DE2061176A1 - Control device for the working tools of earth moving machines - Google Patents
Control device for the working tools of earth moving machinesInfo
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Description
tiiiua,.! 11. Dezember 1970 8 Mönchen 5, tiiiua,.! December 11, 1970 8 monks 5,
s* λ\ r* t Erhardtetraße It TLlZ s * λ \ r * t Erhardtetraße It TLlZ
. L-ati V. *<oepke Telefon 2406 75 D-9074 . L-ati V. * <oepke Telephone 2406 75 D-9074
International Harvester Company 401, North Michigan Avenue Chicago, Illinois 60611 (V.St.A.)International Harvester Company 401, North Michigan Avenue Chicago, Illinois 60611 (V.St.A.)
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für die Arbeitswerkzeuge von Erdbewegungsmaschinen, ins= besondere von Schaufel- oder Löffelbaggern, mit in min» destens einer Ebene hydraulisch verschwenkbarem Aushebe" gestänge und hydraulisch kippbarem Arbeitswerkzeug.The invention relates to a control device for the work tools of earth moving machines, ins = particular of shovel or backhoe excavators, with a hydraulically pivotable lift in at least one level " linkage and hydraulically tiltable work tool.
Das Aushebegestänge derartiger Erdbewegungsmaschinen besteht im allgemeinen aus einem Auslegeram und einem Stiel, an dem das eigentliche Arbeitswerkzeug, beispiels* weise eine Baggerschaufel oder ein Baggerlöffel kippbar angelenkt ist. Der Auslegerarm ist üblicherweise üb eine vertikale Achse innerhalb einer kreissektorförmigen hori= zontalen Ebene schwenkbar. Das Arbeitswerkzeug kann dar* über hinaus durch Vor- und Zurückklappen von Auslegerarm und Stiel in einer vertikalen Ebene vor- und zurückbewegt werden, indem beispielsweise beim Schürfen von Erdreich das Arbeitswerkzeug weit vorn vor dem Fahrzeug in den Boden eingesetzt wird und die Baggerschaufel durch Zu* rückklappen des Aushebegestänges in Richtung auf das Fahrzeug bewegt wird, wodurch sich die Schaufel Mit Erdreich füllt.The excavation linkage of such earth moving machines generally consists of a boom and a Handle on which the actual working tool, for example * wise an excavator shovel or an excavator bucket tiltable is hinged. The cantilever arm is usually about a vertical axis pivotable within a sector-shaped horizontal horizontal plane. The work tool can represent * moved back and forth in a vertical plane by folding the boom and stick back and forth be, for example when digging the ground, the work tool in front of the vehicle in the Soil is used and the excavator shovel by folding back the lifting rod in the direction of the Vehicle is moved, causing the shovel to fill with soil.
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Aushebegestänge und Arbeitswerkzeug werden normalerweise durch hydraulische Motoren und Hydraulikzylinder betätigt. Zum Verschwenken des Aushebegestänges in der horizontalen Ebene i3t ein hydraulischer Motor mit vertikal stehender Antriebswelle erforderlich. Um das Aushebegestänge in der vertikalen Ebene zu betätigen, sind zwei Hydraulikzylinder notwendig, die den Auslegerarm und den Stiel verschwenken können. Schließlich ist ein dritter Hydraulikzylinder not= wendig, um das Arbeitswerkzeug drehen oder kippen zu können, Erforderlichenfalls kann auch ein weiterer Hydraulikzylin= W der vorgesehen sein, um das gesamte Aushebegestänge mit werkzeug auf einer Quertraverse seitlich verlagern zu können, um beispielsweise unmittelbar neben der Stand= spur Gräben ziehen zu können.The lift linkage and work tool are typically operated by hydraulic motors and hydraulic cylinders. A hydraulic motor with a vertical drive shaft is required to swivel the lifting rod in the horizontal plane. To operate the lifting linkage in the vertical plane, two hydraulic cylinders are required that can pivot the boom and the stick. Finally, a third hydraulic cylinder is not = agile, rotate around the working tool, or to be able to tilt necessary, also another Hydraulikzylin = W which can be provided to be able to move laterally around the entire Aushebegestänge with tools on a cross-beam, directly to, for example, in addition to the prior = to be able to trace trenches.
