DE2130655A1 - Hydraulischer Arbeitskreis - Google Patents

Description

Unser Zeichen: G 1280

Hydraulischer Arbeitskreis

Hydraulische Arbeitskreise, die in großen und materialbewegenden Fahrzeugen, beispielsweise in Vorderladern, verwendet werden, benötigen in der Mitte offene Richtungssfceuerventile mit großer Kapazität, die große Betätigungskräfte, erfordern. Daher ist es, um eine Ermüdung des Bedienenden herabzusetzen, wünschenswert, daß diese "Ventile durch eine mit niedrigem Druck arbeitende Fernsteueranlage bedient werden. Eine übliche Fernsteueranlage hat ein Paar von druckgesteuerten Steuerzylindern zum Verschieben jedes RichtungsSteuerventils, und ein kleines handbetätigtes, einen Druck abstufendes Steuerventil für jede Reihe der Steuerzylinder, das dazu dient, die Steuerzylinder bei einem ausgewählten, veränderlichen Druck mit Flüssigkeit zu versorgen. Die Steuerventile werden normalerweise mit Betriebsflüssigkeit durch eine Quelle mit einer Pumpe und einem Überströmventil bei einem im wesentlichen konstanten niedrigen Druck versorgt. Die Pumpe wird durch die Antriebsmaschine des Fahrzeuges angetrieben, so daß-

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die Betätigungszylinder in dem Arbeitskreis nicht bedient werden können, wenn die Maschine abgeschaltet ist. Alis diesem Grund sollten Arbeitskreise, die einen Anhebzylinder, beispielsweise Zylinder für das Anheben des Auslegers bei einem Lader, haben, mit irgendeiner Vorrichtung versehen sein, die es erlaubt, daß die Last in Fällen abgesenkt werden kann, in denen die Maschine stillsteht, während sich die Last in einer angehobenen Stellung befindet.

Eine bekannte Lösung dieses Absenkproblems bei stillstehender Maschine besteht darin, daß der Anhebzylinder mit einer Ablauf leitung versehen ist, die von dem sich ztisammenziehenden Ende zu dem ölbehälter führt und die durch ein von Hand betätigtes Hilfsdrosselventil gesteuert wird. Ein stufenweises Öffnen dieses Ventils ermöglicht ein gesteuertes Abführen des Öls aus dem sich zusammenziehenden Ende des Zylinders und ermöglicht dadurch dem Bedienenden, in Notfällen ein Absenken der Last auszuführen und zu regulieren. -

Während diese Losung ausführbar ist, hat s.ie jedoch zwei Nachteile. Erstens ist die Verwendung eines getrennten Ventiles für ein Notabsenkeη ungewöhnlich und da der Bedienende normalerweise die Last über eins der Steuerventile absenkt, ist ein zusätzliches Training für den Bedienenden erforderlich. Der zweite Nachteil ist die Ge- ■ fahr, daß das Hilfsventil versehentlich offengelassen wird und daß daher ein richtiges Arbeiten des Anhebkieises behindert sein wird.

Ein zweiter und besserer bekannter Vorschlag zur Ausführung eines Absenkens bei stillstehender Maschine beinhal-

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tet die Verwendung des unter dem Lastdruck in dem Zylinder stehende Öls als Betriebsflüssigkeit für die !Fernsteueranlage. Gemäß diesem Vorschlag wird das sich zusammenziehende Ende des Anhebzylinders mit der Einlaßleitung -der Steuerventile über einen Druckminderer verbunden, und die Ablaufleitung der motorgetriebenen Pumpe wird mit einem Rückschlagventil versehen, das so angeordnet ist, daß es einen Strom zu der Pumpe hin absperrt. Der Ausgangsdruck des Druckminderers ist vergleichbar mit dem Druck, der durch das Überströmventil aufgebaut wird. Daher wird die Fernsteueranlage noch mit Betriebsflüssigkeit versorgt, die das richtige Druckniveau hat, wenn die Maschine abgeschaltet ist und die Last sich in einer angehobenen Stellung befindet. Dadurch ist der Bedienende in der Lage, die Last in üblicher Weise nur durch eine Betätigung des zugehörigen Steuerventiles abzusenken. Unter normalen Bedingungen, d.h., wenn die Pumpe in Betrieb ist, muß der Druckminderer sich schließen und den Anhebzylinder von der Fernsteueranlage isolieren, um ein unbeabsichtigtes, langsames Anheben der Last zu vermeiden, wenn das Steuerventil und das Richtungssteuerventil sich in der Neutralstellung befinden und um einen richtigen Betrieb des Kreises sicherzustellen, wenn diese Ventile sich in ihren Absenk- und AnhebStellungen befinden. Dies bedeutet natürlich, daß die Druckeinstellung des Druckminderers niedriger sein muß als die Einstellung des Überströmventils. Die Ansprechcharakteristiken der Fernsteueranlage hängen von dem Druck der zugeführten Flüssigkeit ab, so daß, falls ein im wesentlichen gleiches Ansprechen sowohl im Notfall als auch bei Normalzuständen erwünscht ist, die Einstellung des Druckminderers und des Überströmventils ziemlich dicht beieinander liegen müssen. Daher muß für eine Korrektur der sich ergebenden

