 7. If the device now drives over a protrusion, the pressure in the lifting chamber 101 drops and oil flows from the hydraulic accumulator 6 into the lifting chamber 101, so that the pressure relief is restored.

Senkt sich das Gerät wieder auf die Normalposition ab, so fließt das Öl zurück in den Hydrospeicher.If the device is lowered back to its normal position, the oil flows back into the hydraulic accumulator.

Als nachteilhaft bei dieser Lösung hat sich erwiesen, daß das aus der Hebenkammer 101 verdrängte Öl beim Durchfahren einer Senke über das den Solldruckwert vorgebende Druckbegrenzungsventil 9 zurück in den Tank fließt. Das System verliert somit ständig Öl, welches durch Anschalten des Elektromotors M über die Pumpe P nachgefördert werden muß. (Dieses Problem würde sich übrigens selbst dann stellen, wenn das Druckbegrenzungsventil 9 nach dem Einstellen des Drucksollwertes aufA disadvantage of this solution has been found to be that the oil displaced from the lifting chamber 101 flows back into the tank via the pressure relief valve 9 which sets the target pressure value when driving through a depression. The system therefore constantly loses oil, which must be replenished by switching on the electric motor M via the pump P. (Incidentally, this problem would arise even if the pressure relief valve 9 were to be set to

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einen höheren Druckgrenzwert eingestellt würde. Denn dann würden jedenfalls größere Überdrücke, wie sie sich bei stark unebener Fahrbahn bisweilen einstellen, dennoch zu einem Ölverlust führen, der über die Pumpe P und den Elektromotor M ausgeglichen werden müßte. Das Betätigen des Elektromotors würde außerdem dazu führen, daß sich zuerst ein Druck entsprechend dem höheren Grenzwert einstellt, was eventuell zum Ausheben des Pflugs führen kann).a higher pressure limit value was set. This is because greater overpressures, such as those that sometimes occur on very uneven roads, would still lead to oil loss, which would have to be compensated for by the pump P and the electric motor M. Activating the electric motor would also result in a pressure corresponding to the higher limit value being established first, which could possibly lead to the plough being lifted up).

Für den Fahrzeugführer, an den im Winterdienst im Pflugbetrieb ohnehin schon sehr hohe Anforderungen an die Aufmerksamkeit gegenüber der zu räumenden Straße gestellt werden und der durch die üblicherweise schlechten Sichtverhältnisse bei Schneegestöber möglichst nicht abgelenkt werden soll, bedeutet das, daß er noch das Manometer 7 überwachen muß, um bei abfallendem Druck rechtzeitig den Elektromotor M zum erneuten Druckaufbau zu starten. Selbst wenn die Druckerfassung und das Starten des Elektromotors automatisch erfolgen, so hat sich doch gezeigt, daß durch das ständige Starten des Elektromotors in kurzen Abständen die Batterie zum Kochen gebracht werden kann. Im Normalfall besteht daher die Gefahr, daß die Ladeleistung der Lichtmaschine nicht ausreicht, um die hohe Leistung, welche die Elektrohydraulikanlage verbraucht, nachzuspeisen, und daß sich die Batterie im Betrieb kontinuierlich entleert.For the driver, who is already required to pay a great deal of attention to the road being cleared during winter service when ploughing, and who should not be distracted by the poor visibility that is usually found in snow flurries, this means that he must also monitor the pressure gauge 7 in order to start the electric motor M in time to build up the pressure again if the pressure drops. Even if the pressure is detected and the electric motor is started automatically, it has been shown that the battery can be boiled by constantly starting the electric motor at short intervals. In normal circumstances, there is therefore a risk that the charging power of the alternator will not be sufficient to supply the high power consumed by the electrohydraulic system, and that the battery will be continuously discharged during operation.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Hydrauliksystem der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die Notwendigkeit, Hydraulikfluid nachzufordern, weitgehend reduziert wird.The object of the present invention is therefore to provide a hydraulic system of the type mentioned at the outset, in which the need to replenish hydraulic fluid is largely reduced.

