DE2629364A1

DE2629364A1 - Hydraulische stellvorrichtung zum schraegstellen des planierschildes eines baumaschinenfahrzeuges

Info

Publication number: DE2629364A1
Application number: DE19762629364
Authority: DE
Inventors: Phillip Clinton Cooper
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1975-07-14
Filing date: 1976-06-30
Publication date: 1977-01-20
Also published as: DE2629364C3; IT1074111B; US3991832A; DE2629364B2; JPS5952256B2; CA1040853A; JPS529903A; GB1542515A; FR2318282A1; FR2318282B1; AR212445A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Stellvorrichtung zum Schrägstellen des Planierschildes eines Baumaschinenfahrzeuges mit zwei doppelseitig beaufschlagbaren Stellzylindern, die über mindestens ein Steuerventil mit einer Förderpumpe verbunden sind.

Bei dieser bekannten Stellvorrichtung (US-PS 3,631,930) kann der Planierschild, wie bei derartigen Fahrzeugen üblich, noch über einen dritten Zylinder um eine in Längsrichtung des Fahrzeuges verlaufende Achse gekippt werden. Bei diesem Kippen jedoch verändert sich bei schräg gestelltem Planierschild der Abstand der Anschlußstellen der Stellzylinder, und es sind keine Vorkehrungen getroffen, diese Abstandsveränderungen auszugleichen, wodurch große Kräfte auf die Stellzylinder einwirken.

Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird darin gesehen, Vorkehrungen zum Ausgleich dieser Abstandsveränderungen zu treffen. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß die zylinderseitigen Enden der Stellzylinder mit den kolbenstangenseitigen Enden des anderen Stellzylinders verbunden sind und ein pilotgesteuertes überdruckventil vorgesehen ist, das an das zylinderseitige Ende eines Stellzylinders angeschlossen und dessen Pilotdruck der Druck am anderen zylinderseitigen Ende ist. Auf diese Weise kann sich bei am einen Ende des Stellzylinders ansteigendem Druck das pilotgesteuerte Überdruckventil öffnen, so daß Druckmedium

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abströmen kann, wodurch der Stellzylinder ein- oder ausfahren kann. Letztlich wird hierdurch erreicht, daß sich die Stellzylinder an die AbstandsVeränderungen anpassen, ohne daß irgendwelche Kräfte auf die Stellzylinder einwirken. Gleichfalls ist dieses System selbstverständlich auch wirksam, wenn einseitige große Kräfte auf den Planierschild einwirken.

Erfindungsgemäß ist jeder Kolben eines jeden Stellzylinders mit einem druck- und lageabhängigen Ventil versehen, das am Ende des Kolbenhubes und bei einem vorher bestimmten Druck eine Verbindung vom zylinderseitigen Ende zum kolbenstangenseitigen Ende zuläßt, wodurch in den Endlagen des Stellzylinders ein Abströmen des Druckmediums aus allen Druckräumen immer gewährleistet ist.

In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher erläutertes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 die Baueinheit für einen Planierschild in Seitenansicht,

Fig. 2 die Draufsicht auf Fig. 1, und zwar nach dem Schnitt 2—2 in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3—3 in Fig. 1,

Fig. 4 den Steuerkreis für die hydraulische Stellvorrichtung in schematischer Darstellung,

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Fig. 5 die hydraulische Stellvorrichtung mit schräg gestelltem Planierschild,

Fig. 6 die Rückansicht zu Fig. 5, jedoch ohne Stellzylinder,

Fig. 7 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 5, jedoch mit ausgefahrenen Kippzylindern,

Fig. 8 die Rückansicht auf Fig. 7.

In der Zeichnung ist mit 10 die Baueinheit für einen Planierschild bezeichnet, die im einzelnen aus einem Tragrahmen 12 gebildet ist, der in herkömmlicher Art C-förmig ausgebildet ist und rechte und linke in Fig. 3 dargestellte Seitenteile und 16 aufweist. Deren vordere Enden sind über einen Querteil 18 miteinander verbunden, während ihre rückwärtigen Enden schwenkbar mit einem Baumaschinenfahrzeug 20 verbunden sind·. Der Tragrahmen 12' umgreift das Baumaschinenfahrzeug, wobei seine Seitenteile 14 und 16 an den Seiten des Baumaschinenfahrzeuges und der Querteil 18 gerade vor dem vorderen Ende des Baumaschinenfahrzeuges liegen. Der Tragrahmen 12 kann um seine Anlenkstelle am Baumaschinenfahrzeug über wahlweise betätigbare, rechte und linke hydraulisch beaufschlagbare . Stellzylinder 22 und 24 vertikal verschwenkt werden, die einenends am Baumaschinenfahrzeug und anderenends am oberen Ende von Vertikalteilen 26 und 28 angreifen. Letztere sind mit den Oberseiten der Seitenteile 14 und 16 verbunden.