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Bearbeitungstbleranzen und der Unterschiede zwischen den Anlagen entweder der Druckminderer oder das Überströmventil bei jedem Fahrzeug eingestellt werden, um sicherzustellen, daß das Überströmventil die höhere Einstellung hat.

Ein anderer Nachteil des oben erwähnten Vorschlages tritt auf, wenn diese Schaltung in einem Arbeitskreis verwendet wird, in dem die Hauptpumpe als Normalquelle P der Be tätigungs flüssigkeit für die Fernsteueranlage verwendet wird. Der Normalversorgungskreis für die Steuerventile hat einen Druckminderer und es ist offenbar wünschenswert, daß dieser Druckminderer auch für die Absenkvorrichtung bei abgeschalteter Maschine dient. Dies kann jedoch bei dem bekannten Vorschlag nicht erfolgen, so daß hier der Einbau von zwei Druckminderern erforderlich ist.

. Das Ziel der Erfindung ist es, eine Schaltung zum Absenken bei abgeschalteter Maschine zu schaffen, die die unter Druck stehende Flüssigkeit in dem Anhebzylinder K als Notquelle einer Betriebsflüssigkeit für die Fernsteueranlage verwendet, die jedoch die Notwendigkeit zur Einstellung der Komponenten bei unterschiedlichen Fahrzeugen ausschaltet und die für den oben genannten Arbeitskreis verwendet werden kann, ohne daß ein gesonderter Druckminderer erforderlich ist. Gemäß der Erfindung ist der Arbeitskreis mit einem Schaltventil versehen, das auf den Ausgangsdruck der motorgetriebenen Pumpe anspricht und das dazu dient, die Einlaßleitung der Fernsteueranlage mit dieser Pumpe oder mit dem Anhebzylinder zu verbinden, abhängig davon, ob der Druck über oder unter einem vorbestimmten Wert liegt. Der vorbestimmte

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Wert hat keine Bedeutung soweit es die Arbeit der Fernsteueranlage betrifft. Er dient lediglieh als eine Anzeige, ob die Pumpe normal arbeitet oder nicht. Daher kann er ausreichend niedriger sein als die Einstellungen der anderen Ventile in dem Schaltkreis, um eine Einstellung irgendeiner der Werte auf das Fahrzeug unnötig zu machen. Da darüber hinaus das Schaltventil und nicht der Druckminderer dazu dient, den Anhebzylinder von der Fernsteueranlage während des Formalbetriebes zu trennen, kann der Druckminderer entweder zwischen dem Zylinder und dem Schaltventil oder zwischen dem Schaltventil und der Ein-* laßleitung der Fernsteueranlage angeordnet sein. Die Möglichkeit, die letztgenannte Stelle zu verwenden, ist in Ausführungsbeispielen, wie sie oben erwähnt sind, von Bedeutung, da sie die Verwendung eines einzigen Druckminderers ermöglicht, der sowohl für die Versorgung der Steuerkreise im Normalfall als auch im Forfall dient.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar sind:

Fig.1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels, --bei dem getrennte Steuer- und Hauptpumpen verwendet sind,

FigJA eine schematische Darstellung, die eine Abwandlung des in Fig.1 dargestellten Schaltkreises zeigt und

Fig.2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles, bei dem die Hauptarbeitspumpe als Formalquelle für die Versorgung der Fernsteueranlage dient. . " -

