DE2140882B2 - Hydraulische Verstelleinrichtung für höhenverstellbare Arbeitsgeräte, insbesondere landwirtschaftliche Bodenbearbeitungsgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Verstelleinrichtung für höhenverstellbare Arbeitsgeräte, insbesondere landwirtschaftliche Bodenbearbeitungsgeräte, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche hydraulische Verstelleinrichtung ist bekannt und ermöglicht, ein aus mehreren Geräteabschnitten bestehendes Arbeitsgerät in einfacher Weise aus der Arbeitsstellung in eine Transportstellung anzuheben bzw. zurück in eine Arbeitsstellung abzusenken, wobei unter allen Umständen eine synchrone Bewegung aller Geräteabschnitte gewährleistet ist (vgl. Agricultural Engineering, Dez. 1968, S. 732 und AU-P5 27 372). Beim Heben des Arbeitsgerätes wird der über das Umschaltventil direkt mit der Druckseite der Pumpe verbundene Zylinderraum des ersten Reihenzylinders mit einem Druck beaufschlagt, der zusammenwirkend mit den Abmessungen der wirksamen Zylinderquerschnitte ausreichen muß, das gesamte Arbeitsgerät anzuheben. Dieser Druck wird aufgrund der Reihenschaltung durch den Kolben des ersten Reihenzylinders beim Anheben des Arbeitsgerätes aufgeteilt, einerseits auf die Kolbenstange dieses Kolbens und andererseits auf die Hydraulikflüssigkeit, welche den die Kolbenstange umgebenden Zylinderraum ausfüllt. Dieser hydraulische Druck wird auf die der Kolbenstange des nächsten Reihenzylinders abgewandte Seite des Kolbens des zweiten Reihenzylinders übertragen und über den Kolben des zweiten Reihenzylinders wiederum aufgeteilt auf die Kolbenstange dieses Zylinders und die diese Kolbenstange umgebende Hydraulikflüssigkeit, die ihrerseits auf den nächsten Reihenzylinder übertragen wird, und so fort Das bedeutet, daß die Kolbenstange des ersten Reihenzylinders beim Hebevorgang lediglich so kräftig ausgebildet zu werden braucht, wie es zum Anheben des Geräteabschnittes notwendig ist, der dem ersten Reihenzylinder zugeordnet ist. Entsprechendes gilt für die weiteren Reihenzylinder. Die Hubkapazität der bekannten Verstelleinrichtung wird durch den von der Pumpe zur Verfügung gestellten hydraulischen Druck einerseits und den wirksamen Querschnitt des ersten Reihenzylinders bestimmt. Das Produkt aus diesen beiden Größen muß eine Kraft ergeben, die ausreicht, um das ganze Arbeitsgerät anzuheben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Hubkapazität einer derartigen hydraulischen Verstelleinrichtung auf einfache und billige Weise zu vergrö-Bern, wobei nich: nur die Hubkapazität des ersten in Reihe geschalteten Zylinders, sondern ohne Veränderung der nachgeschalteten Zylinder auch deren Hubkapazität vergrößert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst.

Aufgrund dieser Ausbildung wird die Hubkapazität des ersten in Reihe geschalteten Zylinders durcn den mechanisch parallel zu diesem geschalteten Hilfszylinder vergrößert. Da aufgrund der krcjhanischen und in bestimmter Weise zum Teil auch hydraulischen Parallelschaltung des ersten in Reihe geschalteten Zylinders und des Hilfszylinders die wirksame Kolbenfläche zwischen dem Geräteabschnitt und dem Bodenlaufrad, zwischen denen der erste in Reihe geschaltete Zylinder und der Hilfszylinder mechanisch angeordnet sind, wesentlich vergrößert wird, wird die Kolbenstange des Kolbens des ersten in Reihe geschalteten Zylinders wesentlich entlastet, da das Gesamtgewicht des betreffenden Geräteabschnittes sich nunmehr auf die Kolbenstangen des ersten in Reihe geschalteten Zylinders und des Hilfszylinders verteilt. Da der von der Hydraulikpumpe gelieferte Druck durch die Anordnung des Hilfszylinders unverändert bleibt, wird aufgrund dieser Tatsache nunmehr ein größerer Druckanteil auf die die Kolbenstange umgebende Hydraulikflüssigkeit des ersten in Reihe geschalteten Zylinders übertragen, so daß die in Reihe nachgeschalteten Zylinder ebenfalls eine erhöhte Hubleistung erbringen, und zwar ohne jegliche mechanische oder sonstige Veränderung.