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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.This object is achieved with the features of claim 1. In dependent claims, advantageous further developments and embodiments of the invention are specified.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Solldruck im Hydrospeichersystem nicht über ein Druckbegrenzungsventil passiv eingestellt sondern stattdessen aktiv geregelt wird. Dazu ist eine Regeleinrichtung vorgesehen, die veranlaßt, daß Hydraulikfluid in die Hebenkammer hineingepumpt wird oder aus der Hebenkammer abgelassen wird, wenn der in der Hebenkammer vorherrschende Druck von dem vorgegebenen Solldruck abweicht. Solange sich aber die Druckverhältnisse innerhalb eines Toleranzbereichs um den Solldruck bewegen, wird der die Hydraulikpumpe treibende Elektromotor nicht aktiviert.An important aspect of the invention is that the target pressure in the hydraulic accumulator system is not passively set via a pressure relief valve but is instead actively regulated. For this purpose, a control device is provided which causes hydraulic fluid to be pumped into the lifting chamber or drained from the lifting chamber if the pressure prevailing in the lifting chamber deviates from the specified target pressure. However, as long as the pressure conditions are within a tolerance range around the target pressure, the electric motor driving the hydraulic pump is not activated.

Vorzugsweise ist der Druckmeßwert, auf Basis dessen dem System Hydraulikfluid zu- oder abgeführt wird, ein zeitlich gemittelter Wert über den in der Hebenkammer gemessenen Druck. Das hat den Vorteil, daß kurzzeitige starke, außerhalb des Toleranzbereichs liegende Druckschwankungen aufgrund besonders unebener Straßenverhältnisse nicht zu einem ständigen Druckausgleich des Systems Anlaß geben. Vielmehr gehen solche Spitzendrücke im zeitlichen Mittelwert unter. Der Toleranzbereich um den Sollwert kann dementsprechend eng gewählt werden, und wenn sich der Druckmittelwert aus diesem Toleranzbereich herausbewegt, so ist dies eindeutig darauf zurückzuführen, daß im System zu viel oder zu wenig Hydraulikfluid vorhanden ist. Nur in diesen Fällen muß das Hydraulikfluid volumen reguliert werden.Preferably, the pressure measurement value on the basis of which hydraulic fluid is added to or removed from the system is a time-averaged value of the pressure measured in the lifting chamber. This has the advantage that short-term, strong pressure fluctuations outside the tolerance range due to particularly uneven road conditions do not give rise to a constant pressure equalization in the system. Rather, such peak pressures are lost in the time-averaged value. The tolerance range around the target value can be chosen accordingly narrowly, and if the pressure average value moves outside this tolerance range, this is clearly due to the fact that there is too much or too little hydraulic fluid in the system. Only in these cases does the hydraulic fluid volume need to be regulated.

Vorzugsweise sind die Ventile des Hydrauliksystems als Sitzventile ausgeführt, da Sitzventile nahezu keine Leckströmung verursachen undPreferably, the valves of the hydraulic system are designed as seat valves, since seat valves cause almost no leakage flow and

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das Hydrauliksystem somit nahezu keinen systemimmanenten Hydraulikfluidverlust ausgleichen muß.The hydraulic system therefore has to compensate for almost no inherent hydraulic fluid loss.

Vorzugsweise wird zur Regelung des Hydraulikdrucks eine Sperrventileinrichtung in der Hebenhydraulikleitung geöffnet, wenn der Druck in der Hebenkammer den oberen Druckgrenzwert des Toleranzbereichs überschreitet. Eine solche Sperrventileinrichtung ist in dem Hydrauliksystem ohnehin vorgesehen, um das Hydrospeichersystem durch Schließen des Ventils zu aktivieren. Es sind also insoweit keine zusätzlichen Bauelemente zur Realisierung dieser Funktion erforderlich. Allerdings ist die Sperrventileinrichtung vorzugsweise im Rahmen einer elektronischen Regelung des Hydrauliksystems als elektrisch schaltbares Ventil ausgeführt. Preferably, a check valve device in the lifting hydraulic line is opened to regulate the hydraulic pressure when the pressure in the lifting chamber exceeds the upper pressure limit of the tolerance range. Such a check valve device is provided in the hydraulic system anyway in order to activate the hydraulic accumulator system by closing the valve. Therefore, no additional components are required to implement this function. However, the check valve device is preferably designed as an electrically switchable valve as part of an electronic control of the hydraulic system.

Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung werden im Zusammenhang mit dem nachfolgend anhand der Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispiel erläutert. In den Figuren zeigen:Further advantages and aspects of the invention are explained in connection with the embodiment described below with reference to the drawings. In the figures:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für ein Hydrauliksystem gemäß der vorliegenden Erfindung; undFigure 1 shows an embodiment of a hydraulic system according to the present invention; and

Figur 2 ein Hydrauliksystem gemäß dem Stand der Technik.Figure 2 shows a hydraulic system according to the state of the art.

