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Info

Publication number: DE2213167A1
Application number: DE19722213167
Authority: DE
Priority date: 1971-03-22
Filing date: 1972-03-17
Publication date: 1972-09-28
Also published as: BR7201594D0; US3782572A; GB1357993A; AR193724A1; ES401082A1; IT953995B; FR2140722A5; BE780613A; DE2213167C2

Description

DR. ING. E. HOFPMANN · DIPL. ING. W, EITLE · DR. HER. JiAT. HL. HOFFMANJV

PATEIiTAWWlXTE
D-8000 MÜNCHEN 81 · ARABELLASTRA&SE 4 · TELEFON (08.1JJ £11087 22 131 0/

Poclain, Le Plessis-Belleville, (Oise) Prankreich

Verfahren zur Regelung der Stellung der Arbeitseinrichtung eines Baufahrzeugs und nach diesem Verfahren arbeitendes Baufahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Stellung der Arbeitseinrichtung eines Baufahrzeugs, bestehend aus einer Gruppe angetriebener Vorderräder, einer Gruppe angetriebener Hinterräder, einer an dem Rahmen des Fahrzeugs angelenkten Arbeitseinrichtung und einem zwischen der Arbeitseinrichtung und dem Rahmen eingekuppelten, zweifach wirkenden Antriebsorgan, das zwei wahlweise mit einer Druckströmmittelquelle und einem Entladebehälter ver-

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bunden oder in dieser Druckströmungsmittelquelle und diesem Entladebehälter getrennte Kammern aufweist, bei welchem die Arbeitseinrichtung in eine bestimmte Stellung gebracht wird, indem die beiden Kammern des Antriebsorgans isoliert werden, und das Fahrzeug in Bewegung gesetzt wird, sowie ein nach diesem Verfahren arbeitendes Baufahrzeug.

Zahlreiche Baufahrzeuge werden gegenwärtig so benutzt, daß.die Arbeitseinrichtung in Stellung gebracht wird und das Fahrzeug dann als ganzes vorwärtsbewegt wird. Dies ist insbesondere bei Schaufelladern und dergleichen bekannt, deren Schaufel zunächst in Bodenhöhe gebracht wird, um dann durch Vorwärtsbewegung des ganzen Fahrzeugs in das abzutragende Material einzudringen. Diese Arbeitsweise ist auch bei anderen Baufahrzeugen gebräuchlich.

Die Fahrwerke mancher derartiger Baufahrzeuge bestehen aus Rädern, was gewisse Vorteile bietet. Fahrzeuge mit Rädern neigen jedoch dazu, während des Betriebs je nach Fall um die Vorderradachse oder um die Hinterradachse zu kippen. In beiden Fällen ist die von dem Fahrzeug bei der Vorwärtsbewegung entwickelte Kraft höchstens gleich der Haftkraft der noch mit dem Boden in Berührung stehenden Räder. Dies stellt bei den bisher bekannten Baufahrzeugen einen Nachteil dar, da die durch die Auflage der Räder einer einzigen Achse auf dem Boden entwickelte Kraft in vielen Fällen unzureichend ist.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren, durch welches alle Räder des Fahrzeugs praktisch ständig mit dem Boden in Berührung bleiben, sowie ein nach diesem Verfahren arbeitendes Fahrzeug zu schaffen.

Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Verfahren

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dadurch gekennzeichnet, daß eine auf diese bestimmte Stellung folgende Stellung der Arbeitseinrichtung in Abhängigkeit von den Vierten der Widerstandsmomente der Gruppe der Vorderräder und der Gruppe der Hinterräder eingestellt wird.