Ein Planierschild 3.0 ist mit dem Querteil 18 des Tragrahmens

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über eine Vorrichtung verbunden, die eine Kugelverbindung und eine obere Verbindung 34 aufweist. Die Kugelverbindung besteht im einzelnen aus einer Kugelpfanne 36, die mit dem unteren, zentralen, rückwärtigen Teil des Planierschildes verbunden ist und eine Kugel 38 aufnimmt, die mit dem Querteil 18 in etwa dessen Mitte verbunden ist. Die obere Verbindung 34 dagegen weist eine Vorrichtung 40 auf, die mit der Rückseite des Planierschildes 30 an einem oberen, zentral gelegenen Punkt verbunden ist und eine umgekehrt U-förmige Laufschiene 42 bildet, die segmentartig mit einem festen Radius um eine horizontale Achse "X" ausgebildet ist, die sich längs in Fahrtrichtung des Planierschildes 30 erstreckt und mittig durch die Kugel der Kugelverbindung 32 geführt ist. In dieser Laufschiene 42 ist ein Gleitstück 44 bewegbar an einem Ende eines Vertikalzapfens 46 angeordnet, der wiederum an einem sich nach vorne erstreckenden Teil eines Vertikalträgers 50 angeordnet ist, der mit der mittigen Oberseite des Querteiles 18 fest verbunden ist. Der Vertikalzapfen 46 ist in einer Vertikalachse "Y" gelegen, die zentrisch durch die Kugel 38 der Kugelverbindung 32 verläuft. Hieraus folgt/ daß der Planierschild 30 um die Achse "X" gekippt und um die Achse "Y" schräg gestellt werden kann.

Es wird darauf hingewiesen, daß der nach vorne vorstehende Teil 48 des Vertikalträgers 50 teleskopisch ausgebildet werden kann, um die Neigung des Planierschildes 30 einstellen zu können. Hierzu können Schrauben oder eine hydraulische Neigungseinstellung oder dergleichen vorgesehen werden, um den Teil 48 in einer festen,, eingestellten Länge feststellen zu können.

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In den Figuren 1-3 ist der Planierschild 30 in einer nicht schräg gestellten Stellung dargestellt, in der er sich im wesentlichen senkrecht zu der Achse "X" befindet, gleichfalls ist der Planierschild nicht gekippt. Um den Planierschild 30 wahlweise um die Achse "X" kippen zu können, ist ein hydraulisch beaufschlagbarer Kippzylinder 52 vorgesehen, dessen zylindersextiges Ende mit dem Teil 48 des Vertikalträgers 50 über den Vertikalzapfen 46 verbunden ist, während sein kolbenseitiges Ende an einer Lasche 54 angreift, die mit der Rückseite des Planierschildes 30 verbunden ist.

Um den Planierschild 30 um die Achse "Y" schräg verstellen zu können, sind rechte und linke Stellzylinder 55 und 56 vorgesehen, deren zylinderseitige Enden mit den Vertikalteilen 26 und 28 über Anlenkstellen 57 und 58 verbunden sind, während ihre kolbenseitigen Enden schwenkbar mit der Rückseite des Planierschildes 30 über Anlenkstellen und 62 in Verbindung stehen.

