DE2261627C2 - Hydrauliksteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hydrauliksteuerung für einen Bagger od. dgl. mit mehreren, den einzelnen Funktionen zugeordneten Druckölmotoren gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.

Hydraulisch betätigte Bagger od. dgl. sind gewöhnlich mit einer Verbrennungskraftmaschine ausgestattet, die eine oder mehrere Pumpen antreibt, welche unter Druck stehendes Strömungsmittel zur Betätigung getrennter Hydraulikmotoren abgeben, mit denen die Maschine selbst bewegt wird und auch die Geräte der Maschine betätigt werden. Beim Einsatz solcher Maschinen muß zwischen den einzelnen Gerätemotoren hin- und hergeschaltet werden, wobei es vielfach erforderlich ist, eine Anzahl von Motoren gleichzeitig und einen einzelnen Motor wiederholt mit großer Geschwindigkeit zu betätigen. Diese Anforderungen führen zu entsprechenden Bedingungen für den Bau der in den Steuerungen einzusetzenden Ventile und Schaltkreise.

Eine dem Oberbegriff entsprechende Hydrauliksteuerung ist aus der AT-PS 2 43 194 bekannt, die eine Schaltung für Hydraulikbagger mit mindestens zwei Arbeitskreisen betrifft, wobei für jeden Arbeitskreis je eine regelbare Hydraulikpumpe vorgesehen ist und mit der von den regelbaren Hydraulikpumpen geförderten Gesamt-Ölmenge eine zwangsläufige Mehrfach-Beaufschlagung von Kolbenflächen in der Weise erfolgt, daß die Gesamt-Ölmenge zunächst dem Kolben des die Grabbewegung ausführenden Arbeitszylinders und

ίο dann dem Kolben des die Hubbewegung ausführenden Arbeitszylinders zugeführt wird. Es handelt sich um einen automatischen Ablauf, der die Nachteile einer Hintereinanderschaltung zu vermeiden sucht und unabhängig von der Belastung und auch von der Arbeitsweise des Baggerführers sein soll.

Für die Zusammenführung der von den regelbaren Hydraulikpumpen geförderten Gesamt-Ölmenge ist ein automatischer Ablauf am zweckmäßigsten. Die zwangsläufige Mehrfach-Beaufschlagung z.B. zunächst des Motors, der die Grabbewegung ausführt, und danach des die Hubbewegung ausführenden Motors, beschränkt die Steuerungsmöglichkeit auf die Steuerung der beiden Hydrauükpumpen. Trotz der an sich vorgesehenen Automatik führt die Praxis dieser Steuerung dazu, daß zur momentanen Beeinflussung die Pumpenleistungen verändert werden, was gerade bei komplizierten Arbeitsabläufen äußerst unerwünscht sein kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine vielseitig einsetzbare Hydrauliksteuerung mit einer Summenschaltung für zwei wesentliche Funktionen zu schaffen, wobei die Anordnung derart sein soll, daß sie sowohl für eine automatische Zusammenfassung der Pumpenleistungen als auch zu einer durch Wählerventil

3J gesteuerten Zusammenfassung brauchbar ist.

Diese Aufgabe wird jeweils durch die im Anspruch 1 und Anspruch 2 beschriebenen Merkmale gelöst.

In beiden Ausführungsformen ist die Zusammenführung der Pumpenströme von entsprechenden Verteiler-

*o ventilen abhängig und findet unmittelbar zwischen den Verteilerventilen statt. Es ergeben sich Hydrauliksteuerungen, die für eine Reihe verschiedener Geräte verwendet und jeweils durch entsprechende Zusätze vervollkommnet und ausgestaltet werden können.

« Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines die Erfindung enthaltenden hydraulischen Baggers,
F i g. 2 bis 5 schematische Darstellungen bevorzugter

so Ausführungsformen der Erfindung.