Die in Figur 1 dargestellte besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems umfaßt eine erste Hydraulikleitung 1, die an die Hebenkammer 101 eines Stellzylinders 100 angeschlossen ist, und eine zweite Hydraulikleitung 2, die an die Senkenkammer 102 desselben Stellzylinders 100 angeschlossen ist. Beide Hydraulikleitungen 1, 2 werden über ein federzentriertes, elektromagnetisch betätigtes 4/3-Wege-The particular embodiment of the hydraulic system according to the invention shown in Figure 1 comprises a first hydraulic line 1, which is connected to the lifting chamber 101 of an actuating cylinder 100, and a second hydraulic line 2, which is connected to the lowering chamber 102 of the same actuating cylinder 100. Both hydraulic lines 1, 2 are connected via a spring-centered, electromagnetically operated 4/3-way

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ventil 3 wechselseitig mit einer Pumpe P und einem Tank 10 verbunden. Die Pumpe P wird von einem Elektromotor M angetrieben. Die vorgenannten Elemente dienen zum Anheben und Absenken beispielsweise eines Schneepflugs mittels dem Stellzylinder 100. Das heißt, wenn das Steuerungsventil 3 aus der in Figur 1 dargestellten Sperrposition nach links verschoben wird, kann Hydraulikfluid in die Hebenkammer 101 des Stellzylinders 100 gepumpt werden, um den Pflug anzuheben. Umgekehrt kann durch Pumpen von Hydraulikfluid in die Senkenkammer 102 des Stellzylinders 100 der Pflug abgesenkt werden, wenn das Steuerungsventil nach rechts verschoben wird. Beim Absenken des Pflugs muß allerdings das einseitig sperrende 2/2-Wegeventil 4 in der Hebenhydraulikleitung 1 aus der in Figur 1 dargestellten Position nach rechts verschoben werden, um einen Hydraulikstrom in Richtung zum Tank 10 zu ermöglichen.valve 3 is alternately connected to a pump P and a tank 10. The pump P is driven by an electric motor M. The aforementioned elements serve to raise and lower, for example, a snow plow by means of the actuating cylinder 100. This means that if the control valve 3 is moved to the left from the blocking position shown in Figure 1, hydraulic fluid can be pumped into the lifting chamber 101 of the actuating cylinder 100 in order to raise the plow. Conversely, by pumping hydraulic fluid into the lowering chamber 102 of the actuating cylinder 100, the plow can be lowered if the control valve is moved to the right. When lowering the plow, however, the one-sided blocking 2/2-way valve 4 in the lifting hydraulic line 1 must be moved from the position shown in Figure 1 to the right in order to enable hydraulic flow in the direction of the tank 10.

Um nun den abgesenkten Pflug in seiner Betriebsposition zu entlasten, damit er nicht mit seinem vollen Eigengewicht auf dem Boden aufliegt, wird das Hydrospeichersystem 5 hinzugeschaltet. Dazu wird einerseits das Sperrventil 8 aktivgeschaltet. Das heißt, durch elektromagnetische Betätigung wird das Sperrventil 8 aus der in Figur 1 dargestellten Position in die andere der beiden möglichen Positionen geschaltet, um das Hydrospeichersystem 5 mit der Hebenhydraulikleitung 1 zu verbinden. Andererseits wird ein einseitig wirkendes Sperrventil 12 aktivgeschaltet. Das heißt, durch elektromagnetische Betätigung wird das Sperrventil 12 in seine Sperrposition gebracht, so daß das Hydrospeichersystem abgesehen von der Verbindung zur Hebenhydrau- likleitung 1 geschlossen ist. Das Sperrventil 12 hat lediglich die Funktion, den Druck im Hydrospeichersystem 5 abzulassen, wenn das Hydrospeichersystem 5 durch Abschalten des Sperrventils 8 von der Hebenhydraulikleitung 1 getrenntIn order to relieve the lowered plow in its operating position so that it does not rest on the ground with its full weight, the hydraulic accumulator system 5 is switched on. To do this, on the one hand, the check valve 8 is activated. This means that the check valve 8 is switched from the position shown in Figure 1 to the other of the two possible positions by electromagnetic actuation in order to connect the hydraulic accumulator system 5 to the lifting hydraulic line 1. On the other hand, a one-way check valve 12 is activated. This means that the check valve 12 is brought into its blocking position by electromagnetic actuation so that the hydraulic accumulator system is closed apart from the connection to the lifting hydraulic line 1. The check valve 12 only has the function of releasing the pressure in the hydraulic accumulator system 5 when the hydraulic accumulator system 5 is separated from the lifting hydraulic line 1 by switching off the check valve 8.

