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Eydraulische Drehvorrichtung für einen
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Drehpflug Die Erfindung betrifft eine hydraulische Drehvorrichtung
für einen Drehpflug, der an einen Schlepper anhängbar ist, mit einem doppelt wirkenden
Hydraulikzylider, dessen Kolben den Drehpflug in zwei Dreiphasen dreht und dessen
oberer und unterer Zylinderraum über Leitungen mit einem Steuergerät verbunden sind,
das einen Zulauf und einen Rücklauf für das Hydraulikmedium trägt und das zur selbsttätigen
Umsteuerung der Kolbenbewegung
im Hydraulikzylinder einen Steuerschieber,
einen Ur-schaltkolben und ein Umschaltventil aufweist, der Steuerschieber de Füllung
des unteren Zylinderraumes und ein Druckventl steuert, das sich zwischen dem oberen
Zylinderraum und de Rücklauf befindet und der in einer mit einen Rückschlagventil
versehenen Leitung zwischen Zulauf und oberem Zylinderraum angeordnete Umschaltkolben
die Füllung des oberen Zylinderraumes steuert und das Umschaltventil druckabhängig
die Verschiebung des Umschaltkolbens bestimmt. Bei einer bekannten Ausführung dieser
Art ist es notwendig, daß die beiden Zylinderräurne des Hydraulikzylinders über
eine im Kolben befindliche Leitung niteinander unter Einschaltung eines Rückschlagventiles
verbunden sind, wobei die Leitung im Umschaltzeitpunkt durch ein Sperrorgan verschlossen
werden mu. Die Leitung im Kolben, der Einbau des RückschlagventLles und die zusatzliche
Anordnung eines Sperrorganes erschweren die Fcrtigung und erfordern eine erheblic:le
Fertigungsgenæuigkeit, um eine einwandfreie Funktion zu garantlerene Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Drehvorrichtung zu schaffen, mit der
ebenso in beiden Drehphasen ein kraftbetätigtes Arbeiten möglic'^ ist und bei einfacher
Bedienung die automatische Umsteuerung im Totpunkt ohne HilfsmitteL von außen bei
sicherem Funktionsablauf erreicht werden kann, die aber m-t weniger Teilen auskommt
und leich-ter gefertigt werden
kann. Besondere, nach außen dringende
Teile ür die Verriegelung sollen sich wieder erübrigen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vo, daß zwischen Zulauf
und Umschaltventil eine Druksteuc-,r-rorrichtung angeordnet ist, die den Druck in
der erste.
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Drehphase unter der Ansprechschwelle für das Umschaltventil hält und
den weiteren Druckaufbau bei Erreichung der oberen Totpunktlage des Kolbens zuläßt.
Auf diese Weise erübrigt sich die Verbindungsleitung im Kolben zwischen dem beiden
Zylinderränmen, das zusätzliche Rückschlagventil unQ das Sperrorgan, trotzdem wird
eine sichere Umsteuerung bzw. ein kontinuierlicher Wendevorgang in den beiden Drehphasen
erreicht, Fertigung und Montage vereinfachen sich erheblich, In besonders vor teilhafter
Weise ist die Drucksteuervorrichtung als Drossel ausgebildet, die im Steuergerät;
zwischen dem Zulauf und dem Umschaltkolben angeordnet ist. Die Drossel ist wesentlich
preisgünstiger als die Anwendung eines z,B. ebenfalls denkbaren Mengenteilers.
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Nach einem weiteren merkmal der Erfindung ist die zwischen dem Zulauf
und dem oberen Zylinderraum angeordnete, über den Umschaltkolben und das Rückschlagventil
geführte Leitung zusätzlich über den Steuerschieber und ein Druckhalteventll geführt.