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Gemäß ^Fig.1 wird der Schaltkreis der Erfindung verwendet, um eine Last 11 zu betätigen, die der Ausleger eines Vorderladers sein kann. Dieser Schaltkreis hat eine oder mehrere Anhebzylinder 12, eine Hauptpumpe 13 und einen ölbehälter 14 sowie ein Richtungssteuerventil 15 mit offener Mitte und verschiebbaren Kolben. Obwohl der vollständige Arbeitskreis normalerweise zusätzliche Betätigungszylinder und Richtungssteuerventile hat, ist zur Vereinfachung und zur besseren Übersicht der Erfindung nur der Anhebteil des Kreises dargestellt. Der Schieber oder Kolben des Eichtungssteuerventils 15 wird durch eine nicht gezeigte, in die Mitte einstellende Feder in seine Neutral- oder Haltestellung gedrückt und er wird in die verschiedenen Betätigungsstellungen durch ein Paar von gegenüberliegenden gesteuerten Druckmotoren 16 und 17 verschoben, die mit Betriebsflüssigkeit durch ein in der Mitte geschlossenes, von Hand betätigtes druckabstufendes Steuerventil 18 bei einem ausgewählten variablen Druck versorgt werden.. Die Komponenten und die Betriebsweise einer Fernsteueranlage- werden als bekannt vorausgesetzt.

Das Steuerventil 18 nimmt Betriebsflüssigkeit bei einem relativ niedrigen Druck von einer der beiden Quellen auf. Die erste Quelle ist ein Überströmventil 19 und eine kleine Steuerpumpe 29, die gleich wie die Hauptpumpe 13 von der Antriebsmaschine des Fahrzeuges angetrieben wird^ Die zweite Quelle ist das Kopfende 12a des Anhebzylinders 12, ein Druckreduzierventil· 22 und ein Überströmventil Die Ventile 22 und 23 können zu einer Einheit zusammengebaut sein. Bei einem typischen Steuerkreis ist das Überströmventil 19 und der Druckminderer 22 auf einen Druck von ca. 14 kg/cm und das Überströmventil 23 auf einen Druck von ca. 35 kg/cm eingestellt. Eine Auswahl zwischen

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den zwei Quellen erfolgt automatisch, durch ein Schaltventil 24, das auf den Ausgangsdruck der St'euerpumpe 21 anspricht. Das Ventil 24 wird durch eine Feder 24a in die dargestellte Stellung gedrückt, in der es die Einlaßleitung 25 des Steuerventils 18 mit einer Auslaßleitung -27 des Druckminderers 22 verbindet,und das Ventil 24 wird durch einen Betatigungsmotor 24b in eine zweite Stellung verschoben, in der es die Leitung 25 mit einer Abgabeleitung 26 der Pumpe 21 verbindet. Der Motor 24b und die Feder 24a sind so bemessen, daß das Ventil 24 in seiner zweiten Stellung immer dann gehalten wird, \ wenn der Druck in der Leitung 26 über einem Niveau liegt, der für die Tatsache kennzeichnend ist, daß die Pumpe 21 in Betrieb ist. In einem typischen Fall, in dem die Fernsteueranlage bei einem Dr-uckniveau von ca.14 kg/cm arbeitet, schiebt der Motor 24b das Ventil 24 in die zweite Stellung bei einem Druck von ca. 3 kg/cm .

Wenn der Schaltkreis der Fig.1 in Betrieb ist und die Maschine läuft, liegt der Druck in der Leitung 26 ausreichend über der Einstellung des Ventils 24, so daß das Ventil seine zweite Stellung einnimmt,und die Pumpe 21 liefert Betriebsflüssigkeit zu dem Steuerventil 18 bei einem Druck, der durch die Einstellung des Überströmventils 19 bestimmt ist. Bei diesem Zustand ist die Leitung 27 sowohl von der Leitung 25 als auch von der.Leitung 26 getrennt, so daß kein Strom von der Pumpe 21 zu dem Kopfende oder von dem Kopfende 12a des Zylinders 12 und zu der.Fernsteueranlage auftritt. Aus diesem Grunde kann die Einstellung des Druckminderers 22 ohne eine nachteilige Wirkung höher sein als die Einstellung des Überströmventils 19. ·

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Es sei bemerkt, daß das Überströmventil 23 mit dem Kopfende 12a des Zylinders^ 12 über den Druckminderer 22 in Verbindung steht und daß daher etwas Öl aus dem Zylinder zu dem Tank 14 dann abfließen kann, wenn der Druck in dem Kopfende höher ist als der Druck, auf den das Überströmventil eingestellt ist. Da jedoch die Einstellung des Überstromventiles 23 höher liegt als die Einstellung des Druckminderers 22, wird der Druckminderer geschlossen sein, wenn der Belastungsdruck diese Höhe erreicht und daher ist die ölmenge, die aus dem Zylinder entweicht, auf die geringe Menge begrenzt, die über den Schieber des Druckminderers 22 aus der Leitung 28 zu der Leitung 27 durchsickert.