In F i g, 1 ist ein typischer hydraulischer Bagger, in diesem Fall ein Tieflöffelbagger 10 dargestellt, der ein Fahrgestell 12 aufweist, das auf schwenkbaren Rädern oder Raupen 14, 16 abgestützt ist, die durch hydraulische Fahrwerkmotoren 18, 20 angetrieben werden. Das Fahrgestell 12 trägt eine Drehplattform 22, die um 360° gedreht werden kann. Auf der Plattform 22 ist eine Fahrerkabine 24 und ein Maschinenhaus 26 angeordnet. Ein Ausleger 28 ist schwenkfähig an der Plattform 22 angeordnet und wird mittels zweier Hydraulikzylinder 30 um seine Schwenkachse bewegt. Der Ausleger 28 trägt schwenkfähig einen Löffelstiel 32, an dessen Ende kippfähig ein Baggergefäß 34 angeordnet ist, wobei Zylinder 36, 38 derart mit dem

" Löffelstiel 32 und dem Gefäß 34 verbunden sind, daß sie den Löffelstiel 32 und das Gefäß 34 bewegen können. Strömungsmittel zum Bewegen und zum Steuern dieser Zylinder 36, 38 wird mittels Pumpen 42, 44 die durch

eine Maschine 40 angetrieben werden, unter Druck gesetzt und durch einen noch zu beschreibenden Schaltkreis zugeführt

F i g. 2 zeigt eine Hydrauliksteuerung für den Bagger 10, der zwei große, mit veränderlicher Verdrängung arbeitende Pumpen 42, 44 aufweist, die durch eine Leistungsbegrenzungsvorrichtung 45 gesteuert werden, welche zur Regelung der Leistungsabgabe der Pumpen 42, 44 anspricht Die Pumpen 42, 44 ziehen über eine Leitung 48 Flüssigkeit aus einem Behälter 46 und geben die Flüssigkeit unter Druck durch Leitungen 50, 52 an entsprechende Gruppen von Verteilerventilen ab, um die verschiedenen Antriebe zu steuern. Die erste Pumpe 42 liefert Druckflüssigkeit an eine Gruppe von Ventilen, die ein erstes Verteilerventil 54 zur Steuerung des Fahrwerkmotors 18, ein zweites Verteilerventil 56 zur Steuerung des Gefäßzylinders 38 und ein drittes Verteilerventil 58 zur Steuerung der Auslegerzylinder 30 enthält. Die Flüssigkeit geht, nachdem sie durch die mit offener Mitte ausgebildeten Ventile 54,56,58 ohne Ablenkung zur Betätigung der Zylinder 30, 38 oder des Motors 18 hindurchgeflossen ist, über eine Leitung 60 und ein Überkreuzungsventil 62 zur Rückleitung 64.

Die zweite Pumpe 44 liefert Flüssigkeit über die Leitung 52 an ein viertes Verteilerventil 68, das zur Steuerung des Fahrwerkmotors 20 dient, und dann zu einem fünften Verteilerventil 70, das den Löffelstielzylinder 36 steuert. Nach dem Durchfluß durch die vorstehend genannten Ventile 68, 70 mit offener Mitte fließt die Flüssigkeit durch eine Leitung 72 und die offene Mitte eines Überkreuzungsventils 74 ebenfalls it. die Rückleitung 64.

Eine Hilfspumpe liefert über eine Leitung 86 Strömungsmittel zur Betätigung von Vorsteuerventilen, welche die Verteilerventile 54,56,58,68,70 schalten.

Sobald die Steuerventile 54, 68 für die Fahrwerkmotoren 18, 20 in die Neutralstellung gestellt sind, fließt Flüssigkeit aus den Pumpen 42, 44 durch die offenen Mitten der Ventile 54, 68 und wird unmittelbar für die nächsten Ventile 56, 70 verfügbar, die in den entsprechenden Gruppen stromabwärts liegen.

Die Betätigung des Baggergefäßes 34 durch den Gefäßzylinder 38 wird durch Schalten eines Vorsteuerventiles 118 erreicht, das Steuerflüssigkeit über die Leitungen 120, 122 zur Betätigung des zweiten Verteilerventiles 56 fließen läßt. Die Verstellung des Verteilerventils 56 aus der Neutralstellung bewirkt, daß Flüssigkeit über einf Leitung 124 oder 126 zum Zylinder 38 fließt. Wenn das zweite Ventil 56 in seine Neutralstellung zurückgebracht wird, wird die diesem Ventil 56 zugeführte Flüssigkeit dadurch verfügbar, daß sie durch seine offene Mitte zum dritten Ventil 58 fließt. Das Ventil 58 wird durch Betätigung eines Vorsteuerventils 128 betätigt, das über Leitungen 130, 132 Flüssigkeit weitergibt, durch die das Ventil 58 nach der einen oder anderen Seite in die Stellung gebracht wird, in der Flüssigkeit von der Pumpe 42 in Leitungen 134 oder 136 fließt.