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wird. Auf das Sperrventil 12 und die zugehörige Hydraulikleitung 13 zum Tank 10 kann daher im Bedarfsfall auch verzichtet werden. Schließlich wird auch das Sperrventil 4 in die in Figur 1 dargestellte aktive Stellung geschaltet. Bei aktiviertem Hydrospeichersystem 5 sind somit alle Ventile 4, 8, 12 in ihrer aktiven Stellung, so daß zwischen dem Stellkolben 103 des Stellzylinders 100, dem Rückschlagventil 11 des Sperrventils 4 und dem Rückschlagventil des Sperrventils 12 eine Hydraulikfluidsäule eingespannt ist. Eine Volumenänderung der Hebenkammer 101 des Stellzylinders 100 aufgrund einer Bewegung des Stellkolbens 103 wird dann nur noch von dem Hydrospeicher 6 des Hydrospeichersystems 5 ausgeglichen. Desweiteren wird das Steuerungsventil 3 bei aktiviertem Hydrospeichersystem 5 nach links verschoben, um die Senkenkammer 102 des Stellzylinders 100 mit dem Tank 10 zu verbinden, damit der Stellkolben 103 freie Bewegungen durchfuhren kann.The shut-off valve 12 and the associated hydraulic line 13 to the tank 10 can therefore be dispensed with if necessary. Finally, the shut-off valve 4 is also switched to the active position shown in Figure 1. When the hydraulic accumulator system 5 is activated, all valves 4, 8, 12 are in their active position, so that a hydraulic fluid column is clamped between the actuating piston 103 of the actuating cylinder 100, the check valve 11 of the shut-off valve 4 and the check valve of the shut-off valve 12. A change in the volume of the lifting chamber 101 of the actuating cylinder 100 due to a movement of the actuating piston 103 is then only compensated by the hydraulic accumulator 6 of the hydraulic accumulator system 5. Furthermore, when the hydraulic accumulator system 5 is activated, the control valve 3 is moved to the left in order to connect the lowering chamber 102 of the actuating cylinder 100 to the tank 10 so that the actuating piston 103 can perform free movements.

Im Hydrospeichersystem 5 ist desweiteren ein Druckbegrenzungsventil 9 vorgesehen, welches, anders als im Stand der Technik gemäß Figur 2, nicht zur Einstellung eines Drucksollwertes dient, sondern lediglich die Funktion eines Sicherheitsventils übernimmt. Denn Hydrospeicher sind Energieträger mit unter Druck stehenden Gasen, die explodieren können und deshalb mit Sicherheitsventilen und Not-Einrichtungen versehen werden müssen. Das Druckbegrenzungsventil 9 gemäß Figur 1 ist daher auf einen Druckwert eingestellt, der weit über dem üblichen Arbeitsdruck, nämlich dem zulässigen Maximaldruck des Hydrospeichers 6The hydraulic accumulator system 5 also includes a pressure relief valve 9 which, unlike the prior art according to Figure 2, is not used to set a pressure target value but merely performs the function of a safety valve. This is because hydraulic accumulators are energy sources with gases under pressure that can explode and therefore have to be equipped with safety valves and emergency devices. The pressure relief valve 9 according to Figure 1 is therefore set to a pressure value that is far above the usual working pressure, namely the permissible maximum pressure of the hydraulic accumulator 6.

25~ liegt.25~.

Der Hydrospeicher 6 ist vorzugsweise als Membranspeicher ausgebildet, der beispielsweise einen Inhalt von 1,4 Liter besitzt und für einen normalen Arbeitsdruckbereich von 45 bar bis 140 bar ausgelegt ist, wobei derThe hydraulic accumulator 6 is preferably designed as a diaphragm accumulator, which has, for example, a capacity of 1.4 litres and is designed for a normal working pressure range of 45 bar to 140 bar, whereby the

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maximal zulässige Druck, auf den das Sicherheitsdruckbegrenzungsventil 9 eingestellt ist, weit über diesem Arbeitsbereich liegt.The maximum permissible pressure to which the safety pressure relief valve 9 is set is far above this working range.