Um sämtliche Bewegungen der Teile des Aushebegestänges und des Arbeitswerkzeuges zu steuern, ist bisher eine entsprechende Anzahl von Bedienungehebeln vorgesehen, die einzeln und im allgemeinen nacheinander betätigt werden. Bei dem eingangs genannten Bewegungsablauf sind daher vier, gegebenenfalls fünf Bedienungshebel erfor= derlich, deren Einstellung verhältnismäßig langsam vor k sich geht, da die gewünschte Bewegung und Endstellung jede3 der zu verstellenden Teile vom Baggerführer beob= achtet werden muß, währenddessen er bereits den nächsten Verstellvorgang mit dem zugeordneten Bedienungshebel ein= leitet. Die Endabschaltung einer Veratellbewegung erfolgt normalerweise dadurch, daß der entsprechende Bedienungs= hebel wieder in seine Neutraleteilung zurückgeschoben wird.In order to control all movements of the parts of the lifting linkage and the working tool, a corresponding number of operating levers has been provided, which are operated individually and generally one after the other. In the aforementioned sequence of movement are therefore four, possibly five operating lever erfor = sary whose setting relatively slowly k is going on, since the desired motion and end position every3 the obsd to be adjusted items from the excavator operator = to be ignored, it while already the next adjustment operation with the assigned operating lever = initiates. A veratell movement is normally switched off by pushing the corresponding operating lever back into its neutral division.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, die Verstell= bewegungen sämtlicher zu verstellender Teile einer Erdbea wegungsmaschine nach Art des Steuerknüppels für die Flug= zeugführung zu betätigen.The invention is based on the knowledge that adjustment = movements of all parts to be adjusted of an earth bea motion machine on the type of control stick for the flight = to operate tool guide.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen einzigen Steuer= hebel vorzusehen und seine Verstellbewegungen dem besonder ren Bewegungsablauf von Erdbewegungsmaschinen, insbesondere Schaufel- oder Löffelbaggern anzupassen, so daß hierdurch der Baggerführer in der Lage ist, die gewünschte Verstell= bewegung jedes der zu verstellenden Teile mit dem Steuer= hebel zu simulieren und deren Endstellungen bereits im Auge zu haben.The object of the invention is therefore to provide a single tax = Provide lever and its adjustment movements to the particular ren sequence of movements of earthmoving machines, in particular Adjust shovel or backhoe excavators so that the excavator operator is able to make the desired adjustment = to simulate the movement of each of the parts to be adjusted with the control lever and their end positions already in To have an eye.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß den hydraulischen Schwenk-, Hub- und Kippzylindern eigene Vorsteuerventile zugeordnet sind, die gleichzeitig aber unabhängig voneinander elektrisch-hydraulisch von einem einzigen mehrteiligen Steuerhebel schaltbar sind, der in soviel Freiheitsgraden verschwenkbar und translatorisch verschiebbar ist, wie das Aushebegestänge und das Arbeite= werkzeug bewegt werden können, und daß der Steuerhebel Träger von ebensovielen elektrischen Sollwert-Gebern ist, die durch Betätigung des Steuerhebels analog zu den Be= wegungen des Aushebegestänges und des Arbeitswerkzeuges einstellbar sind und ein jedem Sollwert-Geber zugeordneter elektrischer Stromkreis das nachgeordnete Vorsteuerventil solange betätigt, 'bis die vom Steuerhebel simulierte Stel= lung jedes der Teile des Aushebegestänges und des Arbeite= Werkzeuges erreicht ist.This object is achieved according to the invention in that the hydraulic pivoting, lifting and tilting cylinders have their own Pilot valves are assigned, but at the same time are electrically-hydraulically switchable independently of one another by a single multi-part control lever, which in as many degrees of freedom is pivotable and translationally displaceable as the lifting linkage and the work = tool can be moved, and that the control lever is the carrier of as many electrical setpoint transmitters, by actuating the control lever analogous to the movements of the lifting rod and the working tool can be set and an electrical circuit assigned to each setpoint generator is the downstream pilot valve operated until the position simulated by the control lever for each of the parts of the lifting rod and the work Tool is reached.
Hierdurch wird erreicht, daß die zur Beaufschlagung der verschiedenen Hydraulikzylinder mit Drucköl durch die Vorsteuerventile gleichzeitig erfolgen kann, wenn dies die Höhe des zur Verfugung stehenden Flüssigkeitsdruckes erlaubt. Die gleichzeitige Verstellung mehrerer Teile mittels des einzigen Steuerhebels beschleunigt das Vers ■teilen von Auehebegestange und Arbeitswerkzeug. Weitere hin wird erreicht, daß der Baggerführer sich nur noch auf den Bewegungsablauf der su verstellenden Teile undThis ensures that the pressurized oil to act on the various hydraulic cylinders through the Pilot valves can be done simultaneously if this is the level of the available fluid pressure permitted. The simultaneous adjustment of several parts using the single control lever speeds up the verse ■ sharing of lifting rod and working tool. Further it is achieved that the excavator operator only focuses on the sequence of movements of the parts and adjusting su
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auf das Erreichen ihrer Endstellung zu konzentrieren braucht, da er mit seinem Arm und seiner Hand jederzeit alle Teile des Steuerhebels unter Kontrolle hat. Die Endabschaltung der Verstellbewegung jedes Teiles kann abgewartet werden, ohne daß ein Teil des Steuerhebels in eine Neutralstellung zu= rückversetzt werden muß.needs to concentrate on reaching its end position, since he always has all parts with his arm and hand control lever. The final shutdown of the adjustment movement of each part can be waited for without that part of the control lever in a neutral position to = must be moved back.
Darüber hinaus arbeitet die erfindungsgemäße Steuereinrich= tung nahezu trägheitsfrei, da durch die elektrisch-hydrau= lische Regelung die den Teilen des Steuerhebels zugeordneten Schaltkreise sofort ansprechen und keine mechanischen Rei= bungsverluste entstehen können. Die Verstellbewegung der Teile des Aushebegestänges und des Arbeitswerkzeuges kann auch während des Versteilens im einen oder anderen Sinne nachgeregelt werden, wenn die vom Baggerführer vorgegebene simulierte Einstellung am Steuerhebel von den tatsächlichen Gegebenheiten abweichen sollte.In addition, the control device according to the invention works almost free of inertia, since the electric-hydraulic control, the circuits assigned to the parts of the control lever respond immediately and no mechanical control Exercise losses can arise. The adjustment movement of the parts of the lifting rod and the working tool can can also be readjusted in one sense or another during steepening, if the one specified by the excavator operator simulated setting on the control lever should deviate from the actual situation.