Der in Fig. 4 dargestellte Steuerkreis für die hydraulische Stellvorrichtung weist im einzelnen drei Steuerventile 64, 66 und 68 auf, die in einer Druckleitung 70 in Reihen geschaltet sind und deren eines Ende mit einer Pumpe 72 und deren anderes Ende mit einer Rücklaufleitung 74 verbunden ist. Die Pumpe 72 und die Rücklaufleitung 74 sind in Flüssigkeitsverbindung mit einem Sammelbehälter 76. Die kolbenseitigen Enden der Stellzylinder 22 und 24 sind mit dem Steuerventil über eine Leitung 78 und die zylinderseitigen Enden der beiden Stellzylinder 22 und 24 sind mit dem Steuerventil 64 über eine Leitung 80 verbunden. Das kolbenstangensextxge und

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zylinderseitige Ende des Kippzylinders 52 ist mit dem Steuerventil 66 über Leitungen 82 und 84 verbunden. Das zylinderseitige Ende des Stellzylinders 55 und das kolbenstangenseitige Ende des Stellzylinders 56 sind mit dem Steuerventil 68 über eine Leitung 86 verbunden, während das kolbenstangenseitige Ende des Stellzylinders 55 und das zylinderseitige Ende des Stellzylinders 56 mit dem Steuerventil 68 über eine Leitung in Verbindung steht. Diese Kreuzverbindung des zylinderseitigen und kolbenstangenseitigen Endes der Stellzylinder 5'5 und 56 hat den Vorteil, daß lediglich etwa die Hälfte des Druckes in dem Kreislauf auf Grund von einenends auf den Planierschild einwirkenden Kräften entsteht, als wenn er entstehen würde, wenn die kolbenstangenseitigen Enden der Stellzylinder 55 und 56 und die zylinderseitigen Enden der Stellzylinder 55 und 56 miteinander verbunden wären.

Die Anlenkstellen 60 und 62, die die kolbenstangenseitigen Enden der Stellzylinder 55 und 56 mit dem Planierschild 30 verbinden, bewegen sich mit dem Planierschild 30, wenn letzteres um die Achse "X" gekippt wird, und es ist offensichtlich, .daß Vorkehrungen getroffen werden können, um diese Bewegung der Anlenkstellen 60 und 62 auszugleichen, ohne jedoch die Kugelverbindung 32 und die obere Verbindung kräftemäßig zu beanspruchen, und ohne unzulässige Krafteinwirkung auf die Stellzylinder 55 und 56. Dies wird durch eine nachfolgende, noch näher zu erläuternde Vorrichtung erreicht.

Im einzelnen weisen die Stellzylinder 55 und 56 Kolben 90 und 9 2 auf, an denen Kolbenstangen 9 4 und 96 angreifen. Der Kolben 90 des Stellzylinders 55 teilt den Hubraum in ein zylinderseitiges und kolbenstangenseitiges Ende 98 und 100

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auf, während der Kolben 92 des Stellzylinders 56 den Hubraum in ein kolbenstangenseitiges und zylinderseitiges Ende und 104 unterteilt. In den Kolben 90 und 9 2 sind Kanäle und 108 eingearbeitet. Eine Druckfeder 110 ist in dem Kanal vorgesehen und wirkt mit ihren sich gegenüberliegenden Enden gegen Tellerventilteile 112 und 114, um diese auf ihrem Sitz zu halten, wobei dann Stössel 116 und 118 in den kolbenstangenseitigen und zylinderseitigen Teil ragen, um mit den sich gegenüberliegenden Endseiten der Stellzylinder in Berührung zu kommen, wodurch die Tellerventilteile 112 und 114 von ihrem Sitz abgehoben werden, immer dann, wenn die Stellzylinder das Ende ihres Hubbereiches erreichen. In ähnlicher Weise ist eine Druckfeder 120 in dem Kanal 108 vorgesehen und liegt gegen Tellerventilteile 122 und 124 an ihren sich gegenüberliegenden Enden an, um diese auf ihrem Sitz zu halten, wobei auch Stössel 126 und 128 in den den kolbenstangenseitigen und zylinderseitigen Enden zugeordneten Druckraum ragen und durch die sich gegenüberliegenden Enden des Stellzylinders von ihrem Sitz abgehoben werden können, wenn der Stellzylinder voll ein- oder ausgefahren ist.

In Fig. 4 ist ein Überdruckkreislauf mit einer Überdruckleitung 130 dargestellt, die die Leitung 88 mit dem Sammelbehälter 76 verbindet und ein normalerweise geschlossenes überdruckventil 132 aufweist. Dieses ist pilotgesteuert und ist abhängig von einem vorher bestimmten Druck in der Leitung 86, die mit dem überdruckventil 132 über eine Pilotleitung 134 verbunden ist. Der Sammelbehälter 76 ist mit Bezug auf die Stromrichtung über dem überdruckventil 132 mit der Überdruckleitung 130 über eine Leitung 136 verbun-

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den, während die Pilotleitung 134 mit dem Sammelbehälter über eine Leitung 138 in Verbindung steht. Beide Leitungen und 138 sind mit Rückschlagventilen 140 und 142 versehen, die lediglich einen Fluß aus dem Sammelbehälter zulassen.