Der gewünschte Solldruck im aktivierten Hydrospeichersystem 5 wird mittels dem Elektromotor M und der Pumpe P über die Hydraulikhebenleitung 1 aufgebaut. Bei hohen Solldruckwerten von beispielsweise 80 bar kann dieser Druck relativ problemlos exakt erreicht werden. Der Druckaufbau erfolgt allerdings im unteren Druckbereich so schnell, daß ein niedrigerer Solldruck von beispielsweise nur 50 bar auf diese Weise nicht mehr exakt eingestellt werden kann. Daher ist das Regelungssystem des Hydrauliksystems so programmiert, daß der Solldruck von einem höheren Druck ausgehend eingeregelt wird. Dazu wird mittels dem Elektromotor M und der Pumpe P zunächst ein über dem Solldruck liegender Druck in der Hebenhydraulikleitung aufgebaut, das Steuerungsventil 3 wird anschließend in die rechte Position verschoben, um die Hebenhydraulikleitung 1 mit dem Tank 10 zu verbinden, und dann wird das Sperrventil 4 kurzzeitig betätigt, bis der Druck in der Hebenhydraulikleitung 1 und dem daran angeschlossenen Hydrospeichersystem 5 den gewünschten Solldruck erreicht hat. Dieselbe Einregelung ausgehend von einem höheren Druck auf den gewünschten Solldruck kann auch unmittelbar beim Absenken des Pflugs erfolgen. Die einseitig wirkenden, einstellbaren Drosseln 14 in den beiden Hydraulikleitungen 1, 2 dienen dabei der Verhinderung eines Aufschwingens des Systems.The desired target pressure in the activated hydraulic accumulator system 5 is built up by means of the electric motor M and the pump P via the hydraulic lifting line 1. At high target pressure values of, for example, 80 bar, this pressure can be achieved precisely with relative ease. However, the pressure builds up so quickly in the lower pressure range that a lower target pressure of, for example, only 50 bar can no longer be set precisely in this way. The control system of the hydraulic system is therefore programmed so that the target pressure is regulated starting from a higher pressure. To do this, a pressure above the target pressure is first built up in the lifting hydraulic line using the electric motor M and the pump P, the control valve 3 is then moved to the right position to connect the lifting hydraulic line 1 to the tank 10, and then the shut-off valve 4 is briefly actuated until the pressure in the lifting hydraulic line 1 and the hydraulic accumulator system 5 connected to it has reached the desired target pressure. The same adjustment, starting from a higher pressure to the desired target pressure, can also be carried out immediately when lowering the plough. The one-sided, adjustable throttles 14 in the two hydraulic lines 1, 2 serve to prevent the system from oscillating.

Um nun zu verhindern, daß beim Überfahren von Bodenwellen oder Bodensenken und entsprechendes Anheben bzw. Absenken des Pflugs ständig Hydraulikfluid abgelassen oder nachgepumpt werden muß, ist ein elektronischer Druckschalter 15 vorgesehen, der einen Toleranzbereich p2 < Ps < Pi um den gewünschten Solldruck ps definiert. Nur wenn derIn order to prevent hydraulic fluid from having to be constantly drained or pumped when driving over bumps or depressions and raising or lowering the plough, an electronic pressure switch 15 is provided which defines a tolerance range p 2 < Ps < Pi around the desired target pressure p s . Only when the

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Druck &rgr; in der Hebenhydraulikleitung 1 unter den unteren Toleranzwert p2 absinkt oder über den oberen Toleranzwert p, steigt, wird Hydraulikfluid nachgepumpt bzw. abgelassen. Vorzugsweise wird der Druck &rgr; dann wieder auf den Solldruck ps eingeregelt.
5If pressure ρ in the lifting hydraulic line 1 falls below the lower tolerance value p 2 or rises above the upper tolerance value p 1 , hydraulic fluid is pumped in or drained. Preferably, the pressure ρ is then adjusted back to the target pressure p s .
5

Das Einregeln des in dem System herrschenden Drucks &rgr; auf einen Solldruckwert ps, der zwischen den oberen und unteren Toleranzwerten p, bzw. p2 liegt, hat den Vorteil, daß der die Pumpe treibende Elektromotor nur benötigt wird, wenn der Druck &rgr; unter den unteren Toleranzwert P2 absinkt. Dadurch wird die den Elektromotor treibende Batterie geschont. Innerhalb dieses Toleranzbereichs werden die mit den Druckschwankungen einhergehenden Hydraulikfluidströme vom Hydrospeicher 6 absorbiert.Regulating the pressure ρ prevailing in the system to a target pressure value p s which lies between the upper and lower tolerance values p 1 or p 2 has the advantage that the electric motor driving the pump is only required when the pressure ρ drops below the lower tolerance value P 2 . This protects the battery driving the electric motor. Within this tolerance range, the hydraulic fluid flows associated with the pressure fluctuations are absorbed by the hydraulic accumulator 6.