Anhand eines Ausführungsbeispieles ist die Erfindung in der Zeichnung dargestellt und im nachfolgenden näher er= läutert; in der Zeichnung zeigtUsing an exemplary embodiment, the invention is shown in the drawing and in more detail below he = purifies; shows in the drawing
Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung einen an einen Schlepper an dessen einer Stirnseite be= festigten Schaufelbagger,Fig. 1 in a perspective view to a tractor attached to one end of the shovel excavator,
Fig. 2 in einer Seitenansicht von rückwärts die Ausge= staltung einer Ventilbatterie unterhalb des Be= dienungsständes,Fig. 2 in a side view from the rear, the Aus = design of a valve manifold below the control stand,
Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung die Teile des Steuerhebels im gerlegten Zustand,3 shows the parts in a perspective illustration the control lever in the laid position,
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Fig. 4 eine teilweise schematische Darstellung des elektro-hydraulischen Kreislaufes zur Betätigung des Vorsteuerventiles für die vertikale Ver= Schwenkung de3 Auslegerarmes,Fig. 4 is a partially schematic representation of the electro-hydraulic circuit for actuating the pilot valve for vertical Ver = Swiveling of the 3 extension arm,
Fig. 5 ein elektrisches Schaltschema der elektrischenFig. 5 is an electrical circuit diagram of the electrical
Brückenschaltung zur Aussteuerung von Solenoid-Bridge circuit for modulating solenoid
Ventilen für die Steuerung des Vorventils nach Fig. 4,Valves for controlling the pilot valve according to FIG. 4,
Fig. 6 in einer schematischen Darstellung einen abge= wandelten elektro-hydraulischen Kreislauf für die Lagesteuerung des Aushebegestänges,6 shows a schematic representation of a modified electro-hydraulic circuit for the position control of the lifting rod,
Fig. 7 das elektrische Schaltbild einer abgewandelten Brückenschaltung für die Lagesteuerung des Aus» legerarmes gemäß Fig. 6, 7 shows the electrical circuit diagram of a modified bridge circuit for the position control of the cantilever arm according to FIG. 6,
Fig. 8 eine Draufsicht auf die Anlenkung des Ausleger^ armes am Schlepper und auf den Steuerhebel, Fig. 8 is a plan view of the articulation of the boom ^ arm on the tractor and on the control lever,
Fig. 9 eine Detailansicht eines Lagergehäuses zur Auf= nähme des Steuerhebels, 9 shows a detailed view of a bearing housing for receiving the control lever,
Fig. 10 ein elektrisches Schaltbild für die Schaltung des Vorventiles zur hydraulischen Betätigung der Stutsbeine. 10 shows an electrical circuit diagram for switching the pilot valve for hydraulic actuation of the mare's legs.
Ib Ausfuhrungsbeispiel ist die erfindungsgemäÄe Steuer» vorrichtung am Bedienungsstand 13 eines Schleppers 10 vorgesehen, an dessen Heck ein Bagger, beispielsweise ein Schaufel- oder Löffelbagger am Boden, abstut«bar an» geordnet ist. In the exemplary embodiment, the control device according to the invention is provided at the operator's station 13 of a tractor 10, at the rear of which an excavator, for example a shovel or shovel excavator on the ground, is arranged "bar ".
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Das Bedienen der Steuervorrichtung erfolgt mittels eines einzigen unmittelbar neben dem Fahrersitz 11 angeordneten Steuerhebels 35, mit welchem sämtliche Funktionen der Baggerwerkzeuge ausgeführt werden können.The control device is operated by means of a single one arranged directly next to the driver's seat 11 Control lever 35, with which all functions of the excavator tools can be carried out.
Der dem Ausführungsbeispiel zugrundeliegende Schaufelbagger besteht in üblicher Weise aus einer an einer der Stirnseiten des Schleppers 10 angebrachten Lagerplatte 12, an der mittels eines hydraulischen Motors 15 nach unten ausrückbare Stütz= beine 14 angelenkt sind, von denen in der Fig. 1 nur ein Stützbein wiedergegeben ist, und die den Schlepper mit der Baggerschaufel während des Baggerbetriebes auf dem Boden verankern.The shovel excavator on which the exemplary embodiment is based consists in the usual manner of one on one of the end faces of the tractor 10 attached bearing plate 12, on which by means of a hydraulic motor 15 disengageable support = legs 14 are articulated, of which only one support leg is shown in Fig. 1, and the tractor with the Excavator bucket on the ground during excavation operation anchor.
Zwei auf Abstand übereinander an der Lagerplatte 12 ange= flanschte seitlich nach außen vorstehende Konsolen 16 nehmen zwischen sich drehfest einen hydraulischen Motor 30 und in übereinander fluchtenden Bohrungen dessen Antriebswelle auf, mit welcher drehfest ein vertikales Schwenklager 17 für den daran um eine horizontale Schwenkachse gelenkig angebrachten Auslegerarm 18 verbunden ist. Am anderen Ende des Auslegerarmes 13 ist in bekannter Weise der die Schau= fei 20 tragende Stiel 19 angelenkt. Auslegerarm, Stiel und Schaufel werden durch Hydraulikzylinder 21, 22, 23 in ihren Bewegungen gesteuert.Two spaced one above the other on the bearing plate 12 = flanged brackets 16 protruding laterally outward take a hydraulic motor 30 between them in a rotationally fixed manner and in aligned bores on its drive shaft, with which a vertical pivot bearing 17 for the cantilever arm 18 articulated thereon about a horizontal pivot axis. On the other end of the cantilever arm 13, the handle 19 carrying the show = fei 20 is articulated in a known manner. Extension arm, stick and Buckets are controlled in their movements by hydraulic cylinders 21, 22, 23.