Der Löffelstielzylinder 36 wird durch Schalten eines Vorsteuerventils 138 betätigt, das Druckflüssigkeit über Lüitung 140, 142 zur Betätigung des fünften Ventils 70 abgibt. Ein Schalten des Ventils 70 bewirkt die Abgabe von Flüssigkeit über eine Leitung 144, 146 zur Beaufschlagung des Zylinders 36.

Der von den zwei Pumpen 42, 44 abgegebenen flüssigkeitsstrom kann jeweils in dem letzten Verteilerveniil 58, 70 der zwei Gruppen zusammengefaßt werden.

Damit wird die volle Leistung der Pumpen 42, 44 ausgenutzt, eine besonders schnelle Bewegung der betreffenden Geräte ermöglicht und dadurch die Leistungsfähigkeit des Baggers 10 beträchtlich verbesseit Zu diesem Zweck werden zwischen den beiden Gruppen von Verteilerventilen 54,56,58 und 68, 70 die über Überkreuzungsventile 62, 74 angeordnet, welche über Leitungen 150, 152, 150a, 152a durch ein Vorsteuerventil 148 betätigt werden.

ίο In der dargestellten Lage sperrt das Vorsteuerventil 148 den Zufluß von Druckflüssigkeit aus einer der Leitungen 150, 152 zur Betätigung der Ventile 62, 74. Gleichzeitig wird in dieser Lage Flüssigkeit vom oberen Ende dieser Überkreuzungsventile 62, 74 zum Behälter 46 zurückgeführt

Wird das Vorsteuerventil 148 in seine Arbeitsstellung gestellt so ist die Leitung 152 in Verbindung mit dem Überkreuzungsventil 62 und die Leitung 150 mit dem Überkreuzungsventil 74. In dieser Lage bewirkt daher die Betätigung des Vorsteuerventils 128 den Durchgang von Flüssigkeit über die Leitung 130 zur Betätigung des Ventils 58 und über die Leitung 150 zur Betätigung des Überkreuzungsventil 74. Eine Betätigung des Ventils 74 bewirkt nunmehr, daß der Abfluß aus der Leitung 72 zur Rückleitung 64 gesperrt wird, so daß Flüssigkeit durch ein Rückschlagventil 154 und eine Leitung 156 hindurchgeht, um mit der Flüssigkeit aus der Leitung 50 am Verbindungspunkt 158 zusammen- und weiter zum Verteilerventil 58 zu fließen, um die Auslegerzylinder 30 zu betätigen.

In analoger Weise fassen die Vorsteuerventile 138, 148 und das Überkreuzungsventil 70 die Flüssigkeitsströme der beiden Pumpen 42,44 für den Löffelzylinder 36 zusammen. Wenn das Vorsteuerventil 148 in Arbeitsstellung ist, ist die Leitung 152 offen, um Flüssigkeit über die Leitung 152a zum Stellen des Überkreuzungsventils 62 in die Sperrstellung fließen zu lassen.

Dadurch geht die durch die Leitung 60 fließende Flüssigkeit durch ein Rückschlagventil 160 und eine Leitung 162 hindurch und tritt am Punkt 164 zu der Flüssigkeit hinzu, die von der Pumpe 44 über die Leitung 52 zum Ventil 70 gelangt. Es ist jedoch zu beachten, daß die Überkreuzungsventile 62, 74 auf das Stellen der entsprechenden Vorsteuerventile 128, 138 in nur einer Richtung anzusprechen. Eine Zusammenfassung findet daher allein in einer Richtung der Bewegung des betreffenden Baggerteiles statt, das durch den jeweiligen Zylinder gesteuert wird. Bei dieser Anordnung kann

so der Fahrer wahlweise die Leitung der Pumpen 42, 44 zusammenfassen, vorausgesetzt, daß Strömungsmittel aus der jeweils anderen Ventilgruppe verfügbar ist.

