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Lade- oder Planiergerat Die Erfindung betrifft ein Lade- oder Pianiergerät,
dessen Werkzeuge Uber hydraulische Zylinder betätigt werden. Es ist bekannt, bei
solchen Geräten die Steuerung des Ölstromes zu den Verbrauchern, d.h., den Hydraulikzylindern,
mit Hilfe von Steuergeräten vorzunehmen. Hierbei werden üblicherweise Pumpen verwendet,
wobei bei sogenannten Flachbaggern im allgemeinen nur Zahnradpumpen Verwendung finden,
deren Arbeitsdruck etwa 150 - 180 bar (ate) betragt. Dabei fördern derartige Zahnradpumpen
jeweils die volle Fördermenge bei maximaler Motordrehzahl.
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Wird bei der Steuerung ein Auf/Zu-Ventil verwendet, so schalten die
angeschlossenen hydraulischen Arbeitszylinder schlagartig auf volle Ar -beitsgeschwindigkeit,
was im Betrieb zu erheblichen Unzutraglichkeiten führt. Deshalb ist man dazu Ubergegangen,
bei den Steuergeräten eine Feinsteuerungskante im Steuerschieber anzuordnen. Daraus
ergibt sich allerdings die Notwendigkeit, während des Betriebes solcher Steuergeräte
eine be -stimmte Ölmenge aus dem Ölkreislauf auszuschalten. Der Nachteil dabei ist
der, daß einmal eine erhebliche Erwärmung eintritt und zweitens der gewünscht
Arbeitsdruck
nicht erreicht werden kann. Alle Bemühungen, diese Feinsteuerung über einen längeren
Weg hinweg wirksam werden zu lassen, sind bisher ohne Erfolg geblieben. Demgegenüber
ist es Aufgabe der Erfindung, bei Lade- oder Planiergeräten, insbesondere bei Flach
-baggern, die M6glichkeit zu schaffen, die jeweiligen Werkzeuge über die Hydraulikzylinder
mit vollem Pumpendruck zum Einsatz zu bringen und über den gesamten Steuerweg ein
gleichmäßiges Ansteigen der Fördermenge sicherzustellen.
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Dieses wird erfindungsgemdß dadurch erreicht, daß in den die hydrau
-tischen Arbeitszylinder beaufschlagenden hydraulischen Stromkreis eine nach beiden
Seiten hin verstellbare mengenregulierende Hydrokolbenverstellpumpe Taumelscheibenpumpe
eingeschaltet ist. Vorzugsweise ist in den hydraulischen Stromkreis zwischen die
hydraulische Kolbenverstellpumpe und die jeweiligen Arbeitszylinder für Heben und
Senken, Ein-und Auskippen bzw. Tilten und Heckgerätebetätigung ein magnethydraulisches
Steuerungsventil zum Umschalten des Gerötes auf den einen oder anderen Arbeitszylinder
bzw. Arbei tszyl indergruppe eingeschaltet.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin,
daß die zur Anwendung gelangende Taumelscheibenpumpe sowohl nach der einen als auch
nach der anderen Richtung hin verstellbar ist. Dadurch können Steuergeräte zum Umschalten,
wie sie bei den bisherigen Anlagen benötigt wurden, in Fortfall kommen.
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Ein weiteres wesentliches Erfindungsmerkmal besteht darin,daß zur
Ermöglichung einer Schwimmstellung (Freigahg) für die am Lade- oder Planiergerät
vorgesehene Schaufel4* das Planierschild die beizen Arbeitszylinderseiten kurzgeschlossen
sind und in diese Kurzschlußleitung ein weiteres magnethydraulisches Steuergerät,
beispielsweise in Form eines Wegeventils, eingeschaltet ist.
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Zweckmäßig ist das Steuerger7Gußer an die Kurzschlußleitung noch an
den Ölkreislauf und an die zum Vorratsbehälter führende Saugleitung angeschlossen.
Daraus ergibt sich die Möglichkeit, die Unterschiede in der Ölmenge auf den beiden
Kolbenseiten des hydraulischen Arbeitszylinders auszugleichen.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung ergeben sich gegenüber der Bauweise
mit Zahnradpumpen und Steuergerät folgende Vorteile : - Feinsteuerung von 0 bis
zur vollen Fördermenge mit der Ver -stellpumpe und der Servowirkung durch Handsteuerung.