Wie Fig. 2 zeigt, befindet sich unterhalb des Bedienung3= Standes 13 eine Batterie 62 von sechs Ventilen 6l zur Kegel= baren Beaufschlagung des hydraulischen Motors 30 und der Hydraulikzylinder 15, 21, 22 und 23 mit Drucköl. An den jeweiligen Enden der Ventilbatterie 62 sind Anschlüsse 63 vorgesehen, die auf der einen Seite über eine Einlaßlei* tung 67 die Ventile 61 mit Drucköl versorgen und auf der anderen Seite über eine Rücklaufleitung 79 eine Verbindung zum Sammelbehälter S schaffen.As Fig. 2 shows, below the control 3 = Stand 13 a battery 62 of six valves 6l for cone = ble acting on the hydraulic motor 30 and the Hydraulic cylinders 15, 21, 22 and 23 with pressure oil. There are connections 63 at the respective ends of the valve cluster 62 provided on one side via an inlet line * device 67 supply the valves 61 with pressure oil and on the other side via a return line 79 a connection to the collecting container S.
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Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen die Steuerung eines der Ventile 61 zur Beaufschlagung beispielsweise des Hydrau= likzylinders 21 mit Drucköl, welcher den Auslegerarm 18 betätigen soll.Figs. 4 and 5 illustrate the control of one of the Valves 61 for applying, for example, the hydraulic cylinder 21 with pressure oil, which the boom 18 should operate.
Eine Pumpe P liefert gemäß Fig. 4 über die Einlaßleitung 67 und - gemäß Fig. 2 - über einen der Anschlüsse 63 an eines der Ventile 6l der Ventilbatterie 62 Drucköl in den Kolbenraum 68 des Ventils 6l, von wo das Drucköl in der Neutralstellung des Ventils über die Rücklaufleitung 79 in den Sammelbehälter S zurückfließt.A pump P supplies as shown in FIG. 4 via the inlet line 67 and - according to FIG. 2 - via one of the connections 63 one of the valves 6l of the valve cluster 62 pressurized oil in the piston chamber 68 of the valve 6l, from where the pressure oil in the neutral position of the valve via the return line 79 flows back into the collecting container S.
Wird der Ventilkolben 70 im Ventil nach rechts oder links verlagert, fließt das Drucköl nicht mehr drucklos zum Sammelbehälter zurück, sondern gelangt über Steuerkanten des Ventilkolbens und Ringräume des Ventilkörpers zu der einen oder anderen Einlaßseite des Hydraulikzylinders Hierzu dienen ein Druckkanal 69 im Innern des Ventilkör= pers und zwei Auslässe 72, 73 am Ventil 61.If the valve piston 70 is shifted to the right or left in the valve, the pressurized oil no longer flows to the without pressure Collecting container back, but gets to the via control edges of the valve piston and annular spaces of the valve body one or the other inlet side of the hydraulic cylinder. A pressure channel 69 inside the valve body serves for this purpose pers and two outlets 72, 73 on valve 61.
Soll beispielsweise der Auslegerarm 80 abgesenkt werden, so wird der Hydraulikzylinder 21 dadurch ausgefahren, daß der Ventilkolben 70 nach rechts verschoben wird, wodurch Drucköl aus der Leitung 67 über den Druckkanal 69 in die Steuernut 8l gelangt, von wo das Drucköl das Ventil am Auslaß 72 über die Verbindungsleitung 76 zum Zylinder 21 verläßt. Die vom Kolben des Zylinders 21 verdrängte Fluss sigkeit entweicht über die andere Verbindungsleitung 77» den zweiten Anschluß 73, die Steuernut 83 und den über eine Rücklaufleitung 79 mit den Sammelbehälter S in Vers bindung stehenden Kanal 78 sun Sannelbehälter S.If, for example, the boom 80 is to be lowered, the hydraulic cylinder 21 is extended by shifting the valve piston 70 to the right, whereby pressure oil from the line 67 passes through the pressure channel 69 into the control groove 8l, from where the pressure oil opens the valve at the outlet 72 leaves via the connecting line 76 to the cylinder 21. The displaced by the piston of the cylinder 21 flow sigkeit escapes via the other connection line 77 'to the second terminal 73, the control groove 83 and the connection via a return line 79 to the sump S in verse stationary channel 78 sun Sann flasks S.
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Soll der Auslegerarm 18 angehoben werden, muß der Ventil= kolben 70 nach links verschoben werden, wodurch sich die Durchflußrichtungen entsprechend umkehren.If the boom 18 is to be raised, the valve = piston 70 must be moved to the left, whereby the Reverse flow directions accordingly.
Die Verschiebung des Ventilkolbens 70 in die eine oder andere Richtung wird durch einen hydraulisch betätigten Stellmotor 85 gesteuert, der in einem mit dem Ventil 61 verbundenen Gehäuse 86 untergebracht ist und aus einem auf einer Verlängerung des Ventilkolbens 70 fest ange= ordneten Kolbenschieber 87 besteht, der durch EinlasseThe displacement of the valve piston 70 in one direction or the other is actuated hydraulically Servomotor 85 controlled, which is housed in a housing 86 connected to the valve 61 and consists of a on an extension of the valve piston 70 is firmly arranged piston slide 87, which is through inlets
88 oder 89 entweder auf der einen oder auf der anderen Seite mit Drucköl einer Pumpe P1 beaufschlagt wird. Die Umschaltung dieses Kolbenschiebers erfolgt über zwei Solenoid-Ventile 110, 111, deren Eingänge mit dem Aus= laß der Pumpe P1 parallelgeschaltet sind und deren Aus= gänge über Leitungen 114, 115 mit den Einlassen 88 bzw.88 or 89 is acted upon with pressurized oil from a pump P 1 either on one side or on the other. This piston valve is switched over via two solenoid valves 110, 111, the inputs of which are connected in parallel with the outlet of the pump P 1 and the outputs of which are connected via lines 114, 115 to the inlets 88 and
89 verbunden sind. Die als Dreiwegeventile ausgebildeten Solenoid-Ventile 110, 111 verbinden normalerweise den Kanal 113 der Druckseite der Pumpe P1 mit den Leitungen 114 und 115, können aber einzeln elektrisch so geschaltet werden, daß sie die Druckseite der Pumpe P1 und das vom Kolbenschieber 87 verdrängte Drucköl über das jeweils betätigte Solenoid-Ventil mit dem Sammelbehälter S ver= binden.89 are connected. The three-way solenoid valves 110, 111 normally connect channel 113 on the pressure side of pump P 1 to lines 114 and 115, but can be individually connected electrically so that they displace the pressure side of pump P 1 and that of spool valve 87 Connect pressurized oil to the collecting container S via the solenoid valve that is actuated.