Aus Gründen der Sicherheit und Anpassungsfähigkeit ist ein gesonderter Hydraulikkreis zur Steuerung der Drehbewegung der Plattform 22 vorhanden. Die Drehung der Plattform 22 kann sicher zur gleichen Zeit bewirkt werden, während der der Bagger in Stellung gebracht wird, wobei keiner der beiden Fahrwerkmotoren 18, 20 in seiner Druckmittelversorgung beeinträchtigt wird.

Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das sich von dem gemäß F i g. 2 nur dadurch unterscheidet, daß in der zweiten Ventilgruppe zwischen dem vierten und fünften Ventil 68, 70 ein zusätzliches Ventil 80 zur Steuerung eines Motors 82 für die Plattform 22 angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird, anders als beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, eine zusätzliche PumDe überflüssie. die Schwenkune der Plattform

jedoch von der Arbeit anderer Einrichtungen abhängig.

In Fig.4 sind für die den bisherigen Beispielen entsprechenden Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zum Zusammenfassen der Pumpenströme statt dem Vorsteuerventil 148 in Form eines Wegeventils ein Vorsteuerventil 212 in Form eines Pendelventils verwendet. Die Flüssigkeit aus der Leitung 130 wird unmittelbar durch eine Leitung 206 zum Überkreuzungsventil 74 geführt. Nach Betätigung des Vorsteuerventils 128 zur Betätigung des Verteilerventils 58 in der Richtung, die durch die Leitung 130 gesteuert wird, wird das Überkreuzungsventil 74 automatisch so betätigt, daß es den Flüssigkeitsstrom in der Leitung 72 gegen den Abfluß sperrt.

Hierbei ist zu beachten, daß keine Vorkehrung zur Zusammenfassung der Pumpenleistung besteht, falls der Schieber des Ventils 58 in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird. Die Zusammenfassung ist demnach nur zum Heben des Anlegers 28 vorgesehen, um diesen so schnell wie möglich nach oben zu bewegen. Für das Senken des Auslegers 28 ist die Zusammenfassung nicht vorgesehen.

Ein Zweig 208 der Steuerleitung 142 und ein Zweig 210 der Leitung 140 können mittels des Pendelventils 212 mit einer Leitung 214 in Verbindung gelangen, um das Überkreuzungsventil 62 zu schalten. Bei dieser Anordnung bewirkt die Betätigung des Vorsteuerventils 138 zur Stellung des Ventils 70 in der einen oder anderen Richtung, daß Flüssigkeit über das Pendelventil 212 und durch die Leitung 214 zur Betätigung des Überkreuzungsventils 62 fließt, das danach den Strömungsmittelfluß über die Leitung 60 zur Rückleitung 64 sperrt. Aufgrund dessen hebt die Flüssigkeit das Rückschlagventil 160 und fließt über die Leitung 162 zum Verbindungspunkt 164, wo sie mit der Flüssigkeit, die von der Pumpe 44 über die Leitung 52 kommt, zusammenfließt. Dadurch werden die Druckflüssigkeiten aus den Pumpen 42, 44 zusammengefaßt, um den Löffelstielzylinder 36 in beiden Bewegungsrichtungen zu bestätigen, wobei der Vorgang nach Betätigung des Vorsteuerventils 138 selbsttätig abläuft. Dabei ist natürlich Voraussetzung, daß an dem Punkt 164 Strömungsmittel aus der Pumpe 42 verfügbar ist.