Vorzugsweise wird der Druck &rgr; im System als zeitlicher Druckmittelwert gemessen. Dies ist in Figur 1 durch ein langsam wirkendes Manometer 7 dargestellt. Gemäß der bevorzugten Ausfühningsform erfolgt die zeitliche Druckmittelwertbildung allerdings durch einen Computer, damit die SoUdruckemregelung ohne Zeitverzögerung anhand des zum jeweiligen Zeitpunkt konkret vorherrschenden Momentandrucks erfolgen kann. Erst nach der Einregelung auf den Solldruck ps wird auf die computergesteuerte Druckmittelwertbildung umgestellt.Preferably, the pressure ρ in the system is measured as a time-average pressure value. This is shown in Figure 1 by a slow-acting manometer 7. According to the preferred embodiment, however, the time-average pressure value is calculated by a computer so that the target pressure can be regulated without a time delay based on the actual instantaneous pressure prevailing at the time in question. Only after regulation to the target pressure p s is the computer-controlled pressure averaging carried out.

Die Druckmittelwertbildung hat den Vorteil, daß extreme Bodenunebenheiten nicht unmittelbar zu einem Nachfördern oder Ablassen des Hydrauliköls führen, wodurch der Elektromotor und damit die den Elektromotor antreibende Batterie zusätzlich geschont werden.The pressure averaging has the advantage that extreme ground unevenness does not immediately lead to the hydraulic oil being pumped out or drained, which additionally protects the electric motor and thus the battery that drives the electric motor.

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Das Hydrauliksystem und insbesondere die Ventile 4, 8, 12 zur Aktivierung des Hydrospeichersystems und zur Steuerung des Drucks bei aktiviertem Hydrospeichersystem werden mittels einer elektronischen Steuer- und Regelungseinrichtung gesteuert. Die Ventile sind daher jeweils als Magnetventile ausgeführt.The hydraulic system and in particular the valves 4, 8, 12 for activating the hydraulic accumulator system and for controlling the pressure when the hydraulic accumulator system is activated are controlled by means of an electronic control and regulating device. The valves are therefore each designed as solenoid valves.

Da die technischen Zusammenhänge des Gegendruckaufbaus in der Hebenkammer zum Zwecke der Pflugentlastung für den Bediener nicht unbedingt verständlich sind, sieht eine Bedienungsvariante eine schrittweise Verstellmöglichkeit des Gegendrucks anstelle einer kontinuierlichen Verstellmöglichkeit vor. Demnach hat der Bediener die Wahl zwischen drei Entlastungseinstellungen, nämlich "minimaler Entlastung", "mittlerer Entlastung" und "maximaler Entlastung". Die minimale Entlastung entspricht annähernd der Schwimmstellung des Pflugs, wohingegen die mittlere Pflugentlastung beispielsweise einem verbleibenden Pfluggewicht von 400 kg und die maximale Pflugentlastung einem verbleibenden Pfluggewicht von 300 kg entspricht. Selbstverständlich sind diese Werte je nach verwendetem Pflug oder sonstigen Anbaugerät einstellbar und veränderbar.Since the technical relationships of the counterpressure build-up in the lifting chamber for the purpose of relieving the load on the plow are not necessarily understandable for the operator, one operating variant provides a step-by-step adjustment of the counterpressure instead of a continuous adjustment. The operator can therefore choose between three relief settings, namely "minimal relief", "medium relief" and "maximum relief". The minimum relief corresponds approximately to the floating position of the plow, whereas the medium plow relief corresponds, for example, to a remaining plow weight of 400 kg and the maximum plow relief corresponds to a remaining plow weight of 300 kg. Of course, these values can be adjusted and changed depending on the plow or other attachment used.