In Durchflußrichtung gesehen folgen dabei einander die Drucksteuervorrichtung, die
obere
Seite des Steuerschiebers, der Umschaltkolben, die untere Seite des Steuerschiebers,
das Druckhalteventil und das Rückschlagventil. Auf diese Weise kann es insbesondere
auch bei schweren Pflügen nicht vorkommen, daß der Druck bei ungenügendem Gasgeben,
also zu niedriger Drehzahl und damit Liefermenge der Pumpe, zusammenbricht, so daß
das Umschaltventil schließt und der Umschaltkolben nach oben geht mit der Folge,
daß der Steuerschieber das Druckventil öffnet und damit eine unerwünschte Umschaltung
des Arbeitskolbens erfolgt. Das Druckhalteventil gewährleistet, daß ständig der
Mindestdruck von z.B. 130 bar, der für die Umschaltung maßgebend ist, aufrecht erhalten
bleibt, so daß eine Fehlschaltung nicht eintreten kann e Das Druckhalteventil weist
einen Ventilstößel auf, der einerseits mit einem Dichtsitz zusammenarbeitet und
andererseits mit der freien Atmosphäre verbunden ist, so daß das Ventil mit konstantem
Druckniveau arbeitet. und der Einfluß etwaiger Rückdrücke ausgeschaltet ist. In
besonders zweckmäßiger Weise weist die Leitung ein Kanalstück auf, dessen eine Mündung
durch den Steuerschieber schließ- und öffenbar ist, wobei die Mündung in FLußrichtung
gesehen hinter dem UmschaltkoLben Liegt. Auf diese Weise muß, bevor der Zulauf mit
dem oberen Zylinderraum verbunden wird, der Steuerschieber angehoben werde, so daß
das Druck ventiL und damit der Rücklauf mit Sicherheit geschlossen sLnci,
Zur
weiteren Verfeinerung der Funktion ist vorgesehen, daß im Rücklauf eine Rücklaufsteuervorrichtung
angeordnet ist, die in Durchflußrichtung gesehen, dem durch den Steuerschieber gesteuerten
Druckventil folgt, die Rücklaufsteuervorrichtung besteht vorzugsweise aus einer
einstellbaren Drossel. Damit kann die Absenkgeschwindigkeit des Pfluges den Bedürfnissen
angepaßt werden. In besonders vorteilhafter Weise ist auch in der Leitung zwischen
dem Zulauf und dem unteren Zylinderraum, die über die Drucksteuervorrichtung und
den Steuerschieber geführt ist, eine Steuervorrichtung angeordnet, die den Druck
des vom unteren Zylinderraum zum Rücklauf geführten Hydraulikmediums beeinflußt.
Diese Steuervorrichtung ist vorzugsweise als Umgehungsdrossel ausgebildet5 bei der
die Drossel beim Durchfluß zum unteren Zylinderraum hin kurzgeschlossen ist.
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Die Herstellung der Vorrichtung kann weiterhin dadurch vereinfacht
werden, daß der Hydraulikzylinder und das Steuergerät über ein Zwischenglied starr
miteinander verbunden sind. Das Zwischenglied kann auf den Deckel bzw. Boden des
Zylinders aufgeschweißt sein oder diesen selbst bilden. Für die Verbindung des Steuergerätes
genügen Schrauben, so daß die feinen Bohrungen im Steuergerät durch etwaige spätere
Schweißvorgänge nicht beeintråchtigt werden. Das Zwischenglied wird zweckmäßig
als
Lager benützt, über das die Dreh Vorrichtung schwenk.-bar an einer Anbauvorrichtung
angeordnet ist eitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,
Einzelheiten sind anhand der Zeichnun, die eine beispielsweise Ausführungsform darstellt
nähcr erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Ansieht der Drehvorrichtung in schematischer
Darstellung, Fig. 2 eine Ansicht der Drehvorrichtung ohne Pflugteile von vorne,
Fig. 3 eine Ansicht dazu von der Seite, Fig. 4 einen cchnitt-durcn die Dre?lvorrichtung
in schematischer Darstellung in der Neutralstellung, Fig. 5 einen entsprechenden
Schnitt bei der ersten Drehphase, Fig. 6 einen weiteren Schnitt hierzu in der zweiten
Drehphase.
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Ein Hydraulikzylinder 1 und ein Steuergerät 2 bilden eine Baueinheit,
sie sind ber ein .'wischenstUck 3 starr miteinander verbunden und über dieses Zwischenstück
3 in einer Lagerung 4;an einer Anbauvorrichtung 5 schwenkbar angeordnet, Am freien
Ende einer Kolbenstange 6 ist
ein Hebel 7 angeschlossen, der mit
einer Drehwelle 8 fest verbunden ist. Der Hebel 7 dient gleichzeitig zur Aufnahme
eines Rahmens des in der Zeichnung nicht näher dargestellten Pfluges.
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Die Baueinheit ist in den Fig. 2 und 3 im einzelnen dargestellt. Man
erkennt, daß der Hydraulikzylinder 1 auf seiner oberen Seite durch einen aufgeschweißten
Deckel 9 abgeschlossen ist, auf dem wieder die eine Stirnseite 10 des Zwischenstückes
3 aufgeschweißt ist. Auf die andere Stirnseite 11 ist das Steuergerät 2 aufgesetzt,
das durch Schrauben 12 dort festgehalten ist. Das Steuergerät 2 ist über Leitungen
13,14 mit dem oberen Zylinderraum 15 und dem unteren Zylinderraum 16 des Hydraulik
zylinders. 1 verbunden, dabei besteht die Leitung 14 aus einer Bohrung 17 im Zwischenstück
3, die über eine Außenleitung 18 fortgesetzt wird. Die Leitung 13 verläuft als Bohrung
19 nahezu ganz durch das Zwischenstück 13, der Rest geht durch den Deckel 9. Entsprechende
Dichtungen 20,21 gewährleisten auch allein bei einer Schraubverbindung den dichten
Übergang zwischen den Leitungen 13,14 und dem Steuergerät 2, bei dem in der Fig.