Zur Betätigung der Baueinheit für den Planierschild ist folgendes auszuführen. Unter der Annahme, daß sich der Planierschild 30 in seiner in Figuren 5 und 6 dargestellten Position befindet, wird der Kippzylinder 52 eingefahren, und die Stellzylinder 55 und 56 werden sich in ihren entsprechenden ein- und ausgefahrenen Positionen befinden, in denen die entsprechenden Kolben sich ungefähr 2,54 mm vor ihren Hubenden befinden.

Wird es dann gewünscht den Planierschild 30 im Uhrzeigerdrehsinn um die Achse mit Bezug auf die Fig. 6 zu verkippen, und zwar in eine Stellung, die in Fig. 8 dargestellt ist, dann braucht lediglich das Steuerventil 66 aus seiner Neutralstellung, die in Fig. 4 dargestellt ist, nach rechts verstellt zu werden, um die Pumpe 72 und den Sammelbehälter mit dem Zylinder und kolbenstangensextigem Ende des Kippzylinders 52 zu verbinden, wodurch letzterer ausgefahren werden kann. Wenn der Planierschild nun kippt, so werden sich die Anlenkstellen 60 und 62 der Stellzylinder 55 und zusammen mit dem Planierschild bewegen, und zwar nach unten und außen, bzw. nach oben und innen mit Bezug auf die Achse "X" Da aber die Stellzylinder 55 und 56 zu dieser Zeit hydraulisch auf eine feste Länge festgestellt sind, wird die Bewegung des Planierschildes 30 dazu führen, daß die Stellzylinder und 56 zwangsweise ein- oder ausgefahren werden. Dies bewirkt

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ein Druckanstieg in den entsprechenden zylinder- und kolbenstangenseitigen Enden der Stellzylinder 55 und 56. Wenn nun der Druck, der in der Leitung 86 durch den Planierschild entsteht und den rechten Stellzylinder 55 einfahren will, eine vorher bestimmte Druckhöhe erreicht, die ausreicht, um das Überdruckventil 132 zu betätigen, wird sich das Überdruckventil 132 öffnen, wodurch Druckmedium aus dem zylinderseitigen Ende 104 des linken Stellzylinders 56 in den Sammelbehälter 76 über die Leitung 88 und die Überdruckleitung 130 abströmen kann. Wenn nun Druckflüssigkeit aus dem zylinderseitigen Ende 104 zu dem Sammelbehälter abströmt, so wird der linke Stellzylinder 56 eingefahren, so daß die Druckflüssigkeit aus dem zylinderseitigen Ende 100 des rechten Stellzylinders 55 in das kolbenstangenseitige Ende 102 des Stellzylinders gelangt, so daß der Stellzylinder 55 einfahren kann. Auf diese Weise werden die Stellzylinder 55 und 56 zwangsweise eingefahren.

Gleichfalls ist offensichtlich, daß, wenn der Planierschild aus seiner Stellung in Fig. 8 in eine Stellung in Fig. 6 gekippt wird, die Stellzylinder 55 und 56 zwangsweise ausgefahren werden. Dies ruft ein Vakuum in dem zylinderseitigen Ende der Stellzylinder 55 und 56 hervor. Saugflüssigkeit wird dann in die zylinderseitigen Enden'der Stellzylinder und 56 über die Rückschlagventile 140 und 142 eintreten, wodurch eine hydraulische Kavitation in den Stellzylindern 55 und 56 ausgeschaltet ist.

Unter der Annahme., daß sich der Planierschild 30 in seiner ganz rechts schräg gestellten Position befindet, die gerade

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etwas über der in Fig. 5 dargestellten liegt, dann sind die Stellzylinder 55 und 56 ganz ein-, bzw. ganz ausgefahren, und der Tellerventilteil 114 des Stellzylinders 55 und der Tellerventilteil 122 des Stellzylinders 56 wird sich dann nicht mehr auf seinem Sitz befinden, da ihre zugehörigen Stössel 118 und 126 gegen das zugehörige, zylinderseitige Ende des Stellzylinders 55 und das kolbenstangenseitige Ende des Stellzylinders 56 anliegen.