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NeuanmeldungNew registration ElektromotorElectric motor II K 52 JK 52 J Pumpepump 330/7330/7 DruckPressure BezugsziffernlisteList of reference numbers SolldruckTarget pressure MM oberer Toleranzdruckwertupper tolerance pressure value PP unterer Toleranzdruckwertlower tolerance pressure value PP erste Hydraulikleitung; Hebenhydraulikleitungfirst hydraulic line; lifting hydraulic line PsP.S. zweite Hydraulikleitung; Senkenhydraulikleitungsecond hydraulic line; lowering hydraulic line Pipi SteuerungsventileinrichtungControl valve device ViVi Sperrventileinrichtung; 4/3-WegeventilShut-off valve device; 4/3-way valve 11 HydrospeichersystemHydro storage system 22 HydrospeicherHydro accumulator 33 Druckmeßeinrichtung; Manometerpressure measuring device; manometer 44 SperrventilShut-off valve 55 DruckbegrenzungsventilPressure relief valve 66 Tanktank 77 Rückschlagventilcheck valve 88th SperrventilShut-off valve 99 Hydraulikleitung des Sperrventils 12Hydraulic line of the shut-off valve 12 1010 Einseitig wirkende DrosselSingle-acting throttle 1111 Elektrischer DruckschalterElectric pressure switch 1212 StellzylinderActuating cylinder 03.09.1 11:36
&bull; · 03.09.1 11:36
· 1313 HebenkammerLifting chamber &bull; ··
&bull; ··
&bull; » · · ·&bull; » · · · 1414 SenkenkammerSink chamber 1515 StellkolbenAdjusting piston 100100 101101 &bull; · ··« · · · · · · · ··· · ·· ·&bull; · ··« · · · · · · ··· · ·· ·
··· ···· · ··&diams;· · · · · ···· ···· · ··&diams;· · · · · · 102102 103103

Claims (17)