2 ein auf der Seite angeordnetes Druckhalteventil 22 und in der Fig. 3 Anschlüsse
für einen Zulauf 23 und einen Rücklauf 24 erkeiiubar sind.
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Das Steuergerät 2 enthält im wesentlichen einen in einem Zylinderraum
5 geführten Steuerschieber 26, einen Umschaltkolben 27, ein Umschaltventil 28, das
Druckhalteventil 22, ein Rückschlagventil 29 und ein Druckventil 0 sowie die notwendigen
Verbindungsleitungen. Die Verwindung zwischen dem Zulauf 23 und dem oberen Zylinderraum
15 nimmt dabei folgenden Weg: Zulauf 23, Kanal Si, Zylinderraum 25 des Steuerschiebers
26, Umschaltkolben 27, Kanal 32, Zylinderraum 25 auf der anderen Kolben seite des
Steuerschiebe.rs 26, Kanalstück 33, Druckhalteventil 22, Leitung 34, Rückschlagventil
23 und Leitung 13. Die Verbindung des oberen Zylinderraumes 15 mit dm Rücklauf 24
geschieht wie folgt: Leitung 13, Rückschlag ventil 29, Kanal 35,- Druckventil 30J
Kanal 36 Rücklauf 24. Der Zulauf 23 ist mit dem unteren Zylinderraum 16 auf folgende
Weise verbunden: Zulauf 23, Kanal 31, Zylinderraum 25 des Steuerschiebers 26, Bohrung
3r, Bohrung 17, Außenleitung 18, unterer Zylinderraum 16.
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Bei den Darstellungen in den Figt 4 bis 6 ist schematisch vereinfacht
die Bohrung 17 weggelassen und die Außenleitung 18 gleich zur Bohrung 37 geführt,
Die Verbindung des unteren Zylinderraumes 16 mit dem Rücklauf 24 wird wie folgt
vollzugen: unterer Zylinderraum 16, Außenleitung 18, Bohrung 17, Bohrung 37, Verbindungskanal
38 Zwischenraum 39, Kanal 36, Rücklauf 24.
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Der Kanal 31 enthält eine Drucksteuervorrichtung 40 in Form einer
Drossel 41, im Kanal 36 ist eine Rücklauf steuervorrichtung 42, ebenfalls in Form
einer Drossel 43 angeordnet und die Außenleitung 18 trägt bei der Einmündung in
den Zylinder 1 ebenfalls eine Steuervorrichtung 44, die als Umgehungsdrossel ausgebildet
ist, wobei die Drossel 45 in Flußrichtung zum unteren Zylinderraum 16 hin durch
ein Rückschlagventil 46 kurzgeschlossen ist.
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Der Steuerschieber 26 hat unterschiedliche Druckbeaufschlagungsflächen.
Er steuert die Mündung 47 des Kanalstückes 33, die Mündung 48 des Verbindungskanales
38 und die Mündung 49 der Bohrung 37 sowie über einen Ansatz 50 das Druckventil
30, dessen Kugel 51 durch eine Druckfeder 52 gegen ihren Sitz gedrückt wird0 Die
andere Mündung 53 des Kanal stückes 33 dient als Dichtsitz für einen Dichtkegel
54 eines Ventilstößels 55 des Druckhalteventiles 22. Das dem Dichtkegel 54 gegenüberliegende
freie Ende des Ventilstößels 55 ist mit der freien Atmosphäre verbunden. Eine Feder
56 ist so ausgelegt, daß das Druckhalteventil 22 erst bei einem Druck von z.B. 130
bar öffnet. Die Ansprechschwelle des Umschaltventiles 28 ist zweckmäßig von außen
einstellbar, seine Feder 57 ist in der Regel so eingestellt, daß eine Öffnung bei
etwa loo bar stattfindet,
Der Zulauf 23 und der Rücklauf 24 gehören
in der Regel zur Schlepperhydraulik. Eine Pumpe 58 fördert aus einem Tank 59 über
ein einfach oder doppelt wirkendes egeventil 60 zum Zulauf 23, der Rücklauf 24 ist
wieder zum Tank 59 geführt. Ein Sicherheitsventil 61 sorgt für eine maximale Druckbegrenzung,
Die Drehvorrichtung arbeitet wie folgt: In der Neutralstellung (Fig. 4) ist der
Zulauf 23 von der Pumpe 58 durch das Wegeventil 60 getrennt, die Pumpe 58 fördert
über das Wegeventil 60 in den Tank 59 zurück.