Durch entsprechende Wahl des wirksamen Zylinderquerschnittes des Hilfszylinders läßt sich bei sonst unveränderter Bemessung und Ausbildung der Elemente der Verstelleinrichtung die auf die in Reihe geschalteten Zylinder wirksame Druckerhöhung den Verhältnissen entsprechend einstellen. Es ist ohne weiteres auch ein nachträglicher Einbau des Hilfszylinders in bestehende hydraulische Verstelleinrichtungen der in Frage stehenden Art möglich. Weiterhin wird

durch die neue Ausbildung der Verstelleinrichtung die Voraussetzung dafür geschaffen, daß auch schwerere Arbeitsgeräte bei Ackerschleppern mit relativ schwacher Hydraulikpumpe zuverlässig eingesetzt werden können, ohne daß die Systeme Oberbeansprucht werden.

Bevorzugte weitere Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein landwirtschaftliches Bodenbearbeitungsgerät mit einer hydraulischen Verstelleinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig.2 in Form eines Schaltplanes die hydraulische Verstelleinrichtung, wie sie bei dem Bodenbearbeitungsgerät nach F i g. 1 eingesetzt ist,

Fig. 3 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der neuen Verstelleinrichtung.

Das in Fig. I dargestellte Bodenbearbeitungsgerät weist einen mittleren Hauptrahmen oder Geräte^bschnitt 10 und zwei seitliche Hilfsrahmen oder Geräteabschnitte 44 und 46 auf, die um zur Fahrtrichtung etwa parallele Achsen, wie sie für den Geräteschnitt 44 bei 56 und 58 dargestellt sind, schwenkbar mit dem mittleren Geräteabschnitt 10 verbunden sind.

Der mittlere Geräteabschnitt 10 ist über einen Zugrahmen 12 und eine Anhängeöse 14 an das Zugpendel 16 eines nicht dargestellten Ackerschleppers anhängbar. Dem mittleren Geräteabschnitt 10 sind zwei seitliche Bodenlaufräder 22 und 24 und den beiden äußeren Geräteabschnitten 44 und 46 jeweils ein Bodenlaufrad 60 zugeordnet. Die Radgabeln 26 und 27 der beiden Bodenlaufräder 22 und 24 des mittleren Geräteabschnittes 10 sind an den Enden einer horizontalen Querwelle 28 befestigt, die bei 30 im mittleren Geräteabschnitt 10 gelagert ist. An der Querwelle 28 sind zwei Kurbelarme 32 und 34 befestigt.

Die beiden Bodenlaufräder 60 der beiden äußeren Gerä'teabschnitte 44 und 46 sind jeweils am unteren Ende eines zweiarmigen Hebels 62 gelagert, der zwischen seinen Enden um eine in dem betreffenden Geräteabschnitt gelagerte horizontale Querwelle 64 schwenkbar ist.

Zum synchronen Heben und Senken der Geräteabschnitte 10, 44 und 46 gegenüber den zugehörigen Bodenlaufrädern 22, 24 bzw. 60 sind im dargestellten Beispiel vier hydraulische Zylinder 36, 38, 66 und 70 vorgesehen. Jeder Zylinder ist im dargestellten Beispiel doppeltwirkend ausgebildet und zylinderseitig am zugehörigen Geräteabschnitt bei 40 für den mittleren Geräteabschnitt 10 bzw. bei 68 für die äußeren Geräteabschnitte 44, 46 schwenkbar gelagert, während die jeweilige Kolbenstange an den Kurbelarmen 32, 34 bzw. den oberen Enden der Hebel 62 angelenkt sind. Es ist ersichtlich, daß aufgrund dieser Ausbildung die Geräteabschnitte 10, 44 und 46 jeweils gegenüber den zugehörigen Bodenlauf rädern angehoben oder abgesenkt werden können.

Zum besseren Verständnis der hydraulischen Verstelleinrichtung wird nunmehr auf F i g. 2 Bezug genommen. In dieser schaltungsmäßigen Darstellung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die hydraulische Verstelleinrichtung weist eine Hydraulikpumpe 80 vnd einen Hydrauliksumpf 82 sowie ein Umschaltventil 84 mit zwei Anschlüssen 76 und 78 für zwei Hydraulikleiiungen 72 und 74 auf. Die Hydraulikpumpe, der Hydrauliksumpf und das Umschaltventil, das als handbetätigter Drekiellungssch'eber ausgebildet ist, :;ind auf dem Ackerschlepper angeordnet.
Die Hydraulikleitung 72 führt in den befestigungsseitigen Zylinderraum des Zylinders 38, der auch als erster in Reihe geschalteter Zylinder bezeichnet werden kann. Diese Bezeichnung ergibt sich daraus, daß der in Reihe nachgeschaltete Zylinder 70 mit dem Kolbenstangenende des ersten Zylinders 38 über eine Druckmittelleitung

ίο 86 verbunden ist, die in den befestigungsseitigen Zylinderraum des zweiten Zylinders 70 führt- Der kolbenseitige Zylinderraum des zweiten Zylinders 70 ist über eine weitere Hydraulikleitung 88 mit dem befestigungsseitigen Zylinderraum des dritten in Reihe geschalteten Zyiinders 66 verbunden. Der kolbenstangenseitige Zylinderraum dieses dritten Zylinders 66 ist einerseits mit der zweiten Hydraulikleitung 74 verbunden.