1. Hydrauliksystem zum Anschluß an einen Stellzylinder (100) zur Eigengewichtsentlastung von sich dynamisch vertikal bewegenden Anbaugeräten, insbesondere Schneepflug, umfassend - eine Hydraulikleitung (1) zum Anschluß des Hydrauliksystems an eine Hebenkammer (101) des Stellzylinders (100), - eine Steuerungsventileinrichtung (3) zum Verbinden der Hydraulikleitung (1) mit einer Pumpe (P) und einem Tank (10), - eine Sperrventileinrichtung (4) in der Hydraulikleitung (1), mittels welcher der Rückfluß aus der Hebenkammer (101) sperrbar ist, - ein Hydrospeichersystem (5), welches zwischen der Sperrventileinrichtung (4) und der Hebenkammer (101) an die Hydraulikleitung (1) angeschlossen ist und einen Hydraulikspeicher (6) besitzt, - eine Druckmeßeinrichtung (7) zum Messen eines auf die Hebenkammer (101) wirkenden Drucks (p) im Hydrauliksystem, gekennzeichnet durch eine elektronische Regelungseinrichtung zum Einregeln des Drucks (p) auf einen Solldruck (ps), wobei die Regelungseinrichtung desweiteren dafür sorgt, daß der Druck (p), wenn sich der Druck aus einem vorgegebenen Toleranzdruckbereich (p1, p2) um den Solldruck (ps) herausbewegt, so erhöht oder erniedrigt wird, daß der Druck wieder in den Toleranzdruckbereich zurückgeführt wird. 1. Hydraulic system for connection to an actuating cylinder ( 100 ) for weight relief of dynamically vertically moving attachments, in particular snow ploughs, comprising - a hydraulic line ( 1 ) for connecting the hydraulic system to a lifting chamber ( 101 ) of the actuating cylinder ( 100 ), - a control valve device ( 3 ) for connecting the hydraulic line ( 1 ) to a pump (P) and a tank ( 10 ), - a shut-off valve device ( 4 ) in the hydraulic line ( 1 ), by means of which the return flow from the lifting chamber ( 101 ) can be blocked, - a hydraulic accumulator system ( 5 ) which is connected to the hydraulic line ( 1 ) between the check valve device ( 4 ) and the lifting chamber ( 101 ) and has a hydraulic accumulator ( 6 ), - a pressure measuring device ( 7 ) for measuring a pressure (p) in the hydraulic system acting on the lifting chamber ( 101 ), characterized by an electronic control device for adjusting the pressure (p) to a target pressure (p s ), the control device further ensuring that the pressure (p), when the pressure moves out of a predetermined tolerance pressure range (p 1 , p 2 ) by the target pressure (p s ), is increased or decreased such that the pressure is returned to the tolerance pressure range. 2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei die Regelungseinrichtung einen sich aus dem Toleranzbereich herausbewegenden Druck (p) auf den Solldruck (ps) zurückführt. 2. Hydraulic system according to claim 1, wherein the control device returns a pressure (p) moving out of the tolerance range to the target pressure (p s ). 3. Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Regeleinrichtung einen elektronischen Druckschalter (15) umfaßt. 3. Hydraulic system according to claim 1 or 2, wherein the control device comprises an electronic pressure switch ( 15 ). 4. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der von der Druckmeßeinrichtung gemessene Druck (p) ein zeitlich gemittelter Wert ist, außer gegebenenfalls während der Sollwerteinregelung, bei welcher als Druckmeßwert der momentan herrschende Druck berücksichtigt wird. 4. Hydraulic system according to one of claims 1 to 3, wherein the pressure (p) measured by the pressure measuring device is a time-averaged value, except possibly during the setpoint adjustment, in which the currently prevailing pressure is taken into account as the pressure measurement value. 5. Hydrauliksystem nach Anspruch 4, wobei die Regelungseinrichtung bei der Sollwerteinregelung den momentan herrschenden Druck berücksichtigt. 5. Hydraulic system according to claim 4, wherein the control device takes into account the currently prevailing pressure when adjusting the setpoint. 6. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zur Verminderung des Drucks (p) die Sperrventileinrichtung (4) kurzzeitig geöffnet wird. 6. Hydraulic system according to one of claims 1 to 5, wherein the shut-off valve device ( 4 ) is briefly opened to reduce the pressure (p). 7. Hydrauliksystem nach Anspruch 6, wobei die Sperrventileinrichtung (4) ein elektrisch zuschaltbares Rückschlagventil ist. 7. Hydraulic system according to claim 6, wherein the shut-off valve device ( 4 ) is an electrically switchable check valve. 8. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer weiteren Hydraulikleitung (13) zum Verbinden des Hydrospeichersystems (5) mit einem Tank (10). 8. Hydraulic system according to one of claims 1 to 7 with a further hydraulic line ( 13 ) for connecting the hydraulic storage system ( 5 ) to a tank ( 10 ). 9. Hydrauliksystem nach Anspruch 8 mit einer weiteren Sperrventileinrichtung (12) in der weiteren Hydraulikleitung (13). 9. Hydraulic system according to claim 8 with a further shut-off valve device ( 12 ) in the further hydraulic line ( 13 ). 10. Hydrauliksystem nach Anspruch 9 mit einem Sicherheitsdruckbegrenzungsventil (9) zur Umgehung der weiteren Sperrventileinrichtung (12). 10. Hydraulic system according to claim 9 with a safety pressure relief valve ( 9 ) for bypassing the further shut-off valve device ( 12 ). 11. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einer einseitig wirkenden, einstellbaren Strömungsdrossel (14) in der Heben- und/ oder Senkenhydraulikleitung (1, 2). 11. Hydraulic system according to one of claims 1 to 10 with a one-sided, adjustable flow throttle ( 14 ) in the lifting and/or lowering hydraulic line ( 1 , 2 ). 12. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit einem elektrisch gesteuerten Sperrventil (8) zum Trennen des Hydrospeichersystems (5) von der Hydraulikleitung (1). 12. Hydraulic system according to one of claims 1 to 11 with an electrically controlled shut-off valve ( 8 ) for separating the hydraulic accumulator system ( 5 ) from the hydraulic line ( 1 ). 13. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Sperrventileinrichtung bzw. Sperrventileinrichtungen (4, 8, 12) als Sitzventile ausgeführt sind. 13. Hydraulic system according to one of claims 1 to 12, wherein the check valve device or check valve devices ( 4 , 8 , 12 ) are designed as seat valves. 14. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die genannte Hydraulikpumpe (P) und/oder der genannte Tank (10) Bestandteil des Hydrauliksystems sind. 14. Hydraulic system according to one of claims 1 to 13, wherein said hydraulic pump (P) and/or said tank ( 10 ) are part of the hydraulic system. 15. Hydrauliksystem nach Anspruch 14, wobei die Hydraulikpumpe (P) eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe ist. 15. Hydraulic system according to claim 14, wherein the hydraulic pump (P) is an electrically driven hydraulic pump. 16. Fahrzeug mit Anbaugerät und mit einem Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Gewichtsentlastung des Anbaugeräts. 16. Vehicle with attachment and with a hydraulic system according to one of claims 1 to 15 for weight relief of the attachment. 17. Fahrzeug nach Anspruch 16 als Winterdienstfahrzeug mit Schneepflug als Anbaugerät. 17. Vehicle according to claim 16 as a winter service vehicle with a snow plow as an attachment.
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