Die elektrische Betätigung der Solenoid-Ventile 110, erfolgt durch eine Brückenschaltung, wie sie am besten in Fig. 5 wiedergegeben ist.The electrical actuation of the solenoid valves 110 is provided by a bridge circuit, as best shown in FIG Fig. 5 is reproduced.
Das Brückengleichgewicht wird immer dann erreicht und durch einen Null-Anzeiger 109 angezeigt, wenn die an den zwei Regelwiderständen 44, 92 an Schleifkontakten abgegriffenen Teilspannungen einer an die Regelwider= stände und den Null-Anzeiger in parallelschaltung ange= legte Speisespannung einer elektrischen Batterie gleichThe bridge equilibrium is always reached and indicated by a zero indicator 109 when the Partial voltages tapped from the two variable resistors 44, 92 at sliding contacts, one to the variable resistors and the zero indicator in parallel connection = the supply voltage of an electric battery
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sind· Ausgehend von einer gegebenen Stellung beispiels= weise des Auslegerarmes 18, der in eine neue bestirnte angehobene oder abgesenkte Stellung gebracht werden soll, wird das Brückengleichgewicht dadurch gestört bzw# der Brückenstrom an das eine oder das andere der beiden Solenoid-Ventile angelegt, indem der Schleifkontakt des einen Regelwiderstandes 44 mit einer horizontalen Schwenkachse eines Handhebels 46 des Steuerhebels 35 gekoppelt ist und der Schleifkontakt des anderen Hegel» Widerstandes 92 von dem einen Ende des Ventilkolbens 70 betätigt wird. Wird also der Handhebel 46 nach oben oder unten verschwenkt, so wird der Abgriff am Regelwiderstand 44 verstellt und es stellt sich eine vom Brückengleichge= wicht abweichende Spannung ein, die je nach Polarität das Solenoid-Ventil 110 oder 111 betätigt und derart schaltet, daß der Kolbenschieber 87 den Ventilkolben 70 solange in die eine oder andere Richtung verschiebt und den Hydrau= likzylinder 21 einssieht oder ausrückt, bis bei Erreichen der am Regelwiderstand 92 abgegriffenen, mit der am Regel« widerstand 44 vorgegebenen Teilspannung das Brückengleich= gewicht wieder hergestellt ist und der Auslegerarm 18 die gewünschte Hubstellung erreicht hat«are · starting from a given position example = way of the cantilever arm 18, which is to be brought into a new starirnte raised or lowered position, the bridge equilibrium is disturbed or the bridge current to one or the other of the two Solenoid valves applied by the sliding contact of a variable resistor 44 with a horizontal The pivot axis of a hand lever 46 of the control lever 35 is coupled and the sliding contact of the other Hegel » Resistance 92 is actuated by one end of the valve piston 70. So the hand lever 46 is up or pivoted down, the tap on the variable resistor 44 is adjusted and there is a bridge equation = Weight a different voltage, which, depending on polarity, actuates the solenoid valve 110 or 111 and switches in such a way that that the piston slide 87 moves the valve piston 70 in one direction or the other and the hydraulic = The cylinder 21 looks in or disengages, until the tapped at the control resistor 92 is reached, with the rule " resistance 44 given partial voltage equals the bridge = weight is restored and the extension arm 18 has reached the desired lifting position «
Der Regelwideretand 92 ist mit seinem Schleifkontakt am Ende des Ventilkolbens 70 derart angeordnet, daß das Fotentiometergehäuse systemfest, beispielsweise an einer Lasche 93 am Bedienungsstand 13 drehfest angebracht ist und der Schleifkontakt über einen Hebel 94 mit einem am Ende des Ventilkolbens 70 seitlich vorstehenden Bolzen 95 verschwenkbar ist»The Regelwideretand 92 is arranged with its sliding contact at the end of the valve piston 70 such that the The photentiometer housing is fixed to the system, for example attached to a tab 93 on the control station 13 in a rotationally fixed manner and the sliding contact via a lever 94 with an am End of the valve piston 70 laterally protruding bolt 95 is pivotable »
Die Solenoid-Ventile 110, 111 sprechen auf solche PoIa= ritäten an, daß der Auslegerarm 18 im gleichen Drehsinn nach oben oder unten bewegt wird, wie die Bewegung des Handhebels 46 des Steuerhebels 35 manuell vorgetäuscht The solenoid valves 110, 111 respond to such Poia = linearities in that the cantilever arm 18 in the same direction of rotation is moved up or down, as the movement of the hand lever 46 of the control lever 35 manually faked
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wird. Der Baggerführer hat somit stets eine Kontrolle über die Richtigkeit des Drehsinnes, in dem er seinen Arm auf den Handhebel 46 auflegt und ihn anwinkelt, wenn der Aus= legerarm 18 angehoben oder ihn abwinkelt, wenn der Aus= legerarm 18 abgesenkt werden soll. Der Baggerführer simu= liert also mit seinem Arm die auszuführende Bewegung des Auslegerarmea,will. The excavator operator thus always has a control over the correctness of the direction of rotation in which he has his arm the hand lever 46 puts on and angled it when the Aus = laid arm 18 is raised or angled it when the Aus = casual arm 18 is to be lowered. The excavator operator simu = So with his arm, the movement of the boom arm is to be executed,
Eine in der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 be= schriebene elektro-hydraulische Steuereinrichtung kann nun für jedes der Stellgeräte 15» 30, 21, 22 und 23 bzw. zur Beaufschlagung der zugeordneten Ventile 61 vorgesehen sein.An electro-hydraulic control device described in the embodiment according to FIGS. 4 and 5 can now provided for each of the actuating devices 15 »30, 21, 22 and 23 or to act on the associated valves 61 be.