Bei dei in Fig. 2 dargestellten Stellung des Umschaltventils 84 wirkt der Pun^endruck über die Hydraulikleitung 72 auf das Befestigungs.-nde des ersten Zylinders 38. Beim Ausfahren des Kolbens wird von der anderen Kolbenseite Hydraulikflüssigkeit über die Druckmittelleitung 86 in das befestigungsseitige Ende des zv jiten Zyiinders 70 verdrängt, dessen Kolben ebenfalls nach außen fährt. Die dabei verdrängte Hydraulikflüssigkeit gelangt über die Hydraulikleitung 88 zum Befestigungsende des dritten Zylinders 66, so daß auch dessen Kolben sich nach außen bewegt. Wenn die Zylinderquerschniüe der drei in Reihe geschalteten Zylinder 38, 70 und 66 im Hinblick auf die Kolbenstangenquerschnitte abgestuft entsprechend bemessen sind, läßt sich in der gezeigten Stellung eine vollständig synchrone Bewegung der Kolbenstangen der drei

J5 Zylinder erreichen. Es werden also alle drei Geräteabschnitte 10, 44 und 46 synchron gegenüber den zugehörigen Bodenlaufrädern angehoben.

Die eingestellte Höhenstellung kann durch einsprechende Schieberstellung festgestellt werden. Zum Absenken wird der Dreistellungsschieber in die dritte Stellung verschoben, so daß nunmehr der Druck der Hydraulikpumpe über die Hydraulikleitung 74, die zuvor die Hydraulikflüssigkeit aus dem kolbcnseitigen Ende des Zylinders 66 in den Hydnuliksumpf 82 abgeführt hat, auf den Zylinder 66 wirkt, dessen Kolben einfährt und dabei durch Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit zwangsläufig eine synchrone Bewegung der Kolben der beiden anderen Zylinder 70 und 38 hervorruft.

Der Kolbenstange des ersten Zylinders 38 ist ein mechanischer Anschlag % zugeordnet, der in einer einstellbaren eingefahrenen Stellung des zugehörigen Kolben« auf einen Ventilschieber 98 wirkt, der bei 100 längsverschieblich gelagert ist und bei Erreichen der gewünschten Einijhrstellung die Einmündung der Hydraulikleitung 72 in den befestigungsseitigen Zylinderraum des Zylinders 38 versperrt.

Der vierte in Γ i e. I und 2 dargestellte Zylinder ist, da er nicht zur Reihenschaltung gehört, als Hilfszylinder 36

bo zu betrachten. Er ist mechanisch parallel zu dem ersten Zylinder 38 zwischen dem mittleren Geräteahscimitt 10 und den zugehörigen Bodenlaufrädern 22, 24 durch Anlenkung seines Kolbenstangenendes an den Kurbelarm 32 (Fig. 1) angeordnet und unterstützt somit die Hub- und Senkbewegung des ersten Zylinders 38 bezüglich des Geräteabschnittes 10.

Im dargestellten Beispiel ist der Hilfszylinder 36 bezüglich der Hydraulikleitung 72 ebenfalls parallel zu

dem ersten Zylinder 38 angeordnet, ind<:m die beiden befcstigungsseitigen Zylinderkammern der genannten Zylinder über eini; Leitung 90 direkt verbunden sind.

Das kolbenseitige Ende des Hilfszylinders 36 ist jedoch anders als der erste Zylinder 38 über eine Leitung 92 direkt mit der zweiten Hydraulikleitung 74 verbunden, so daß in der in Fig.2 gezeigten Stellung des Umschaltvenl:ils 84 die Hydraulikflüssigkeit aus dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum des Hilfszylinders 36 zusammen mit der Hydraulikflüssigkeit aus dem kolbenstangenseitigen linde des let/ten Zylinders 66 über das Umschaltventil in den Hydraulikstimpf 82 abfließen kann. Durch die mechanische parallele Anordnung /wischen dem mittleren Geräteabschnitt 10 und den zugehörigen Bodenlaufrädern 22, 24 erfolgt zwangsläufig eine synchrone Bewegung der Kolben des Hilfszylinders 36 und des ersten Zylinders 38. Der Hilfszylinder 36 entlastet die Kolbenstange des ersten Zylinders 38 bezüglich des Gewichtes des mittleren GcräteabsL-hnittes 10. Der von der Hydraulikpumpe 80 gelieferte Druck kann somit in entsprechend höherem Maße auf die Hydraulikflüssigkeit in dem Kolbenstangcnende des erste η Zylinders 38 einwirken, wodurch die Hubkapazität auch der beiden in Reihe nachgeschalteten Zylinder 70 urd 66 entsprechend erhöht wird.