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- Umkehr der Ölförderung ohne Änderung der Pumpendrehrichtung.
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- Keine Ölförderung wenn die Pumpe in 0-Stellung und eine Gerötbewegung
nicht erforderlich ist, daher geringe Ölerwärmung.
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- Höherer Arbeitsdruck, daher kleinere Zylinderdurchmesser, kleinere
Le itungs-lnnendurchmesser, kleinere Schaltventile und Druckbegrenzungsventi le.
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- Niedrige Senk-, Ein- und Auskippzeiten.
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- Pumpe und Hydraulikbehölter für Lader und Planiermaschine gleich.
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- Anbau und Lauf der Pumpe ohne Montage des Hydraulikbehalters möglich.
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- Leistungsregelung möglich, indem z.B. die Fördermenge und der Druck
auf 85 % der Motorleistung ausgelegt werden und im Einsatz
bei Erreichen
von 70 % der Motorleistung die Fördermenge oder der Druck auf 70 % der Motorleistung
heruntergeregelt werden.
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Der Erfindungsgedanke, der die verschiedensten konstruktiven Ausführungsmöglichkeiten
zuläßt, ist in einigen Ausführungsformen in der anliegenden Zeichnung wiedergegeben,
und zwar zeigen : Fig. 1 ein Schaltschema des hydraulischen Stromkreises in An -wendung
für ein Lade- und Planiergerät Fig. 2 und 3 die Betätigungseinrichtung für die Steuerung
der Pumpe und der vorgeschalteten Magnetwegeventile und Fig. 4 eine Draufsicht auf
die bei der Betätigungseinrichtung verwendeten Schaltkulisse.
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Bei der Anwendung gemäß Fig. 1 ist ein Ölvorratsbehälter 1 über die
Saugleitung 2 an eine Verteilerleitung 3, 3' angeschlossen, die nach den beiden
Seiten einer an sich bekannten Taumeischeibenpumpe 4 führen. Dabei sind in die Leitungen
3 und 3' die Ruckschlagventile 5, 5' eingeschaltet.
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Andererseits ist die Saugleitung 2 über eine Leitung 2' mit einem
angeschlossenen Rückschlagventil 6 an die Rücklaufleitung 7 angeschlossen, in welcher
ein Rückschlagventil 8 liegt. Die Leitung 7 führt über einen Filter 9 hinweg zum
Vorrntsbehölter 1.
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FUr das Ein- und Auskippen der nicht dargestellten Ladeschaufel bzw.
das Tilten des Planierschildes sind zueinander parallel geschaltete Hydraulik -zylinder
10, 10' vorgesehen, wobei beim Tilten der eine der beiden Hydraulikzylinder in Fortfall
kommen kann. Andererseits sind für das Heben und
Senken der jeweiligen
Werkzeuge weitere Hydraulikzylinder 11, 11' und für die Betätigung der Heckgeräte
ein oder mehrere weitere Hydraulikzylinder 12 vorgesehen. Alle Zylinder sind über
Hydraulikleitungen 13, 13', 14, 14', und 15, 15' mit einem elektrohydraulischen
Wege -ventil 16 verbunden.
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Der in diesem Ventil enthaltene Steuerschieber wird auf elektrohydraulischem
Wege in an sich bekannter Weise in die verschiedenen Steuerstellungen gebracht.
Selbstverständlich muß das Ventil 16 auf der Eingangsseite an die Pumpe 4 bzw. den
Ölvorratsbeholter 1 angeschlossen sein. Dieser Anschluß erfolgt über die Leitungen
17, 17' , die, wie gezeigt, an die zur Pumpe führende Leitung 3' bzw. 3 herangeführt
sind.
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In das Leitungssystem ist über die Überdruckventile 18, 18' und ein
Druckbegrenzungsventil 19 eine Leitung 20 angeschlossen, die zu dem Rücklauf 7 führt,
so daß bei Erreichung der Endstellung der Arbeitszylinder in den einzelnen Hydraulikkolben
die geförderte Ölmenge in den Vorratsbehälter 1 zurückgeführt wird. Für die Rückführung
der sich auf den beiden Kolbenseiten in den jeweiligen Hydraulikzylindern ergebende
überschüssige Differenzölmenge sind an die Leitungen 17, 17' Rücklaufleitungen 21,
21' über entsperrbare Rückschlagventile 22, 22' an die zum Behälter 1 führende Leitung
7 angeschlossen. Die Entsperrung der Ventile 22, 22' erfolgt über die gestrichelt
eingezeichneten Steuerleitungen 23, 23'.