Die Erfindung betrifft ferner ein nach diesem Verfahren arbeitendes Baufahrzeug, das gekennzeichnet ist durch eine Gruppe angetriebener Hinterräder, durch mindestens einen hydraulischen Motor, der mit jeder Gruppe angetriebener Räder gekoppelt ist und durch eine Leitung mit einer Druckströmungsmittelquelle verbunden ist, durch eine an dem Rahmen des Fahrzeugs angelenkte Arbeitseinrichtung, durch ein erstes, zweifach wirkendes, zwischen der Arbeitseinrichtung und dem Rahmen eingekuppeltes und zwei Kammern aufweisendes Antriebsorgan, durch eine erste Leitung und eine zweite Leitung, die jeweils mit dieser beiden Kammern verbunden sind, und durch einen ersten Verteiler mit mindestens drei Stellungen, der in der ersten Stellung die erste Leitung mit einer Druckströmungsmittelquelle und die zweite Leitung mit einem Entladebehälter verbindet, in der zweiten Stellung die erste Leitung mit dem Entladebehälter und die zweite Leitung mit der Druckströmungsmittelquelle verbindet und in der dritten Stellung die beiden Kammern von dem Entladebehälter und der Druckströmungsmittelquelle trennt, wobei von der ersten und der zweiten Leitung zwischen dem ersten Antriebsorgan und dem ersten Verteiler eine dritte Leitung bzw. eine vierte Leitung abzweigt, in welchen zwischen deren Anschlüssen an die erste und zweite Leitung einerseits und einer Druckströmungsmittelquelle und einem Entladebehälter andererseits ein zweiter Verteiler mit drei Stellungen vorgesehen ist, der in seiner ersten Stellung die dritte Leitung mit dieser Druckströmungsmittelquelle und die vierte Leitung mit dem Entladebehälter verbindet, in seiner zweiten Stellung die dritte Leitung mit dem Entladebehälter und die vierte Leitung mit der DruckstrÖmungsmit-

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telquelle verbindet und in seiner dritten Stellung die erste und die zweite Leitung von der Druckströmungsmittelquelle und dem Entladebehälter trennt, und wobei eine fünfte Leitung und eine sechste Leitung einerseits an die Leitungen zur Speisung der die Gruppe der angetriebenen Vorderräder bzw. Hinterräder antreibenden hydraulischen Motoren und andererseits an die beiden Kammern eines zweiten, zwischen das bewegliche Organ und den Körper des zweiten Verteilers eingesetzten Antriebsorganes zur Steuerung der Stellung des beweglichen Organs dieses zweiten Verteilers angeschlossen ist.

Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht zweckmäßigerweise darin, daß das zweite Antriebsorgan einen Körper und ein bezüglich diesem Körper bewegliches Element aufweist und daß zwischen dieses bewegliche Element und den Körper des zweiten Antriebsorganes ein federndes Element eingesetzt ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß in die dritte und vierte Leitung zwischen deren Anschlüsse an die erste und die zweite Leitung und dem zweiten Verteiler ein dritter Verteiler mit zwei Stellungen eingegrenzt ist, der in der ersten Stellung die erste und die zweite Leitung mit dem Eingang des zweiten Verteilers verbindet und in der zweiten Stellung die erste und die zweite Leitung von dem zweiten Verteiler trennt.

Das erste und das zweite Antriebsorgan besteht zweckmäßigerweise jeweils aus einer zweifach wirkenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei auf die beiliegende. Zeichnung Besu^ genommen wird. Auf

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dieser Zeichnung zeigen:

Pig- 1 und 2 schematische Darstellungen eines Laders in zwei Betriebszuständen,

Fig. 3 eine Darstellung der hydraulischen Schaltung eines erfindungsgemäßen Baufahrzeugs.

Ein Baufahrzeug, beispielsweise ein Schaufellader, kann bei seinem Betrieb die auf Fig. 1 dargestellte Stellung annehmen. Das Fahrzeug bewegt sich hierbei nach vorne und die Schaufel 1 stößt an dem Material 2 an und kann nicht in dieses eindringen. Die von dem Material 2 auf die Schaufel 1 ausgeübte Gegenkraft wird über die Arbeitseinrichtung j5 auf den Rahmen 4 des Fahrzeugs übertragen, dessen Vorderräder 5 nun bestrebt sind, den Boden 6 zu verlassen.