Wird es nun gewünscht, daß der Planierschild 30 im Uhrzeigerdrehsinn um die Achse "X" mit Bezug auf Fig. 6 gekippt wird, dann wird der Kippzylinder 52 betätigt, und zwar in einer Art und Weise, wie es vorstehend beschrieben wurde, um ihn auszufahren. Wenn nun der Planierschild 30 beginnt zu kippen, dann werden die Anlenkstellen 60 und 62 der Stellzylinder 55 und 56 mit dem Planierschild 30 beginnen sich nach unten und außen, bzw. nach oben und innen zu bewegen. Wie bereits vorstehend ausgeführt wurde, so ruft die Kippbewegung des Planierschildes 30 einen Druckanstieg in dem entsprechenden zylinderseitigen Ende 104 des Stellzylinders 56 und dem kolbenstangenseitigen Ende 9 8 des Stellzylinders 55 hervor. Dieser Druck steigt bis zu einem.vorher bestimmten Punkt an, an dem die Tellerventilteile 112 und 124 hydraulisch von ihrem Sitz abgehoben werden, so daß die Druckflüssigkeit durch die mechanisch abgehobenen Tellerventilteile 114 und 122 abströmen kann, wobei die zylinderseitigen und kolbenstangenseitigen Enden der Stellzylinder 55 und 56 hydraulisch miteinander verbunden sind.

Wenn nun der Druck ausreichend angestiegen ist, um das

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Überdruckventil 132 zu betätigen, was beim weiteren Kippen des Planierschildes erfolgt, dann wird die Druckflüssigkeit aus dem zylinderseitigen Ende 104 des Stellzylinders 56 zu der Überdruckleitung 130 entweder über die Leitung 88 und das Überdruckventil 132 oder über die Tellerventilteile 124, 122, die Tellerventilteile 114 und 112 und das Überdruckventil 132 gelangen. In jedem Falle wird der Stellzylinder 56 zwangsweise eingefahren, wenn der Kippzylinder betätigt wird.

Im Arbeitseinsatz, d. h. wenn der Planierschild 30 Material schiebt, wird der in den Stellzylindern 55 und 56 herrschende Druck kein Ein- oder Ausfahren derselben bewirken.^ Wird z. B. die auf den Planierschild einwirkende Last gleichmäßig über die Länge des Planierschildes verteilt, so wird in den Stellzylindern 55 und 56 kein Druck entstehen, da die Leitungen und 88 über Kreuz mit den sich gegenüberliegenden Enden der Stellzylinder 55 und 56 verbunden sind. Wird aber der Planierschild an der linken Seite stärker als an der rechten Seite der Achse "Y" belastet, so kann der Druck in den kolbenstangenseitigen und zylinderseitigen Enden der Stellzylinder 55 und 56 ansteigen, wodurch eventuell eine Druckhöhe erreicht wird, die ausreichend wäre das Überdruckventil 132 zu öffnen. Jedoch wird dann kein Druckmedium austräten, da in den zylinderseitigen und kolbenstangenseitigen Enden der Stellzylinder 55 und 56 kein Druck erzeugt wird.

Patentansprüche - 12 -

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Claims

- 12 Patentansprüche

( 1.)Hydraulische Stellvorrichtung zum Schrägstellen des Planierschildes eines Baumaschinenfahrzeuges mit zwei doppelseitig beaufschlagbaren Stellzylindern, die über mindestens ein Steperventil mit einer Förderpumpe verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderseitigen Enden (100, 104) der Stellzylinder (55, 56) mit den kolbenstangenseitigen Enden des anderen Stellzylinders verbunden sind und ein pilotgesteuertes Überdruckventil (132) vorgesehen ist, das an das zylinderseitige Ende eines Stellzylinders angeschlossen ist und dessen Pilotdruck der Druck am anderen zylinderseitigen Ende ist.
2. Hydraulische Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kolben (90, 92) eines jeden Stellzylinders mit einem druck- und lageabhängigen Ventil (112, 114 und 122, 124) versehen ist, das am Ende des Kolbenhubes und bei einem vorher bestimmten Druck eine Verbindung vom zylinderseitigen Ende zum kolbenstangenseitigen Ende zuläßt.

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