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Die durch das Pfluggewicht belastete Kolbenstange 6 bleibt unverrückbar
in ihrer Stellung stehen, da das Hydraulikmedium im oberen Zylinderraum 15 nicht
entweichen kann: das Rückschlagventil 29 und das ebenfalls als Rückschlagventil
ausgebildete Druckventil 30 übernehmen die vollständige Abdichtung, so daß die Pflugstellung
"verriegelt" ist. Der untere Zylinderraum 16 ist mst dem Rücklauf 24 verbunden,
der Steuerschieber 26 befindet sich in seiner oberen Stellung, in der er die Mündung
49 der Bohrung 37 verschließt, aber die Mündung 48 des Verbindungskanales 38 freigibt.
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Soll der Pflug gewendet werden, so wird das Wegeventil 60 betätigt,
so daß die Pumpe 58 mit dem Zulauf 23 verbunden ist. In einer ersten Drehphase (Fig.
5) wird der Kolben 63 des Arbeitszylinders 1 nach innen geschoben.
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Durch den anwachsenden Druck wird der Steuersehieber 26 nach unten
geschoben, damit wird die Mündung 49 der Bohrung 37 freigegeben und die Mündung
48 des Verbindungskanales 38 geschlossen. Das Hydraulikmedium strömt damit vom Zulauf
23 zum unteren Zylinderraum 16 und schiebt den Kolben 63 nach innen und zwar mit
einem Druck von etwa 100 bar, ein höherer Druckaufbau ist wegen der Drucksteuervorrichtung
40 (Drossel 41) und der Bewegung des Kolbens 63 nicht möglich, obwohl die Pumpe
58 im Zulauf 23 vor der Drucksteuervorrichtung 40 einen Druck von beispielsweise
150 bis 200 bar entspree chend der Einstellung des Sicherheitsventiles 61 aufbaut.
Der nach unten bewegte Steuerschieber 26 hat über seinen Ansatz 50 das Druckventil
30 geöffnet, so daß das Hydraulikmedium aus dem oberen Zylinderraum 15 zum Rücklauf
24 über die Rücklaufsteuervorrichtung 42 abfließen kann, damit der Pflug nicht zu
schnell wird, kann ein Restdruck von «oBe 10 bar eingestellt sein.
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Der im unteren Zylinderraum 16 wirksame Druck von etwa 100 bar liegt
auch an am Umschaltventil 28, die Verbindung erfolgt über eine Drossel 64 im Umschaltkolben
27.
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Der herrschende Druck reicht noch nicht aus, um das Umschaltventil
28 zu öffnen.
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Hat der Kolben 63 seinen oberen Totpunkt erreicht, so steigt der Druck
im Leitungssystem auf den vollen
Pumpendruck an, die Drossel 41
kann bei stillstehendem Kolben 63 nicht mehr druckmindernd wirken. Es öffnet jetzt
das Umschaltventil 28, so daß der Umschaltkolben 27 nach unten gedrückt wird und
den Kanal 32 öffnet. Damit stehen beide Seiten des Steuerschiebers 26 unter dem
gleichen Druck, wegen der unterschiedlichen Flächenverhältnisse bewegt sich der
Steuerschieber 26 nach oben, so daß die Mündung 49 der Bohrung 37 verschlossen wird
und ebenso das Druckventil 30 schließt. Die Mündung 47 des Kanalstückes 33 und die
Mündung 48 des Verbindungskanales 38 sind dagegen geöffnet Nach der Öffnung des
Druckhalteventiles 22 ist damit der Weg zwischen dem Zulauf 23 und dem oberen Zylinderraum
15 freie so daß der Kolben 63 unter voller Druckbeaufschlagung nach außen gedrückt
wird, wobei das Hydraulikmedium im unteren Zylinderraum 16 zum Rücklauf 24 und damit
zum Tank 59 entweichen kann.
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Dabei muß das Hydraulikmedium seinen Weg über die Drossel 45 nehmen,
so daß hier ebenfalls eine Einstellmöglichkeit für die Wendegeschwindigkeit gegeben
ist.
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Nach beendeter Drehung wird das Wegeventil 60 wieder in seine Neutralstellung
(Fig. 4) zurückgeführt, die Pflugstellung bleibt durch die Verriegelung sicher erhalten.
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Insbesondere durch die Anordnung der Drucksteuervorrichtung 40 wird
nicht nur die Herstellung der Drehvorrichtung wesentlich vereinfacht, es wird auch
die Funktion
so weit verbessert, als die obere Kolbentotpunktlage
in größeren Grenzen schwanken kann, so daß die Justierung bei der Montage vereinfacht
wird. Da das Gehäuse des Steuergerätes 2 lediglich auf das Zwischenstück 3 aufgeschraubt
wird, kann es als Gußteil ausgebildet werden, das gewisse Öffnungen bereits enthält
und die Bearbeitung weiterhin wesentlich vereinfacht.
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L e e r s e i t e