In einem anderen Betriebszustand (Fig. 2) kann das Gegenteil geschehen; wenn nämlich die Schaufel einen Teil oder das gesamte Material 2 hebt, heben sich die Hinterräder 7 des Fahrzeugs vom Boden 6 ab. Eine zweifach wirkende Kolben-Zylinder-Einheit 8 ist zwischen der Arbeitseinrichtung .3, die an dem Rahmen 4 an der Achse 9 angelenkt ist, und diesem Rahmen 4 eingekoppelt. Hierbei ist die Kolbenstange dieser Einheit an der Achse Io der Arbeitseinrichtung j5 und der Zylinder an der Achse 11 des Rahmens 4 angelenkt.

Fig. 'j> zeigt die Kolben-Zylinder-Einheit 8 mit den beiden Kammern 12 und 13, die über eine Leitung 15 bzw. eine Leitung l6 mit einem Verteiler 14 verbunden sind. Dieser Verteiler 14 ist seinerseits über die Leitung 17 mit einer hydraulischen Pumpe 19 und über die Leitung l8 mit einem Entladebehälter 2o verbunden. Das bewegliche Organ de:; Verteilers 14 kann dreL Stellungen einnehmen: In der er:;Ujn Stellung Ujt die Leitung lü rnLt der Leitung 17 und dl'; Lfii.t,uri,.$ \(> mit der Leibung Io verbunden, In der zweiten

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Stellung 1st die Leitung 15 mit der Leitung l8 und die Leitung l6 mit der Leitung 17 verbunden und in der dritten-Stellung ist die Leitung 17 mit der Leitung l8 verbunden und die Leitungen I5 und l6 sind voneinander getrennt.

Ferner zeigt Fig. 3 den bzw. die hydraulischen Motoren 21 zum Antrieb der Vorderräder und den bzw. die hydraulischen Motoren 22 zum Antrieb der Hinterräder. Jede dieser Motoren besitzt zwei Kammern, die mit Hilfe von Verteilern.25 und 26, die gegebenenfalls eine gekoppelte Steuerung haben, wahlweise mit einer Pumpe 23, 24 und mit dem Entladebehälter 2o verbunden werden können. Diese Verteiler können drei Stellungen einnehmen und sind auf der einen Seite mit den beiden Kammern jedes Motors über zwei Leitungen verbunden, und zwar ist der Verteiler 25 über die Leitungen 27 und 28 mit den Kammern des Motors 21 und der Verteiler 26 über die Leitungen 29 und 3o mit den Kammern des Motors 22 verbunden. Auf der anderen Seite ist der Verteiler 25 über die Leitungen 31 und 52 und der Verteiler über die Leitungen 33 und 3^ mit den Pumpen 23 und 24 und dem Behälter 2o verbunden. Nimmt jeder Verteiler die erste Stellung ein, so sind die Leitungen 27 und 31* 28 und 32, 29 und 33» 3o und 34 miteinander verbunden. Nehmen die Verteiler die zweite Stellung ein, so sind die Leitungen 27 und 32, 28 und 31» 29 und 34, 3o und 33 miteinander verbunden. In der dritten Stellung der Verteiler 25 und \26 sind die Leitungen 31* 32, 33 und 34 miteinander verbunden und sind die Leitungen 27, 28, 29 und 3o von den Pumpen 23 und 24 und dem Behälter 2o getrennt.

Ferner ist ein Verteiler 35 ebenfalls mit drei Stellungen vorgesehen, der seinerseits über die Leitungen 36 bzw. 37 mit den Leitungen 15 und l6 und andererseits über die Leitungen 3<> bzw. 39 mit der Druckseite einer Pumpe 4o

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und dem Entladebehälter 2o verbunden ist. In seiner ersten Stellung verbindet der Verteiler 35 die Leitungen 37 und und die Leitungen 36 und 39 miteinander, in der zweiten Stellung verbindet er die Leitungen 36 und 38 und die Leitungen 37 und 39 miteinander. In der dritten Stellung ist die Leitung 38 mit der Leitung 39 verbunden und die Leitungen 36 und 37 sind von der Pumpe 4o und dem Entladebehälter 2o getrennt.