Jede; dieser elektro-hydraulischen Steuereinrichtungen wird nun vom gleichen Steuerhebel 35 betätigt, mittels dessen die vier beim Betätigen eines Baggers erforder= liehen Bewegungen - nämlich Schwenken des Auslegerarmes in einer horizontalen Ebene, Schwenken des Auslegerarmes in einer vertikalen Ebene, Schwenken des Stieles und Kippen der Schaufel - durch entsprechende Bewegungen des Steuerhebels 35 simuliert werden können. Die in gleicher Reihefolge entsprechenden Bewegungen am Steuer= hebel 35 sind daher ein Drehen des Handhebels 46 in einer horizontalen Ebene um eine vertikale Achse, ein Drehen des Handhebels 46 in einer vertikalen Ebene um eine horizontale Achse, eine translatorische Bewegung nach vorn oder rückwärts in dem Sinne, wie sich die Schaufel durch den Stiel nach vorn oder hinten bewegen soll, und ein Drehen eines Handgriffes 54 am Handhebel 46 im gleichen Sinn, wie die Baggerschaufel gekippt werden toll. Every; This electro-hydraulic control device is now operated by the same control lever 35, by means of which the four movements required when operating an excavator - namely pivoting the boom in a horizontal plane, pivoting the boom in a vertical plane, pivoting the handle and tilting the shovel - Can be simulated by appropriate movements of the control lever 35. The corresponding movements on the control lever 35 in the same order are therefore turning the hand lever 46 in a horizontal plane around a vertical axis, turning the hand lever 46 in a vertical plane around a horizontal axis, a translational movement forwards or backwards in the The sense of how the shovel should move forwards or backwards through the handle, and turning a handle 54 on the hand lever 46 in the same way as the excavator shovel is tilted , is great.
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Im einzelnen geht aus Fig. 3 hervor, wie sich der Steuer= hebel 35 zusammensetzt.In detail, it can be seen from Fig. 3, how the tax = lever 35 composed.
Der Handhebel 46 wird von einer vertikalen Stütze 36 ge= tragen, die, wie Fig. 9 zeigt, drehbar in einem Gehäuse 57 gelagert ist. Am unteren Ende der Stütze 36 kämmt ein Zahnrad 38 mit einem Ritzel 39, dessen Achse im Innern des Gehäuses 57 mit dem Schleifkontakt eines Potentio= meters 40 in Drehverbindung steht, welches einen der beiden Regelwiderstände einer Brücke bildet, die für die Drehbewegungen des Auslegerarmes 18 um die verti= kale Antriebswelle 31 des hydraulischen Motors 30 für das Schwenklager 17 verantwortlich ist.The hand lever 46 is supported by a vertical support 36 which, as shown in FIG. 9, is rotatable in a housing 57 is stored. At the lower end of the support 36, a gear 38 meshes with a pinion 39, the axis of which is inside of the housing 57 with the sliding contact of a potentiometer 40 is in rotary connection, which one of the two control resistances of a bridge forms, which for the rotary movements of the boom 18 around the verti = kale drive shaft 31 of the hydraulic motor 30 for the pivot bearing 17 is responsible.
Die Stütze 36 läuft an ihrem oberen Ende in eine Gabel 37 aus, die zwischen ihren Enden in miteinander fluchs tenden Bohrungen 45 das eine Ende des Handhebels 46 so= wie eine weitere Gabel 41 mittels eines Bolzens 53 auf= nimmt. Die Gabel 41 ist durch in der Zeichnung nicht dargestellte zu den Bohrungen 45 diagonal angeordnete Bohrungen mit dem Handhebel 46 fest verbunden. Die Gabel 41 weist eine sich nach unten erstreckende Verlängerung mit einer Bohrung'auf, durch die die Welle eines dreh= fest mit der Gabel 41 verbundenen Botentiometers 44 hin= durchgeführt und mit einem Ritzel 43 drehfest verbunden ist, das mit einer gebogenen Zahnstange 42 kämmt, welche wiederum im unteren Bereich der Gabel 37 fest verbunden ist. Schwenkt man daher den Handhebel 46 in einer ver« tikalen Ebene, führt daß Ritzel 43 in bezug auf den Bolzen 53 eine Schwenkbewegung aus und wird durch den Eingriff ihrer Zfthne in den Zähnen der drehfest ange* ordneten Zahnstange 42 selbst verdreht, so daß eine Schwenkbewegung des Handhebels in vertikaler Ebene zu einer analogen Drehbewegung des Ritzels 43 und zu einer analogen Verstellung des Sohleifkontaktes im Potentiometer The support 36 runs out at its upper end in a fork 37, one end of the hand lever 46 so = as another fork 41 by means of a bolt 53 = takes between its ends in mutually curse border bores 45. The fork 41 is firmly connected to the hand lever 46 by means of bores which are not shown in the drawing and which are arranged diagonally to the bores 45. The fork 41 has a downward extension with a bore through which the shaft of a botentiometer 44 connected to the fork 41 is guided and connected to a pinion 43 which meshes with a curved rack 42 which in turn is firmly connected in the lower region of the fork 37. Therefore, if the hand lever 46 is pivoted in a vertical plane, the pinion 43 executes a pivoting movement with respect to the bolt 53 and is rotated by the engagement of its teeth in the teeth of the non-rotatably arranged rack 42 itself, so that a pivoting movement of the hand lever in the vertical plane to an analogous rotary movement of the pinion 43 and to an analogous adjustment of the sole contact in the potentiometer
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44 führt. Das Potentiometer 44 erhält die Eingangsfunktions der in Fig. 4 und 5 dargestellten Brücke 109 für das Senken und Heben des Auslegerarmes 18.44 leads. The potentiometer 44 receives the input function of the bridge 109 shown in FIGS. 4 and 5 for lowering and lifting the boom 18.