Gemäß Fig.iA kann der Druckminderer 22 und das Überströmventil'23 in die Leitung zwischen dem Schaltventil 24 und der Einlaßleitung 25.der Pernateueranlage, statt zwischen das Schaltventil und den Anhebezylinder geschaltet sein. Obvvohl in diesem Ausführungsbeispiel das Schaltventil 24 dazu dienen kann, die Einlaßleitung 29 des Druckminderers 22 entweder mit der Auslaßleitung 26 der Pumpe 21 oder mit der Leitung 28 zu verbinden, die von P dem Kopfende des AnhebeZylinders kommt, macht dies erforderlich, daß das gesamte zu dex¹ Fernsteueranlage während des Normalbetriebs gelieferte Öl durch den Druckminderer 22 geht. Da der Druckminderer nur während der Notfälle benötigt wird, stellen die Druckverluste die beim Strömen durch dieses Gerät auftreten, einen Energieverlust dar* Daher wird es bevorzugt, daß das Schaltventil 24 in dem Ausführungsbeispiel der Fig.1A öl von der Pumpe 21 zur Leitung 25 durch eine Leitung 31 leitet, die den Druckminderer 22 umgeht.

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Soweit das Überströmventil 23 in Fig.1A immer dann von dem Anhebezylinder getrennt ist, wenn die Steuerpumpe 21 in Betrieb ist, verhindert diese Version der Erfindung selbst ein Entweichen irgendwelchen Öles von dem Kopfende des Zylinders durch das Überströmventil in den Behälter. Das Ausführungsbeispiel der Fig.iA ist auch von Vorteil, weil es ermöglicht, die Ventile 22-24- zu einer Einheit zusammenzufassen, die mit Ausnahme für geringe Veränderungen in einem Schaltkreis in Arbeitskreisen verwendet werden kann, die eine Hauptpumpe als die Normalquelle der Arbeitsflüssigkeit- für die Fernsteueranlage verwenden.

Fig.2 zeigt die Erfindung in einem anderen Arbeitskreis. In diesem Kreis führt die Zuführungsleitung 32 von der Pumpe 13 zu einem Riehtungssteuerventil I5, das mit einem einstellbaren Drosselventil 33 versehen ist. Das Steuerventil 18 wird normalerweise mit Öl· durch eine Zweigleitung 34 versorgt, die an die Zuführungsleitung an einer Stelle in Strömungsrichtung oberhalb des Drosselventils angeschlossen ist. Das Ventil 33 wird hauptsächlich durch eine Vorrichtung gesteuert, die eine Feder 33a hat. Diese Feder drückt das Ventil in eine Stellung, in der ein großer Strom gedrosselt wird. Weiterhin wird das Ventil 33 durch einen gegenüberliegenden Flüssigkeitsdruckmotor 33b gesteuert, der über eine Einschnürung 35 an eine Versorgungsleitung 32 und über ein Ablaufventil 36, das im Gleichtakt mit dem Steuerventil 18 betätigt wird, an den Vorratsbehälter 14 angeschlossen ist. Diese Anordnung arbeitet so, daß das Ventil 33 eine Stellung einnimmt, in der ein geringer Strom gedrosselt wird und in der auf die Pumpe 13 ein geringster Gegendruck ausge-

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übt wird, wenn das Steuerventil sich in der Neutralstellung befindet. Das Ventil 33 verschiebt sich in eine Stellung, in der ein großer Strom gedrosselt wird und in der ein Gegendruck erzeugt wird, der ausreicht, um die !Fernsteueranlage zu betätigen, wenn das Steuerventil 18 aus der Neutralstellung weggeschoben wird, um eine Betätigung des Zylinders 12 zu bewirken. Das "Ventil 33 ist auch mit einem Übersteuermotor 33c ausgerüstet, der das Ventil in die Stellung verschiebt, in der ein geringer Strom gedrosselt wird, in der der während der Betätigung des Zylinders erzeugte Belastungsdruck in der Leitung 32 selbst hoch genug ist, um eine sichere Betätigung der Fernsteueranlage sicherzustellen.