An dem beweglichen Organ des Verteilers 35 ist eine zweiteilige Kolben-Zylinder-Einheit angekoppelt. Eine Kammer 4l dieser Kolben-Zylinder-Einheit, in welcher sich ein Kolben 42 bewegt, ist über die Leitung 43 mit der Leitung 27 verbunden, die den Motor 21 in der der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs entsprechenden Richtung speist. Die zweite Kammer 44 dieser Kolben-Zylinder-Einheit, in welcher sieh ein Kolben 45 bewegt, ist über die Leitung 46 mit der Leitung verbunden, die den Motor 22 ebenfalls in der der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs entsprechenden Richtung speist. Zwischen dem Kolben 42 und dem Körper des Verteilers 35 sitzt eine Feder 48.

In den Leitungen 36 und 37 sitzt ein Verteiler 47 mit zwei Stellungen. In der ersten Stellung verbindet dieser jeweils die beiden Abschnitte der Leitungen 36 und der Leitung 37 miteinander. In der zweiten Stellung trennt er die mit den Leitungen I5 und l6 verbundenen Abschnitte der Leitungen 36 und 37 von dem Verteiler 35" und verbindet die beiden anderen, mit dem Verteiler 35 verbundenen Abschnitte der Leitungen 36 und 37 miteinander. Die Wahl der Stellungen des Verteilers 47 ist durch Betätigung des Hebels 47a möglich.

Die mit den Druckseiten der Pumpen verbindbaren Lei-

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tungen sind auf bekannte V/eise mit Abzweigleitungen 49 versehen, die mit dem Entladebehälter 2o verbunden sind und ein Entladeventil 50 enthalten. Ferner sind die Ansaugseiten der einzelnen Pumpen auf bekannte Weise mit dem Entladebehälter 2o über Leitungen $1 verbunden.

'Die nun folgende Beschreibung der Arbeitsweise des Fahrzeugs zeigt weitere Vorteile eines derartigen Fahrzeugs und den technischen Fortschritt dieses Fahrzeugs gegenüber den bisher bekannten Fahrzeugen dieser Art auf. Der Einfachheit halber sei hierbei nur der Fall des Vorwärtsbetriebs des Fahrzeugs betrachtet.

Wenn das Fahrzeug die auf Fig. 1 dargestellte Stellung annimmt, d.h. wenn die Auflagekraft der Vorderräder 5 ^auf dem Boden β abnimmt, nimmt das Widerstandsmoment der Vorderräder 5 ebenfalls ab. Hierbei tritt eine Drucksenkung des Strömungsmittels in der Leitung 27 zur Speisung der Motoren 21 im Vorwärtsbetrieb auf. Wenn die Hinterräder 7 noch gut haften, sind die Drücke in den Leitungen 27 und 29 oder 43 und 46 ziemlich verschieden, so da3 das bewegliche Organ des Verteilers 35 in Abhängigkeit von den Querschnitten der.Kolben 42 und 45 und der Steifheit der Feder 4ö in seine erste Stellung geschoben wird.

Wenn nun der Verteiler 47 seine erste Stellung (Fig. 3) einnimmt, speist die Pumpe 4o über die Leitungen 33, 37 und 16 die Kammer 13 der Kolben-Zylinder-Einheit 8 mit unter Druck stehendem Strömungsmittel. Die Kolbenstange der Kolben-Zylinder-Einheit 8 tritt somit heraus, wodurch die Arbeitseinrichtung 3 angehoben xvird, so daß sich die Vorderräder 5 dem Boden nähern. Wenn diese Vorderräder 5 wieder mit dem Boden in Berührung sind, steigt ihr Widerstandsmoment wieder und der Druck in den Leitungen 27 und

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34 nimmt ebenfalls zu. Das bewegliche Organ des Verteilers bewe'gt sich wieder in seine Zwischenstellung (dritte Stellung) . Man erhält also eine automatische Regelung des Gleichgewichts der Zugkräfte, die auf die Gruppe der Vorderräder 5 und die Gruppe der Hinterräder 7 einwirken.