Der Handhebel 46 besteht aus einem inneren Teil 48 und einem äußeren gekröpften Teil 47, das über das innere vertikal feststehende Teil 48 teleskopartig nach vorn und hinten verschoben werden kann. Diese Verschiebebe= wegung läßt sich durch ein über eine Lasche 50 mit dem äußeren Teil 47 verbundenen Potentiometer 49 elektrisch abnehmen, indem die Potentiometerwelle durch eine Bohrung der Lasche 50 hindurchgeführt und mit einem Ritzel 51 drehfest verbunden ist, das mit einer am inneren Teil des Handhebels 46 vorgesehenen, sich längs der Unterkante erstreckenden Zahnstange 52 verdreht werden kann. Das Potentiometer 49 ist Bestandteil einer Brücke, die über ein Ventil 6l das Ausfahren des den Baggerstiel 19 steu= ernden Hydraulikzylinders 22 regelt.The hand lever 46 consists of an inner part 48 and an outer cranked part 47, which over the inner vertically fixed part 48 can be telescoped forward and backward. This shift = Movement can be electrically operated by a potentiometer 49 connected to the outer part 47 via a bracket 50 remove by inserting the potentiometer shaft through a hole in the bracket 50 and using a pinion 51 Is rotatably connected, which is provided with a provided on the inner part of the hand lever 46, along the lower edge extending rack 52 can be rotated. The potentiometer 49 is part of a bridge that over a valve 6l regulates the extension of the hydraulic cylinder 22 controlling the excavator stick 19.
Schließlich iat der Handgriff 54 um eine senkrecht zum Handhebel 46 erstreckenden Achse am Ende des äußeren Teils 47 drehbar gelagert. Ein mit dem Handgriff 54 drehfest verbundener Bolzen 55 verdreht hierbei die Potentiometerwelle eines Arehfest am Ende des Hand= hebeis 46 befestigten Potentiometers 56, das Bestand= teil einer Brücke ist, die über ein Ventil 61 das das Kippen der Baggerschaufel 20 bewirkende Ausfahren des Hydraulikzylinders 23 regelt.Finally, the handle 54 is mounted rotatably about an axis extending perpendicular to the hand lever 46 at the end of the outer part 47. A bolt 55 non-rotatably connected to the handle 54 rotates the potentiometer shaft of a potentiometer 56 which is fixedly attached to the end of the hand lever 46 and which is part of a bridge that extends the hydraulic cylinder 23 via a valve 61, causing the excavator shovel 20 to tilt regulates.
beispielsweise manuell betätigte Schwenkbewegungen des Steuerhebels 35 in der horizontalen Ebene in ana= löge Schwenkbewegungen des Auslegerarmes 18 um die vom hydraulischen Motor 30 angetriebene Welle 31 umzusetzen,for example, manually operated pivoting movements of the control lever 35 in the horizontal plane in ana = Let swivel movements of the boom 18 to implement the shaft 31 driven by the hydraulic motor 30,
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ist anhand der Fig. 6 und 7 die elektro-hydraulische Steuereinrichtung für den hydraulischen Motor in einer abgewandelten Ausführungsform beschrieben, bei der die durch das Einstellpotentiometer 40 erzielte Soll-Größe mittels der tatsächlich von der Antriebswelle 31 er= zielten Ist-Stellung verglichen wird. Im wesentlichen stimmt der elektro-hydraulische Kreislauf mit dem der Fig. 4 überein.is based on FIGS. 6 and 7, the electro-hydraulic Control device for the hydraulic motor described in a modified embodiment in which the setpoint value achieved by the setting potentiometer 40 by means of the actual value from the drive shaft 31 = target actual position is compared. The electro-hydraulic circuit is essentially the same as that of the Fig. 4 coincides.