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Schließlich ist an die beiden Hydraulikzylinder 11, 11' für Heben
und Senken über die Leitungen 24, 24; ein weiteres elektrohydraulisch betdtigtes
Wegeventil 25 angeschlossen, welches andererseits über eine Leitung 26 mit dem Ölrücklauf
7 verbunden ist. Das Ventil 25 schließt in Normalstellung den RUcklauf 26, 7 ab.
Bei seiner Betätigung jedoch erfolgt
ein Kurzschluß zwischen den
beiden Kolbenseiten der Hydraulikzylinder 11, 11' durch Untereinanderverbinden der
Leitungen 14, 14.
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Um die Beibehaltung der Schwimmstellung zu erreichen, ist in dieser
Ventilstellung das Ventil über die Leitung 26 an die Rücklaufleitung 7 bzw. an die
Saugleitung 2' angeschlossen.
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Für die Umsteuerung der Wegeventile 16 und 25 sind in einem elektrischen
Stromkreis eingeschaltete Elektromagnete 27, 28, 29 vorgesehen, die bei ihrer Einschaltung
den Steuerschieber des Wegeventils verschieben.
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Für die Betätigung der Steuerung der Pumpe 4 und der.elektrohydraulisch
betätigten Wegeventile 16 und 25 ist die in den Fig. 2 bis 4 in verschiedenen Arbeitsstellungen
wiedergegebene Betötigungsein -richtung vorgesehen.
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Die Hydraulikkolbenverstellpumpe 4 (Taumelscheibenpumpe) wird über
das Ritzel 30 vom Motor aus in geeigneter Weise angetrieben.
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Ihre Verstellung erfolgt über eine Kurbel 31, die aus der Mittelstellung
" Null " ( Nullförderung ) gegen die Anschläge 32 bzw. 33 einstellbar ist. Am Anschlag
32 (Stellung VH ) erfolgt die Förderung der vollen Fördermenge beispielsweise im
Sinn des Hebens. Am Anschlag 33 dagegen (Stellung V ) erfolgt die Förderung der
vollen Menge im entgegengesetzten Sinn, beispielsweise zum Zwecke des Senkens.
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In das Betätigungsgestänge 34, 35 der Kurbel 31 ist ein federnder
Längenausgleich eingeschaltet, der im wesentlichen aus einem Zylinder 36 mit Anschlagen
37 und 38 an der Stange 34 und einem Anschlag 39 an der in den Zylinder 36 hineinreichenden
Stange 35 besteht, wobei zwischen die Anschläge 37 und 39 eine Druckfeder 40 eingeschaltet
ist.
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Das Gestänge 34, 35 führt zu einem Winkelhebel 41, der auf einer Achse
in einem ortfesten Lager 43 lagert. In einer an dem Winkelhebel 41 vorgesehenen
Gabel 44 lagert auf einer Drehachse 45 der eigentliche Stellhebel 46, der sich in
einer Kulissenscheibe 47 führt.
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Diese Kulissenscheibe 47 hat zueinander parallelverlaufende Füh -rungen
48, 49 und 50, die untereinander durch eine in der strichpunktiert eingezeichneten
neutralen Ebene liegende Schlitzführung 51 verbunden sind. Über die Schlitzführung
51 ist der Stellhebel 46 wahlweise in die eine oder andere Führung 48, 49 oder 50
einlegbar.
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Die Bewegungen des Stellhebels 46 werden über den Winkelhebel 41 und
das Gestänge 34, 35 auf die Stellkurbel 31 der Pumpe 4 über -tragen.