Die Vorrichtung arbeitet ähnlich, wenn die Hinterräder 7 sich vom Boden β abheben. Die Arbeitsweise braucht nicht im Einzelnen beschrieben zu werden, da sie der oben beschriebenen Arbeitsweise des Fahrzeugs unter anderen Bedingungen sehr ähnlich ist.

Wenn diese Regelung vorübergehend ausgeschaltet werden soll, was der Fall ist, wenn beispielsweise ein Vorderrad 5 ausgetauscht und zu diesem Zweck vom Boden abgehoben und dieser Stellung gehalten werden soll, ist lediglich der Verteiler 47 durch Betätigung des Hebels 47a in seine zweite Stellung zu bringen, wodurch die Kolben-Zylinder-Einheit 8 von der Regelung, der sie unterlag, isoliert wird.

Der Bereich der Differenz der in den Leitungen 43 und 46 herrschenden Drücke ist durch entsprechende Wahl der Steifheit der Feder 48 einstellbar; ebenso ist der Bereich der Drücke selbst durch entsprechende Wahl der Querschnitte der Kolben 42 und 45 einstellbar.

Die oben beschriebene Arbeitsweise dieses Fahrzeugs , ergibt sich also aus einer automatischen Kontrolle der Widerstandsmomente, die gleichzeitig auf die Räder der Vorderradgruppe und der Hinterradgruppe einwirken, und aus einer automatischen Steuerung der Stellung der Arbeitseinrichtung 3 in Abhängigkeit von diesen Widerstandsmomenten. Auf diese Weise erhält man die bestmögliche Haftung der angetriebenen Räder 5 und 7 und damit bei einer gegebenen

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Leistung des Fahrzeugs eine maximale Eindringungskraft des Werkzeugs 1, ohne daß der Fahrer des Fahrzeugs die gegenwärtigen Haftbedingungen abschätzen muß, noch besonderer Erfahrungen bedarf, um das Fahrzeug optimal zu steuern. Auf diese Weise wird der Wirkungsgrad der bekannten Fahrzeuge erhöht, ohne deren Vorteile zu beeinträchtigen, da insbesondere die Möglichkeit besteht, die Regelvorrichtung des Fahrzeugs mit Hilfe des Verteilers 47 vorübergehend auszuschalten.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern läßt alle Arten von Abwandlungen zu.

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Claims

Patentansprüche

I₃/ Verfahren zur Regelung der Stellung der Arbelt selnrichtung eines Baufahrzeugs, bestehend aus einer Gruppe angetriebener Vorderräder, einer Gruppe angetriebener Hinterräder, einer an dem Rahmen des Fahrzeugs angelenkten Arbeitseinrichtung und einem zwischen der Arbeitseinrichtung und dem Rahmen eingekuppelten zweifach wirkenden Antriebsorgan, das zwei wahlweise mit einer Druckströmungsmittelquelle und einem Entladebehälter verbundene oder von dieser Druckströmungsmittelquelle und diesem Entladebehälter getrennte Kammern aufweist, bei welchem die Arbeitseinrichtung in eine bestimmte Stellung gebracht wird, indem die beiden Kammern des Antriebsorgans isoliert werden, und das Fahrzeug in Bewegung gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet , daß eine auf diese bestimmte Stellung folgende Stellung der Arbeitseinrichtung (3) in Abhängigkeit von den Werten der Widerstandsmomente der Gruppe der Vorderräder (5) und der Gruppe der Hinterräder (7) eingestellt wird.
2. Nach dem Verfahren nach Anspruch Ί arbeitendes Baufahrzeug, gekennzeichnet durch eine Gruppe angetriebener Vorderräder (5) und eine Gruppe angetriebener Hinterräder (f), durch mindestens einen hydraulischen Motor (21, 22), der mit Jeder Gruppe angetriebener Räder gekoppelt ist und durch eine Leitung (31, 33) mit einer Druckströmungsmittelquelle (23, 24) verbunden ist durch eine an dem Rahmen (4) des Fahrzeugs angelenkte Arbeitseinrichtung (3), durch ein erstes,