In Fig.5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei diesem ist ein einziges Überkreuzungsventil 216 hydraulisch zur Verstellung des Verteilerventils 70 mittels Leitungen 218, 220 angeschlossen, die die Druckflüssigkeit zuführen. Das Überkreuzungsventil 216 ist mit einem Paar offener Mitten ausgestattet, von

ίο denen die eine in der neutralen Stellung den Durchfluß von der Pumpe 44 über die zweite Gruppe von Ventilen durch eine Leitung 222 zur Vereinigung mit Flüssigkeit aus der Pumpe 42 am Verbindungspunkt 224 ermöglicht, von wo aus die Flüssigkeit dem Ventil 58 zufließt. Die zweite offene Mitte ermöglicht, daß Flüssigkeit über eine Leitung 226 durch die offene Mitte hindurch zur Rückleitung 64 fließt. Wenn bei dieser Anordnung das Verteilerventil 70 und das Überkreuzungsventil 216 in ihrer neutralen Stellung sind, fließt Flüssigkeit, die von der zweiten Ventilgruppe verfügbar ist, weiter und vereinigt sich am Punkt 224 mit Flüssigkeit, die durch die erste Ventilgruppe fließt, so daß sie automatisch verfügbar wird, um den Auslegerzylindern 30 zugeführt zu werden. Die Zusammenfassung wird daher automatisch erreicht, vorausgesetzt, daß Strömungsmittel von der zweiten Ventilgruppe verfügbar ist. Dasselbe trifft mit Bezug auf das Verteilerventil 70 zu. Strömungsmittel aus der ersten Ventilgruppe wird selbsttätig am Verteilerventil 70 zur Betätigung des Löffelstielzylinders 36 verfügbar. Durch Betätigung des Ventils 70 wird automatisch das Überkreuzungsventil 216 so betätigt, daß Flüssigkeit aus der ersten Ventilgruppe in eine Leitung 228 fließt, von wo aus sie zum Verbindungspunkt 230 gelangt, um mit der Flüssigkeit aus der Pumpe

44 zusammenzufließen und durch das Ventil 70 dem Zylinder 36 zugeführt zu werden.

Bei rein mechanisch betätigten Ventilen 56,58,80, 70 kann ein in der Betätigung mit dem Ventil 70 mechanisch gekoppeltes Überkreuzungsventil 216 verwendet werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydrauliksteuerung für einen Bagger od. dgl. mit mehreren, den einzelnen Funktionen zugeordneten Druckölmotoren, mit zwei das Drucköl liefernden, regelbaren Pumpen und mit den Druckölmotoren zugeordneten Verteilerventilen, die jeweils eine in Nullstellung offene Mitte aufweisen und in Reihe liegend in zwei Gruppen zusammengefaßt sind, wobei zu jeder Gruppe eine Pumpe gehört, und mit einer Ventile, einschließlich mindestens einem Rückschlagventil, enthaltenden Summenschaltung, die für ein Verteilerventil der einen Gruppe in Abhängigkeit von der Nullstellung der Verteilerventile der anderen Gruppe wirksam ist, gekennzeichnet durch mindestens ein in Nullstellung offenes, in der Summenschaltung angeordnetes Überkreuzungsventil (216) das in Abhängigkeit von der Betätigung des zur Summenschaltung gehörenden Verteilerventils (70) der einen Gruppe betätigbar ist.

2. Hydrauliksteuerung für einen Bagger od. dgl. mit mehreren, den einzelnen Funktionen zugeordneten Druckölmotoren mit zwei das Drucköl liefernden, regelbaren Pumpen und mit den Druckölmotoren zugeordneten Verteilerventilen, die jeweils eine in Nullstellung offene Mitte aufweisen und in Reihe liegend in zwei Gruppen zusammengefaßt sind, wobei zu jeder Gruppe eine Pumpe gehört, und mit einer Ventile, einschließlich mindestens einem Rückschlagventil, enthaltenden Summenschaltung, die für ein Verteilerventil der einen Gruppe in Abhängigkeit von der Nullstellung der Verteilerventile der anderen Gruppe wirksam ist, gekennzeichnet durch den Verteilerventilen (54,56,58,70,68,80) zugeordnete Vorsteuerventile (98, 118, 128, 138), durch zwei in Nullstellung offene, in der Summenschaltung in Reihe angeordnete Überkreuzungsventile (62, 74) und durch ein den Überkreuzungsventilen (62,74) zugeordnetes Vorsteuerventil (148,212), das in Abhängigkeit von der Betätigung des Vorsteuerventiles (128, 138) mindestens eines der zur Summenschaltung gehörenden Verteilerventils (58,70) betätigbar ist.