Das in Fig..) gezeigte Ausführungsbeispiel der Verstelleinrichtung unterscheidet sich nur in zwei Punkten von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in F i g. 2 bezeichnet.

Der erste Uiterschied besteht darin, daß die befestigungsseitige Kammer des Hilfszylinders 36 über eine Hydrauliklcitung 102 direkt mit der ersten Hydraulikleitung 72 verbunden ist. Der zweite Unterschied besteht darin, daß der Hilfszylinder 36 als einfach wirkender Zylinder ausgebildet ist, wobei die kolbcnstangenseitige Kammer des Hilfszylinders 36 über ein Entlüftungsventil 104 zur Atmosphäre h'n belüftbar ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 hat den Vorteil größerer Einfachheit. Jedoch ist die Verwendung dieser Verstelleinrichtung auf Anwendungsfälle beschränkt, bei denen das Gewicht des gesamten Arbeitsgerätes allein vorn ersten Zylinder 38 aufgenommen werden kann, wenn sich das Arbeitsgerät in der durch den Anschlag 96 festgelegten Position befindet. Außerdem ist das Entlüftungsventil 104 nur anwendbar, wenn nur geringe hydraulische Drücke /um Einfahren der

r> Arbeitszylinder erforderlich sind.

Bei beiden Ausführungsbeispielcn ist wie bei den bekannten hydraulischen Verstelleinrichtungcn der in Frage stehenden Art eine automatisch wi'ksainc hydraulische Durchspüleinrichtung vorgesehen. Zu

2n diesem Zweck sind die kolbenstangenseitigen Zylinderräumc nahe dem äußeren Ende der Zylinder mit einer Bypassleitung 94 versehen, die es ermöglicht, daß die Hydraulikflüssigkeit diese Zylinder bei voll ausgefahrener Kolbenstange durchspült. Dadurch wird jede

2ϊ Abweichung von der synchronen Stellung und Bewegung nach jedem vollen Ausfahren korrigiert. Auch wird hierdurch bei erstmaliger Inbetriebnahme eine anfängliche hycii-aul'schc Beaufschlagung aller Zylinderräumc und Leitungen ermöglicht. Eine Durchspülung des

K) Hilfszylinders 36 ist auch bei der Ausführungsfonn nach F i g. 2 nicht erforderlich, da die synchrone Bewegung durch die mechanische Koppelung mit dem ersten Zylinder 38 stets gewährleistet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Verstelleinrichtung für höhen verstellbare Arbeitsgeräte, insbesondere landwirtschaftliche Bodenbearbeitungsgeräte, mit wenigstens zwei Garäteabschnitten mit jeweils wenigstens einem Bodenlaufrad, bei der jeweils zwischen einem Geräteabschnitt und dem zugehörigen Bodenlaufrad ein doppelt wirkender Zylinder angeordnet ist, die Ober Hydraulikleitungen in Reihe geschaltet, über ein Umschaltventil an eine Hydraulikpumpe oder einen Hydrauliksumpf anschließbar und bezüglich ihres jeweiligen wirksamen Zylinderquerschnittes so aufeinander abgestimmt sind, daß ihre Kolben synchrone Bewegungen ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß dem beim Heben des Arbeitsgerätes direkt von der Hydraulikpumpe (80) gespeisten ersten (38) der in Reihe geschalteten Zylinder(38,66,70) ein Hilfszylinder(36) zugeordnet ist, der an denselben Elementen wie der erste in Reihe geschaltete Zylinder (38) angreift und zu diesen hydraulisch parallel geschaltet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die beim Heben als Speiseleitung und beim Senken als Rücklaufleitung dienende Hydraulikleitung am Befestigungsende des ersten i.r Reihe geschalteten Zylinders angeschlossen und durch eine dem Verstellweg zugeordnete Anschlageinrichtung steuerbare Sperreinrichtung bei eingefahrener Kolbenstange automatisch absperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsende des Hilfszylinders (36) durch eine Leitung (90) direkt mit dem Befestigungsendc des ersten in Reihe geschalteten Zylinders (38) verbunden ist

3. Einrichtung nach Ansprucn 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kolbenstangenseitige Ende des Hilfszylinders (36) an die andere (74) der beiden zu dem Umschaltventil (84) führenden Hydraulikleitungen (72, 74) der in Reihe geschalteten Zylinder (38,66,70) angeschlossen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfszylinder (36) als nur einfach wirkender Zylinder ausgebildet und unabhängig vom Anschluß des zugehörigen ersten in Reihe geschalteten Zylinders (38) direkt an die beim Heben als Speiseleitung dienende Hydraulikleitung (72) angeschlossen ist.