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zweifach wirkendes, zwischen der Arbeitseinrichtung (3) und dem Rahmen (4) eingekuppeltes und zwei Kammern (12, IJ) aufweisendes Antriebsorgan (8), durch eine erste Leitung (15) und eine zweite Leitung·(16), die Jeweils mit einer dieser beiden Kammern verbunden sind, und durch- einen ersten Verteiler (14) mit mindestens drei Stellungen, der in der ersten Stellung die erste Leitung (15) mit einer Druckströmungsmittelquelle (I9) und die zweite Leitung (16) mit einem Entladebehälter (20) verbindet, in der zweiten SteLlung die erste Leitung (15) mit dem Entladebehälter (20) und die zweite Leitung (16) mit der Druckströmungsmittelquelle (I9) verbindet und in der dritten Stellung die beiden Kammern (12 und IJ) von dem Entladebehälter (20) und der Druckströmungsmittelquelle (19) trennt, wobei von der ersten (15) und der zweiten Leitung (16) zwischen dem ersten Antriebsorgan (8) und dem ersten Verteiler (14) eine dritte Leitung (36) bzw. eine vierte Leitung (37) abzweigt, in welchen zwischen deren Anschlüssen an die erste (I5) und zweite Leitung (16) einerseits und einer Druckströmungsmittelquelle (40) und einem Entladebehälter (20) andererseits ein zweiter Verteiler (35) mit drei Stellungen vorgesehen ist, der in seiner ersten Stellung die dritte Leitung (36) mit dieser Druckströmungsmittelquelle (40) und die vierte Leitung (37) mit dem Entladebehälter (20) verbindet, in seiner zweiten Stellung die dritte Leitung (36) mit dem Entladebehälter (20) und die vierte Leitung (37) mit der Druckströmungsmittelquelle (40) verbindet und in seiner dritten Stellung die erste (I5) und die zweite Leitung (l6) von der Druckströmungsmittelquelle (40) und dem Entladebehälter (20) trennt, und wobei eine fünfte Leitung (43) und eine sechste Leitung

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(46) einerseits an die Leitungen (31, 27 bzw. 33„ 29) zur Speisung der die Gruppe der angetriebenen Vorderräder (5) bzw. Hinterräder (7) antreibenden hydraulischen Motoren (21 bzw. 22) und andererseits an die beiden Kammern (41, 44) eines zweiten zwischen das bewegliche Organ und den Körper des zweiten Verteilers (35) eingesetzten Antriebsorgans zur Steuerung der Stellung des beweglichen Organs dieses zweiten Verteilers (35) angeschlossen ist.
3. Baufahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Antriebsorgan (41, 44) einen Körper und ein bezüglich diesem Körper bewegliches Element aufweist und daß zwischen diesem beweglichen Element und dem Körper des zweiten Antriebsorgans ein federndes Element (48) eingesetzt ist.
4. Baufahrzeug nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß in die dritte (36) und vierte Leitung (37) zwischen deren Anschlüsse an die erste (I5) und die zweite Leitung (16) und dem zweiten Verteiler (35) ein dritter Verteiler (47) mit zwei Stellungen eingesetzt ist, der in der ersten Stellung die erste (I5) und die zweite Leitung (16) mit dem Eingang des zweiten Verteilers (35) verbindet und in der zweiten Stellung die erste (15) und die zweite Leitung (16) von dem zweiten Verteiler (35) trennt.
5. Baufahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das erste (8) und das zweite Antriebsorgai (41-44) jeweils aus einer zweifach wirkenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit besteht..

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