Ergänzend ist aber an dem einen Ende der Antriebswelle 31 an einer der Konsolen 16 ein Potentiometer 131 ans geflanscht, dessen Welle mit der Antriebswelle 31 des hydraulischen Motors 30 drehfest verbunden ist. Wie Fig. 7 erkennen läßt, ist das Potentiometer 131 parallel zu dem manuell betätigbaren Potentiometer 40 geschaltet, der Drehsinn der beiden Potentiometer-Abgriffe kommt jedoch derart entgegengesetzt zur Wirkung, daß eine ansteigende Teilspannung am Potentiometer 40 einen Ab= fall der Teilspannung am Potentiometer 131 zur Folge hat, wenn die Antriebswelle 31 durch den hydraulischen Motor 30 verdreht wird. Der Null-Anzeiger 109 registriert daher lediglich Spannungsdifferenzen zwischen den Teil= spannungen der Potentiometer 40 und 131· Wird daher der Steuerhebel 35 nach rechts verstelltj so greift der Schleifkontakt entsprechend der Fig. 7 in zunehmendem Maße am Potentiometer 40 eine kleinere Teilspannung ab, so daß der Null-Anzeiger eine Steuerung des Brücken= gleiohgewichte· registriert und da« Solenoid-Ventil 111 betätigt, um den Ventilkolben 70 in der Zeichenebene der Fig. 6 nach rechts bzw. in der Zeiohenebene der Fig. 7 nach unten zu verschieben. Diese Verschiebung nimmt die Potentioaeterwelle des Potentiometer» 92 entsprechend auf und greift eine Teilipannung in dem Sinn ab, wie dies in Fig. 7 in gestrichelten Linien angedeutet ist.In addition, however, at one end of the drive shaft 31 on one of the consoles 16 there is a potentiometer 131 ans flanged, the shaft of which is non-rotatably connected to the drive shaft 31 of the hydraulic motor 30. As 7 shows that the potentiometer 131 is connected in parallel to the manually operable potentiometer 40, However, the direction of rotation of the two potentiometer taps is so opposite to the effect that one Rising partial voltage at potentiometer 40 results in a drop in the partial voltage at potentiometer 131 has when the drive shaft 31 by the hydraulic Motor 30 is rotated. The zero indicator 109 therefore only registers voltage differences between the part = voltages of potentiometers 40 and 131 · If the control lever 35 is therefore moved to the right, the Sliding contact according to FIG. 7 increasingly from a smaller partial voltage on potentiometer 40, so that the zero indicator registers a control of the bridge and the solenoid valve 111 actuated to the valve piston 70 in the plane of the drawing 6 to the right or in the drawing plane of FIG. 7 downwards. This shift takes the Potentiometer shaft of the potentiometer »92 accordingly and takes a partial voltage in the sense of how this is indicated in Fig. 7 in dashed lines.
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Im gleichen Moment wird das Ventil 61 so geschaltet, daß der hydraulische Motor 30 die Antriebswelle 31 im Uhrzei= gerainn verstellt, was durch den Schleifkontakt des Poten= tiometers 131 kontrolliert wird, da mit zunehmender Yer= stellung im Uhrzeigersinn eine ansteigende Teilspannung abgegriffen wird, die zusammen mit der kleiner eingestell= ten Teilspannung des Potentiometers 40 sich einem Wert nähert, der wieder dem Brückengleichgewicht entspricht, so daß bei Erreichen des Brückengleichgewichtes das Sole= noid-Ventil 110 betätigt wird, um den Ventilkolben 70 wieder in Neutralstellung zu bringen, nachdem die ge= wünschte Lage des Auslegerarmes 18 in horizontaler Ebene erreicht worden ist.At the same moment the valve 61 is switched so that the hydraulic motor 30 drives the drive shaft 31 clockwise = gerainn adjusted what by the sliding contact of the pot = tiometer 131 is controlled, since with increasing Yer = position clockwise a rising partial voltage is tapped, which is set together with the smaller = th partial voltage of the potentiometer 40 approaches a value which again corresponds to the bridge equilibrium, so that when the bridge equilibrium is reached, the sole = noid valve 110 is actuated to release the valve piston 70 to bring back into neutral position after the ge = desired position of the cantilever arm 18 in the horizontal plane has been achieved.
Wie aus Fig. 8 erkennbar, hat eine Bewegung des Steuer= hebeis 35 in horizontaler Ebene um einen Winkel ot eine gleichgroße Winkelbewegung des Auslegerarmes 18 zur Folge, so daß durchaus von einer analogen Steuerung des Auslegerarmes nach einer durch den Baggerführer vorgegebenen Einstellung des Steuerhebels gesprochen werden kann.As can be seen from Fig. 8, a movement of the control = hebeis 35 in the horizontal plane by an angle ot one equal angular movement of the cantilever arm 18 result, so that by an analog control of the boom after a setting of the control lever specified by the excavator operator can be.
Fig. 9 zeigt die drehfeste Lagerung des die Gabel 37 aufnehmenden Gehäuses 57 an einem systemfesten Punkt des Bedienungsstandes 13. Am oberen Rand des Gehäuses 57 sind axial in die Gehäusewandung Bohrungen 58 einge= lassen, in die Anschlagstifte 59 eingesetzt werden kön= nen, um die Arbeitsbreite des Auslegerarmes 18 in hori= zontaler Ebene zu begrenzen, innerhalb der beispielsweise ein Graben von bestimmter Breite mittels der Schaufel 20 ausgehoben werden soll. Der Baggerführer braucht sich daher nicht mehr auf Markierungen am Boden zu verlassen, die er sonst vorher ziehen muß, sondern er bewegt den Steuerhebel 35 lediglich innerhalb des durch die An= schlagstifte 59 begreniten Winkelbereiches.9 shows the non-rotatable mounting of the housing 57 receiving the fork 37 at a point that is fixed to the system the control station 13. At the upper edge of the housing 57 holes 58 are axially in the housing wall = let, can be used in the stop pins 59 = NEN to the working width of the boom 18 in hori = To delimit the zontal plane, within which, for example, a trench of a certain width by means of the shovel 20 should be excavated. The excavator operator no longer needs to rely on markings on the ground. which he otherwise has to pull beforehand, but he only moves the control lever 35 within the by = impact pins 59 limited angular range.
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Pig. 10 veranschaulicht die besondere Steuereinrichtung für die durch den hydraulischen Motor 15 nach unten aus= rückbaren Stützbeine 14. Da eine kontinuierliche Ver= stellung nicht erforderlich ist, sind die beiden äußer= sten Ventile der Ventilbatterie 62 nicht mit Potentio« metern versehen und die zugeordneten Solenoid-Ventile sind lediglich durch Ausschalter 120, 121 betätigbar.Pig. 10 illustrates the particular control means for the hydraulic motor 15 down from = Movable support legs 14. Since a continuous adjustment is not necessary, the two outer = Most of the valves of the valve cluster 62 are not provided with potentiometers and the associated solenoid valves can only be actuated by off switches 120, 121.
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