Der Druck des in die Zweigleitung .34- gelieferten Öls verändert sich mit dem Belastungsdruck in der Leitung 32 unter hohen Lastzuständen, so daß er reduziert werden muß, ehe das Öl das Steuerventil 18 erreicht. Gemäß der Erfindung kann diese Tätigkeit durch denselben Druckminderer 22 ausgeführt werden, der für die Notabsenkschaltung bei Maschinenstillstand verwendet wird, falls, wie dies dargestellt ist, diese Komponente in Strömungsrichtung unterhalb des Schaltventils 24 angeordnet ist. Die Anordnung ist die gleiche wie die, die in Fig.iA dargestellt ist. Dies gilt natürlich mit der Ausnahme, daß der Nebenweg JA weggelassen ist und daß das Ventil 24 verwendet wird, um entweder die Leitung 28 oder die Leitung 34 mit dem Druckminderer 22 zu verbinden.

Während der normalen Tätigkeit, d.h., wenn die Pumpe 13 in Betrieb ist, ist der Druck in der Versorgungsleitung 32 in Strömungsrichtung oberhalb des Ventils 33, unabhängig von der Stellung des Drosselventils 33, immer'"hoher als die Einstellung des Schaltventils 24. Daher wird das Ven-

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til 24 die Leitung 34 mit dem Druckminderer 22 verbinden und die Fernsteueranlage kann in der üblichen Weise betätigt werden, wobei ein Teil der Fördermenge der Pumpe 13 als Betriebsflüssigkeit verwendet wird. Auf der anderen Seite wird, wenn die Maschine stillsteht, der Druck in der Leitung 34 sich abbauen und das Ventil 24 verschiebt sich in die dargestellte Stellung und es verbindet dis Leitung 28 mit dem Druckminderer. Daher wird, falls die Last 11 sich noch in einer angehobenen Stellung befindet, das Steuerventil IS noch öl mit dem Druck aufnehmen, der für eine sichere Betätigung der Fernsteueranlage erforderlich ist und ein Uotabsenkeη der Last kann wie in den anderen Ausführungsbeispielen ausgeführt werden.

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Claims (2)

1. - , Patentansprüc he

   ΐ7) Hydraulischer Arbeitskreis mit einem Anhebezylinder zum Anheben einer Last, mit einem Richtungssteuerventil zur Steuerung eines Stromes von einer Arbeitspumpe zu dem Zylinder und von dem Zylinder zu einem Vorratsbehälter, mit einer Fernsteueranlage für einen niedrigen Druck zur Betätigung des Richtungssteuerventils und mit einer Einlaßleitung, durch die das Richtungssteuerventil ein fließfähiges Medium für eine Bewegung erhält sowie mit einer Pumpe zur Lieferung eines unter Druck stehenden, fließfähigen Mediums ; in die Einlaßleitung, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung für einen Notfall, die ein Absenken der Last von einer angehobenen Stellung ermöglicht, wenn die Pumps außer Betrieb ist, wobei die Notvorrichtung eine Hilfsleitung zur Zuführung eines fließfähigen Mediums, hat, das durch die Belastung aus dem Zylinder in die Fernsteueranlage ausgestoßen wird, durch ein Schaltventil, das auf den Abgabedruck der Pumpe zur Änderung einer Verbindung der Einläßleitung mit der Pumpe oder der Hilfsleitung anspricht, abhängig davon, ob der Druck oberhalb oder unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, und durch eine Regelvorrichtung zur Verringerung eines vorbestimmten niedrigen Druckniveaus, unter dem ein fließfähiges Medium durch die Hilfsleitung in die Fernsteueranlage geleitet wird.
2. 2. Hydraulischer Arbeitskreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung zwischen dem Schaltventil und dem Anhebe zylinder in die Hilfsleitung eingeschaltet ist.

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   Hydraulischer Arbeitskreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitspumpe an das Richtungssteuerventil über einen "Versorgungsdurchgang angeschlossen ist, der ein Drosselventil enthält, das automatisch auf die Betätigung eines Steuerventils in der Fernsteueranlage eingestellt wird, daß das Schaltventil die Einlaßleitung mit dem Versorgungsdurchgang an einer Stelle in Strömungsrichtung oberhalb des Drosselventils verbindet, wenn der Ausgangsdruck der Arbeitspumpe über dem vorbestimmten Wert liegt, wodurch die Arbeitspumpe als Pumpe dient, und daß die Regelvorrichtung zwischen das Schaltventil und die Einlaßleitung geschaltet is1i, wodurch diese Regelvorrichtung dazu dient, sowohl den Druck des in die Einlaßleitung durch die Hilfsleitung gelieferten fließfähigen Mediums als auch den Druck des durch die Arbeitspumpe gelieferten fließfähigen Mediums zu reduzieren.

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