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Die mittlere Führung 49 der Schaltkulisse 47 ist für Heben und Senken
der Ladeschaufel bzw. des Planierschildes vorgesehen,wo -bei bei einer Bedienung
in Richtung des Pfeiles a das Heben eingeleitet wird und bei einer Bedienung in
Richtung des Pfeiles b das Senken erfolgt. Die weiteren Führungen 48 und 50 sind
beispielsweise das Ein- und Auskippen der Schaufel oder das Tilten des Planierschildes
bzw. für die Betätigung der angeschlossenen Heckgeröte vorgesehen.
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Zusätzlich hat aber der Stellhebel 46 noch die Aufgabe, die für die
Betätigung der Magnetventile 27, 28 und 29 vorgesehenen Schalter zu bedienen. Solche
Schalter 52, 53, 54 und 55 sind beispielsweise auf allen Seiten des Stellhebels
46 unterhalb der Schaltkulisse 47 vorgesehen, wobei für die Betätigung der beiden
Schalter 54 und 55 auf dem Stellhebel 46 ein sich nach beiden Seiten erstreckender
Anschlag
56 angeordnet ist. Die beiden Schalter 52 und 53 sind für das Ein- und Ausschalten
des Magnetventiles 29 vorgesehen, welches das Wegeventil 25 in die der Schwimmstellung
des Gerates entsprechende Lage bringt oder wieder zurückführt.
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Die beiden Schalter 54 und 55 sind jeweils den Magnetventilen 27 bzw.
28 des Wegeventiles 16 zugeordnet.
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Wie aus Fig. 4 erkennbar ist, befindet sich der Stellhebel 46 zunachst
in einer neutralen Mittelstellung. Die dieser Mittelstellung gegenüberliegende Führung
49 ist in Richtung des Pfeiles b um ein gewisses Maß verlangert. Diese Verlängerung
erlaubt es, daß beim Einlegen des Stellhebels 46 in die Stellung auf'Senken'die
Stellkurbel 31 für die Pumpe 4 sich zunächst an den Anschlag 33 anlegt. Bei der
weiteren Betatigung, die durch die Feder 40 er -möglicht wird, erfolgt eine Bestätigung
des Schalters 52, der den Magnetschalter 29 in dem Sinn bestätigt, daß für das Gerat
die Schwimmstellung eingeschaltet wird. Diese Stellung bleibt auch noch erhalten,
wenn der Stellhebel 46 wieder in seine neuetrale Stellung zurückgeführt wird. Erst
beim Hinausgehen über diese Neutrnktellung in Stellung ' Heben ' trifft der Stellhebel
46 auf den Schalter 53, der das Magnetventil 29 umschaltet, so daß die Schwimmstellung
aufgegeben wird.
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Um ein Ein- und Auskippen der Ladeschaufel oder ein Tilten des Planierschildes
zu ermöglichen, ist ein Einlegen des Stellhebels 46 in die Kulissenführung 48 erforderlich,
dabei wird der Schalter 54 betätigt, welcher das Magnetventil 27 in dem Sinn steuert,
daß der Steuerschieber des Wegeventiles 16 von der ' Heben /Senken ' -Stellung übergeführt
wird in die Stellung, in welcher die Hydraulik-
!Zylinder für das
Ein- und Auskippen des Gerätes bzw. Tilten des Planierschiidesan den Hydraulikstromkreis
angeschlossen sind.
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Solange der Stellhebel 46 sich im Bereich der Führung 48 befindet,
bleibt diese Stellung des Schalters 54 bzw. des Wegeventiles 16 erhalten, so daß
durch Hin- und Herführen des Stellhebels 46 in der Kulissenführung 48 die Kipp-
oder Tiltbewegung nach der einen oder anderen Seite hin eingeleitet werden kann.
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Sollen dagegen die Heckgeräte betätigt werden, so ist der Stellhebel
46 über die Schlitzführung 51 in die Kulissenführung einzulegen. Dadurch wird der
Schalter 54 wieder freigegeben und der Schalter 55 betatigt, welcher über das Magnetventil
58 den Steuerschieber des Wegeventiles 16 in die Stellung bringt, in der die Hydraulikzylinder
12 für die Heckgeratebetatigung an den hydraulischen Stromkreis angeschlossen sind.
Auch in dieser Stellung kann durch Hin- und Herbewegen des Stellhebels 46 in der
Kulissenführung 50 die Bewegung der angeschlossenen Heckgeräte in der einen oder
anderen Richtung eingeleitet werden.